Como funciona o carregador de bateria do notebook?

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Carregador, fonte externa ou de alimentação são nomes de um item crucial para o funcionamento do seu notebook, que pode ser usado quando a bateria estiver com pouca carga ou durante todo o tempo. É responsável por prover a energia para o funcionamento do aparelho, além de carregar a bateria.

Basicamente, a fonte de alimentação é ligada na energia elétrica e converte a tensão da rede alternada (normalmente 110V ou 220V) em corrente contínua, ao redor de 12 a 20 volts, que alimenta o aparelho. A corrente contínua (C.C) é aquela em que os elétrons se movem em um único sentido.

Princípios básicos de uma bateria

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As baterias recarregáveis consistem em fontes de energia elétrica de origem química: uma reação química libera energia na forma de eletricidade, a qual é utilizada por um circuito externo. A ideia de se recarregar uma bateria é simples: se passarmos pela substância fornecedora de energia uma corrente no sentido contrário àquela que ela fornece normalmente, a reação se inverte e a substância “absorve” a energia liberada. De forma que as reações químicas que ocorrem durante a carga são exatamente as inversas das que ocorrem durante a descarga.

No caso da maioria dos notebooks atuais, o carregador fornece energia às células das baterias de íons de lítio (Li-ion). No entanto, as baterias de hoje e os carregadores exigem mais cuidados do que simplesmente aplicar uma corrente no sentido inverso por certo tempo. Isso nos leva aos carregadores “inteligentes”.

Carregadores de notebooks  Inteligentes

Bateria de li-íon de 6 células

Bateria de li-íon de 6 células

Para se obter uma carga mais rápida, com menor gasto de energia e que também prolongue a vida útil da célula são usados diversos recursos nos carregadores. Baterias de íons de lítio comerciais contém um circuito de proteção que previne a tensão da célula de ficar muito alta enquanto estiver sendo carregada. Os carregadores mais sofisticados são mais completos contendo recursos como o monitoramento constante da carga, da temperatura e outras características importantes da célula. Contudo, os recursos básicos são a corrente constante e a temporização automática.

Corrente constante

Numa célula completamente descarregada a tensão nos seus terminais é baixa. Assim, ao aplicarmos a tensão do carregador, a diferença entre sua tensão e a da bateria é elevada. Isso faz circular uma corrente inicial elevada, mas à medida que a bateria se carrega, a tensão nos seus terminais sobe se contrapondo à tensão do carregador. Com isso a corrente na bateria diminui gradualmente até que no final do processo ela é pequena.

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À medida que a bateria se carrega a corrente através dela diminui

Uma fonte de corrente constante faz circular uma corrente por uma carga com uma intensidade que independe da sua resistência ou da tensão que ela apresenta. Assim, o processo de carga de uma bateria com uma fonte de corrente constante se faz com a mesma intensidade do início ao final.

Temporização automática

Outro recurso encontrado em alguns carregadores consiste na temporização automática. O carregador interrompe a corrente depois de um certo tempo programado, que é o especificado.

Além disso, os carregadores inteligentes apresentam três etapas para a carga de uma bateria Li-Ion:

bateria-li-ion-fasesA capacidade de uma bateria é expressa como capacidade C, dada em mA-h. Por exemplo, uma bateria de 500 mAh tem uma taxa C de 500 mA. A correspondente da 1 C é 500 mA e a corrente de 0,1 C é de 50 mA.

* Carga lenta – uma pré-carga feita com uma corrente de 0,1 C

Durante a carga lenta, a bateria é carregada com uma corrente de 0,1 C. Isso vai ocorrer quando a bateria estiver com uma tensão menor do 2,5 V. As baterias Li-íon podem ser totalmente carregadas antes de uma descarga total, assim, não apresentam o “efeito memória”. Portanto, o procedimento de carga lenta raramente é empregado com esse tipo de bateria.

Efeito memória é o fato de a bateria reduzir sua vida útil caso seja colocada para carregar quando ainda não está completamente “zerada”.

O tempo de carga de todas as baterias de Lítio-Íon, quando carregadas a uma corrente inicial de 1 C, é de aproximadamente 3 horas. A bateria permanece fria durante a carga.

* Carga rápida – uma carga com corrente constante feita com 1 C

A carga rápida (com corrente constante e tensão constante) é a fase mais importante no processo com esse tipo de bateria. Muitas baterias Li-ion estarão plenamente carregadas com uma tensão de 4,1 V ou 4,2 V.

Assim, a bateria é carregada com corrente constante de 1 C até a tensão alcançar 4,1 V ou 4,2 V. O circuito mede continuamente a corrente de sensoriamento. Quando a tensão alcançar esse valor, o circuito passará a operar no modo de carga com tensão constante.

* Etapa de tensão constante

O circuito passa a funcionar como uma fonte de tensão fixa de 4,1 V ou 4,2 V. Nesse ponto, a resistência interna da bateria começa a cair, o que exige uma compensação para manter a corrente abaixo de 0,1 C. As baterias Li-Ion são extremamente sensíveis a sobrecarga, o que significa a necessidade de se controlar com precisão de 50 mA a tensão de 4,1 V ou 4,2 V do processo de recarga.

A carga completa acontece depois que a tensão alcança o limiar de tensão superior e a corrente ter se igualado a 3% da corrente de carga nominal.

Uma dúvida que todos temos: se as baterias de Li-íon de hoje não possuem o efeito memória, porque elas vão perdendo o tempo de carga com o uso?

As baterias realmente vão perdendo capacidade com o tempo. Isso ocorre devido a mudanças químicas nos eletrodos presente no seu notebook e quase todos os outros eletrônicos que você comprou nos últimos anos. Com o uso da bateria, os íons de lítio reagem com o óxido de níquel. Isso gera nanocristais de sal, que alteram a estrutura interna da bateria e fazem com que os íons se movam de maneira menos eficiente. Não há nada que você possa fazer para evitar isso.

 

Aprendeu como funciona o carregamento da bateria do seu notebook? Se tiver dúvidas, nós da bringIT estamos à disposição para resolvê-las! Além disso, contamos com fontes e baterias compatíveis com o seu notebook. Fale com a gente!

Fonte: Inspirado em Instituto Newton Braga

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