Marcos Benedetti

Considerando o arranjo da figura abaixo:

• Uma bateria Li-ion 3,7V (nominal).

• Um BMS 1S 3A para proteção contra sobrecarga, descarga profunda e curto-circuito.

• Um módulo Boost Step-Up configurado para fornecer 5V na saída.

Analisando tecnicamente o que pode dar errado nesse arranjo, quando a tensão de entrada do Boost cai abaixo de 3V, especialmente considerando que o BMS só desliga a saída abaixo de 2,5V (Nesse caso, mas a grande maioria dos comerciais atua do mesmo modo).

🔋 1. Características do Boost Converter

Um boost converter eleva a tensão de entrada para uma tensão maior na saída. No entanto, sua eficiência e capacidade de regulação dependem da tensão de entrada.

Se o boost está regulado para 5V na saída, e a entrada está com:

• 3,7V (bateria cheia): Ele consegue operar com eficiência e estabilidade.

• 3,0V a 3,2V: Já começa a perder eficiência.

• Abaixo de 3V: Começa a entrar em colapso de regulação.

⚠️ 2. Problema da Perda de Regulação

🔸 Causa:

O conversor boost precisa aumentar a corrente de entrada para manter a mesma potência na saída. Isso é regido por:

A medida que Vin cai, Iin aumenta muito, até um ponto em que:​

• O MOSFET interno do boost satura.

• O indutor não consegue mais armazenar energia suficiente.

• O ripple aumenta e o circuito perde controle.

🔸 Efeito:

• A tensão de saída não se mantém mais em 5V, podendo oscilar ou cair repentinamente.

• O comportamento pode ser errático — o boost tenta regular, entra em modo “burst” ou simplesmente trava.

• Isso pode afetar gravemente circuitos sensíveis alimentados pelos 5V (ex.: microcontroladores, sensores, comunicação).

🔋 3. O papel do BMS

O  BMS só corta a alimentação da carga abaixo de 2,5V. Isso não protege contra perda de regulação, pois:

• O boost já falhou bem antes disso, por volta de 2,8V ou até 3,0V, dependendo do modelo.

• Ou seja, o sistema continua funcionando de forma instável por um bom tempo antes do BMS desligar.

✅ 4. Soluções recomendadas

1. Usar um undervoltage lockout (UVLO) no circuito boost, para desligá-lo se a entrada cair abaixo de 3V.

2. Usar um BMS que corte acima de 3V, o que é raro — geralmente requer um monitor externo (ex: circuito supervisor).

3. Implementar controle via microcontrolador, medindo tensão da bateria e desligando a carga se cair abaixo de 3V.

4. Usar bateria com mais células em série (2S ou 3S) para manter margens maiores.

5. Trocar o boost converter por um que tenha operação garantida com Vin baixa, embora mesmo esses têm limite mínimo prático de operação estável (~2,7V).

⚠️ Conclusão

No arranjo, o problema crítico é que o boost converter não consegue manter os 5V quando a tensão da bateria cai abaixo de 3V, mesmo que o BMS ainda esteja permitindo a passagem de corrente. Isso pode comprometer a estabilidade do sistema e gerar falhas intermitentes. É essencial garantir que o boost opere sempre acima de sua tensão mínima de regulação estável, o que geralmente significa cortar a carga antes do BMS atuar.