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Nesta postagem vamos conferir um circuito muito interessante para quem procura desenvolver de forma caseira um circuito com tensão finamente regulada em 4,2v para carregamento de célula de lítio. "Bateria".
Este circuito baseia-se no Ci TL431; imagem abaixo.
Apesar de ser parecido com um transistor, ele é um circuito integrado com o seguinte diagrama de bloco:
A configuração básica dele e PinOuté a seguinte:
Neste projeto iremos nos basear no seguinte esquema:
Utilizando-se das formulas dadas na imagem desenvolvi o seguinte circuito para que tenha tensão regulada de saída de 4,20 v, lembrando que células de íons de lítio suportam até 4,2v com uma tolerância de apenas 5mV, células de LiPo, LifePo4 possuem tensões ainda menores.
Vejamos uma simulação de circuito realizada no Proteus 8.5 e em seguida a prática do circuito:
Este esquema foi construído e testado por mim em uma célula de lítio 18650 retirada de uma bateria velha de notebook, peço seu apoio ao meu blog deixando seus comentários e avaliações, e claro compartilhando este trabalho com seus amigos interessados no assunto, foram várias horas de pesquisa e desenvolvimento com alguns componentes danificados durante o processo de aprendizagem, notei que existe muito pouco conteúdo em português sobre o assunto.
Fotos do circuíto prático clique para ampliar:
Transistor NPN utilizado: BR9014
Célula UR18650FH K06B
Fonte de Roteador TPLINK 9v 0,6A
Considerações importantes:
- Dependendo da configuração dos resistores e transistor utilizado os valores podem variar de caso em caso na ordem de alguns Ohms para os resistores ligados ao pino de referência do circuito TL431.
- O circuíto não deve permanecer conectado á célula sem estar conectado à energia, caso isso ocorra a Célula será descarregada através dos resistores; para solucionar este problema pode ser adicionado um diodo na saída de tensão polarizado de forma que a energia passe apenas do circuito para a célula e não vice-versa.
- Ao adicionar um diodo como descrito deve considerar a reconfiguração da tensão regulada, pois, na junção PN do diodo perde-se aproximadamente 0,7V.
- É normal que haja aquecimento do transistor NPN pois o trabalho pesado está a seu encargo.
Como mencionado anteriormente, cometi o erro de colocar um diodo na ponta de saída e ao colocar a bateria para carregar ela parou de puxar carga assim que sua tensão subiu para 3,46V, sendo que meu circuito esta regulado para 4,22V.
Retirei o diodo e continuei carregando e fazendo anotações:
As anotações demonstram o acompanhamento geral das condições de carga da célula de lítio, carregador, transístor de acordo com o relógio normal. VBat é a tensão da célula enquanto VDiodo é a tensão de saída antes de passar através do diodo.
Conclusão:
Este é um circuito simples para carregamento controlado de baterias e células de lítio, através da simulação no computador também fiz testes de corrente de consumo e de carga efetiva; Em circuíto aberto há apenas o consumo de polarização do TL431, já em carregamento aferi uma corrente de carga de 0,6A na simulação com apenas um transístor NPN.
Pode-se modificar ainda o circuíto adicionando-se mais transístores NPN em paralelo com o do diagrama esquemático, obtendo-se assim uma maior corrente de carga da célula ou bateria de lítio; Isto se faz necessário caso haja na bateria a ser carregada várias células em paralelo, pois, quanto mais capacidade de armazenamento maior o tempo necessário para carga, aumentando-se a corrente de carregamento diminui-se o tempo necessário desde que a fonte primária de energia seja capaz de suprir a demanda.
Obrigado pela sua visita, e, volte sempre!
Atenciosamente: Jullio Cézar de Souza
