Carregador de supercapacitores com o MAX17701 (ART4500)

A carga de supercapacitores, que estão se tornando cada vez mais populares como dispositivo de armazenamento de energia, exige circuitos especiais e para isso componentes específicos se tornam indispensáveis. Diversos deles já estão disponíveis e um deles é o MAX17701 da Maxim, de que tratamos neste artigo.

ART544E

Um supercapacitor descarregado ao ser ligado num circuito de carga se comporta como um curto circuito. Isso exige que as fontes utilizadas na carga desses capacitores tenham recursos especiais para limitar a corrente assim como para gerenciar o processo de carga.

Leva-se em conta que à medida que um capacitor se carrega a corrente de carga diminui, reduzindo, portanto, a velocidade do processo.

Tudo isso leva à necessidade de se utilizar circuitos apropriados em qualquer aplicação em que um supercapacitor deva ser carregado.

Neste artigo, descrevemos a utilização do MAX17701 da Maxim, baseados no próprio datasheet que pode ser acessado em: https://br.mouser.com/datasheet/2/256/MAX17701-1888136.pdf . Também informamos que a Maxim disponibiliza através da Mouser Electronics um kit de avaliação.

 

Descrição:

O MAX17701 é um componente da série de reguladores de tensão, mpdulos de potência e carregadores Himalaya da Maxim. Trata-se de um regulador sincronizado do tipo stepdown que pode operar com tensões de entrada de 4,5 a 60V.

Com ele é possível carregar um supercapacitor com uma corrente constante com precisão de 4%. Depois da carga, ela é mantida na condição de sem carga externa com uma precisão de 1%.

A tensão de saída pode ser programada entre 1,25V e 4V abaixo da tensão de entrada.

O dispositivo usa um MOSFET N externo para proporcionar proteção contra curto-circuito, sendo ligado do lado da fonte de alimentação. Sua finalidade é evitar a descarga do supercapacitor.

O MAX 7701 está disponível num invólucro TQFN de 24 pinos medindo apenas 4 x 4 mm, conforme mostra a figura 1.

 

Figura 1 – Invólucro do MAX17701
Figura 1 – Invólucro do MAX17701

 

No datasheet os projetistas podem encontrar uma descrição completa das funções dos pinos.

Na figura 2 temos um circuito típico de aplicação, com destaque para o resistor sensor que permite o controle da carga e o MOSFET externo de proteção.

 

Figura 2 – Circuito de aplicação simplificado
Figura 2 – Circuito de aplicação simplificado

 

No datasheet temos todo o processo de cálculo dos componentes para a aplicação desejada. Temos também gráficos de desempenho e tabelas que sodem ser de grande utilidade.

Mas, para quem desejam uma solução pronta, temos o projeto de um carregador de supercapacitor com corrente de 20A usando o MAX17701. Este circuito é mostrado na figura 3.

 

Figura 3 – Carregador de supercapacitor de 20 A.
Figura 3 – Carregador de supercapacitor de 20 A.

 

Este circuito é para uma aplicação específica em que um supercapacitor de 20F é carregado com 5V. As tensões de entrada deste circuito podem ficar entre 6,5 V e 60V.

Um outro circuito de carga para um supercapacitor de 40F é mostrado na figura 4.

 

Figura 4 – Carregador para supercapacitor de 40F
Figura 4 – Carregador para supercapacitor de 40F

 

As tensões de entrada deste circuito estão indicadas no diagrama e observações sobre os tipos de componentes usados são dadas.

Dentre as aplicações para este componente, a Maxim sugere os sistemas de armazenamento de energia, segurança industrial, equipamentos médicos portáteis, automação etc.

Algumas informações importantes sobre o MAX17701 são dadas a seguir:

- Precisão da corrente de carga: +/-4%

- Precisão da tensão regulada: +/-1%

- Faixa de tensões de entrada: 4,5 a 60V

- Frequência de comutação ajustável: 125 kHz a 2,2 MHz com sincronização por clock externo

- Proteção contra sobretensão de saída

- Corrente de carga programável

 

 

 

 

 

 

 

 


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