Projetando Carregadores de Bateria Inteligentes com a Linha MCP73 da Microchip

Projetos modernos exigem soluções inteligentes de carregamento. A linha MCP73 da Microchip fornece uma plataforma robusta e flexível para carregadores de baterias Li-Ion, Li-Poly e LiFePO₄, com recursos integrados de gerenciamento térmico, proteção e controle via I²C.

A evolução de dispositivos móveis, sensores remotos, equipamentos médicos e aplicações em IoT impõe desafios cada vez maiores ao projeto de fontes de alimentação — especialmente na etapa de carregamento de baterias recarregáveis. O uso de carregadores dedicados traz vantagens significativas em termos de eficiência, confiabilidade e conformidade com normas de segurança.

A família MCP73 da Microchip é composta por controladores de carregamento altamente integrados que oferecem carregamento em três estágios, recursos de segurança embarcados, e em alguns modelos, interface digital de controle, permitindo comunicação com microcontroladores para configuração e monitoramento dinâmico.

Arquitetura e Ciclos de Carga

Todos os dispositivos da linha MCP73 seguem o modelo de carregamento trifásico, essencial para garantir a segurança e a vida útil da bateria:

1. Pré-Carga (Preconditioning):Aplica uma corrente reduzida quando a tensão da célula está abaixo de um limite mínimo. Isso evita degradação por carga rápida em baterias descarregadas profundamente.

2. Corrente Constante (CC – Constant Current):A corrente de carga é mantida constante enquanto a tensão da célula aumenta progressivamente.

3. Tensão Constante (CV – Constant Voltage):Ao atingir a tensão nominal da célula, a corrente de carga diminui gradualmente até atingir o nível de término configurado.

   
   

Esse controle refinado permite cargas mais rápidas e seguras, maximizando a durabilidade das células.

Recursos Técnicos Avançados

• Gerenciamento Power Path Integrado: Disponível em modelos como o MCP73871, permite a alimentação simultânea do sistema e o carregamento da bateria, com prioridade configurável entre fonte externa e bateria.

• Proteção Térmica com NTC: Entrada para termistor permite que o carregador interrompa ou limite a corrente de carga conforme a temperatura da célula, seguindo especificações JEITA.

• Limite de Corrente Programável: Em dispositivos como o MCP73831, a corrente de carga é ajustada via resistor externo (resistor de programação Rprog). Isso facilita a adaptação sem alterar firmware.

• Interface I²C (modelos selecionados): Em versões mais sofisticadas, a presença de uma interface I²C permite configurar tensão e corrente de carga, status da bateria, alertas de falha e leitura de temperatura.

• Detecção automática de fonte de alimentação: Identifica automaticamente se a alimentação vem de um adaptador AC, carregador USB ou outra fonte, otimizando a estratégia de carregamento.

Exemplos de Componentes da Linha MCP73

MCP73871

• Controlador de carga com Power Path, ideal para aplicações USB.

• Corrente de carga de até 1A, ajustável.

• Suporte a operação simultânea (Charge & System Load).

• Encapsulamento: 20-Lead QFN ou TQFN.

 MCP73123

• Carregador dedicado para LiFePO₄ (tensão de carga: 3,6 V).

• Ideal para aplicações com exigência de maior estabilidade térmica e segurança contra fuga térmica.

• Corrente de carga até 1,2A com resistor programável.

• Encapsulamento compacto: DFN-8.

MCP73831/2

• Carregador linear de célula única com operação stand-alone.

• Corrente ajustável de até 500 mA.

• Ideal para projetos de baixo custo, footprint reduzido.

• Encapsulamentos: SOT-23-5, DFN-8.

Aplicações Recomendadas

• Dispositivos portáteis e wearables com recarga USB

• Equipamentos médicos com autonomia crítica

• Soluções IoT com baterias de célula única

• Sistemas de energia solar com carregamento noturno

• Ferramentas eletrônicas e medidores portáteis

A flexibilidade da linha MCP73 permite integração em sistemas que exigem baixo consumo, footprint reduzido, gerenciamento inteligente de energia e confiabilidade térmica e elétrica.

Vantagens do Ecossistema Microchip

A Microchip não oferece apenas carregadores — ela disponibiliza um portfólio completo e integrado para soluções alimentadas por bateria:

• MCUs de baixo consumo com interfaces de comunicação e controle integradas

• Supervisores de tensão, load switches e circuitos de proteção

• CIs de autenticação e segurança embarcada (Criptografia, SHA-256, I²C)

• Ferramentas de desenvolvimento integradas ao MPLAB® X IDE e kits como o MCP73871 Evaluation Board

Essa sinergia facilita o desenvolvimento de sistemas mais seguros, compactos e otimizados para aplicações de mercado altamente competitivas.

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