Carregador de baterias NiCD/NiMH com o bq2002.

        Há mais de 10 anos, montei este carregador de baterias NiCD/NiMH baseado no IC bq2002, um IC específico para esta função. Nesta época as baterias de Li-ION/LiPOL não eram populares e as seladas de chumbo ácido não são práticas para pequenas aplicações.

        O carregamento das baterias NiCD/NiMH é bem simples: apenas uma fonte de corrente constante. O problema é definir quando o carregamento é terminado. Há diversas maneiras, desde a mais simples e menos confiável que é detectando o aumento da temperatura, pois após estar carregada a bateria dissipa a energia em calor, até a mais segura e confiável que é usada pelo bq2002: detecção do pico de tensão (Peak voltage detection (PVD)). Quando se carrega uma bateria de NiCD/NiMH, em condições normais, a tensão desta vai subindo e quando estiver inteiramente carregada, esta tensão começa a cair. Neste momento, a carga deve ser interrompida. Durante todo o processo de carga, a temperatura também deve ser monitorada, suspendendo o carregamento se fica muito alta. Há também um temporizador que impede o carregamento por tempo indefinido.
        O bq2002 controla a carga através de uma saída digital que liga ou desliga a fonte de corrente constante, que neste caso foi feita com um IC LM317.

Esquema elétrico do carregador. O transistor NPN evita que a tensão no pino CC exceda os 5V da alimentação do bq2002. Note o divisor de tensão no pino BAT que neste caso é para duas baterias em série.

Horrenda placa do carregador. O LM317 está embaixo do dissipador, montado na horizontal. Há um header para o NTC para medição de temperatura da bateria.

        O bq2002 e suas variantes F, C, E e G, são projetados para carga rápida, ou seja, carga em duas (C/2), uma (1C) ou meia horas (2C), portanto a bateria a ser carregada deve suportar carga rápida e deve ser de boa qualidade. O bq2002 também faz uma finalização da carga após o Peak voltage detection (PVD) a uma taxa de C/32 (Top-off charge) e a mantém com uma taxa de C/64 (Trickle charge).
        Há dois LEDs: o vermelho que indica carga rápida e o verde que indica quando a fonte de corrente constate é desabilitada.
Exemplo de aplicação:
Duas baterias que uso em minha câmera fotográfica. Elas tem capacidade de 650mAh e através do pino TM, é selecionado a taxa de carga de C/2 (2 horas de carga). Assim o timer de segurança fica em 160 minutos (2 horas mais 40 minutos pois o processo de carga não é 100% eficiente). O bq2002 monitora a tensão no pino BAT e inicia a carga rápida ao inserir as duas baterias. A carga então é terminada por PVD, tempo máximo ou tensão máxima (maior que 2V por célula). Ela é suspensa se a temperatura passa do limite, voltando a carregar se a temperatura volta ao normal. Se o processo ocorreu normalmente e houve o PVD, então a carga rápida (C/2, Fast charge) é finalizada por uma taxa menor (C/32, Top-off charge) por alguns minutos e depois é mantida indefinidamente uma taxa de C/64 (Trickle charge).