Ni-Cd skærm med lavt batteriovervågningskredsløb ved hjælp af Lambda-diode

Prøv Vores Instrument Til At Fjerne Problemer





Hovedfunktionen ved denne lambda-diode-indikator for lavt batteri til Ni-Cd-batterier er, at selve kredsløbet bruger næsten nul strøm, indtil det indstillede lave tærskelniveau er nået, og indikator-LED'en lyser.

Denne funktion gør kredsløbet meget velegnet til mange lavspændingsbatteridrevne systemer som radioer, ure, timere, alarmer, fjernbetjeninger osv.



Den primære årsag til for tidlig celleskade i nikkel-cadmium-batterier er deres interne kortslutning, der sker på grund af at batteriet bliver alt for dybt afladet under drift.

Derfor skal enhver elektronisk gadget, der bruger Ni-Cd-celler, indeholde en indikator for lavt batteriniveau, der kan udløse og advare brugeren om at genoplade den, længe inden batteriets 'kritiske' spænding er nået.



Selvom du vil finde mange slags oplade skærme der kunne integreres i dine batteridrevne produkter, er lambda-diodemonitoren, der er forklaret i denne artikel, måske en mere sofistikeret mulighed end nogen anden tilgængelig batteriovervågning.

Bedre end andre indikatorsystemer med lavt batteri

Mest indikatorer for lavt batteriniveau arbejde med BJT'er for at skifte på LED-drevstrømmen eller til en målervisning. Ulempen ved sådanne design er, at kredsløbet kontinuerligt tømmer batteriet, selv når LED'en er i slukket tilstand.

I kredsløb med lav effekt er denne slags afladning af batteriet kan dramatisk påvirke og reducere batteriets sikkerhedskopieringstid.

Det bedste middel til at løse dette er at bruge et kredsløb, der forbruger absolut nej strøm fra batteriet , så længe forsyningsspændingen er højere end batteriets kritiske potentiale.

Dette er præcis, hvad den lambda-diode-baserede skærm med lavt batteriniveau udfører.

Den har også en justerbar udløsertærskel over et spændingsområde på 8 til 20 V, og den kunne bygges ret billigt.

Ni-Cd-opladning / udladningskarakteristik

Det terminal spænding på alle batterier varierer afhængigt af deres ladetilstand. Denne egenskab ved dette forhold kan være forskellig for forskellige batterier.

For eksempel med Bly-syre-batterier , finder vi praktisk talt et meget lineært fald i deres udgangsspænding, når cellerne aflades. Denne adfærd er typisk den samme for tørre celler også.

Men for Ni-Cd-batterier er spændingsfaldet under afladning ikke særlig lineært. En fuldt opladet Ni-Cd-celle kan udvise en udgangsspænding på ca. 1,25 volt.

Dette niveau opretholdes temmelig konstant, indtil det stort set er fuldt udladet. På dette tidspunkt falder cellespændingen hurtigt til ca. 1,0 til 1,1 volt eller 1,05 V.

En nøjagtig spændingsmonitor kredsløb justeret til at aktivere på dette 'kritiske' spændingsniveau kan være yderst nyttigt til at identificere opladningsniveauet for Ni-Cd-batteriet.

En otte-celle Ni-Cd batteripakke for eksempel kunne have et fuldt opladet udgangspotentiale på 10,0 volt. Når det næsten er fuldt afladet, kan batteriet muligvis have en output på 8,4 volt.

Sådan fungerer Lambda-diode lavt batteriindikator

Lambda-diode-overvågningskredsløbet for lavt batteri som vist i den følgende figur er justeret til at aktivere ved 8,4 volt, hvilket gør det muligt for os at opnå et effektivt overvågningssystem (SoC) til et Ni-Cd-batteri.

Det lambda-diode repræsenteret inde i den stiplede kasse er bygget ved hjælp af et par n- og p-kanal FET'er.

Husk at der ikke er nogen færdiglavet 'lambda' diode tilgængelig på markedet.

Praktisk set bygges en lambdadiode ved at forbinde to FET'er med lav effekt og drives kun ved hjælp af to terminaler mærket 'anode' (A) og 'katode' (K).

Når forspændingen over denne lambdadiode er i afskæringstilstand, er transistor Q3 også slukket, hvilket igen holder LED1 slukket.

Når batterispændingen begynder at falde, når den et punkt, hvor lambdadioden pludselig bliver forudindtaget og leder.

Denne situation påvirker øjeblikkeligt Q3 i ledning, som tænder for LED'en, der advarer brugeren om lavt batteriniveau . (Funktionskarakteristikken for lambdadioden kan ses nedenfor).

Det potentielle niveau, der forspænder lambdadioden til ledning, er fuldstændigt justerbart gennem potentiometer R1.

Modstand R2 er kablet som en strømbegrænser til beskyttelse af LED1. Værdien af ​​dette strømbegrænsende modstande kan beregnes ved hjælp af Ohms lov (R2 = E / I, hvor R2 er i ohm, E repræsenterer Ni-Cd-batteriets potentialetærskel, hvor LED1 bare lyser, og jeg skal udskiftes med den maksimale sikre strømværdi for LED'en.

Bygningsdetaljer

Ovenstående forklarede lambda-diode-batteriopladningsmonitor er ret kompakt til at blive anbragt i gearet, hvor en Ni-Cd-batteripakke bruges som strømkilde.

Derudover kunne det konstrueres og anvendes eksternt som et indikatorudstyr med lavt batteri og indkapslet i en lille kasse. I begge tilfælde kan et printkort bruges som vist nedenfor.

JFET-typen til opførelse af lambdadioden er faktisk ikke kritisk. Næsten alle konfigurationer, der involverer n- og p-kanal FET'er, skal fungere godt sammen med dem, der er specificeret i listen over dele.

Hvis det er nødvendigt, kan du overveje at udskifte LED1 med et lavt effektrelæ for at muliggøre frakobling af Ni-Cad-batteripakken fra belastningen, så snart spændingsniveauet falder under den kritiske lave tærskel. Dette særlige arrangement vil automatisk beskytte batteripakken mod at vende polariteten, mens den aflades.

Liste over dele

LED1 - Enhver 5 mm 20 mA LED
Q1 - P-kanal JFET (2N4360 eller lignende)
Q2 - N-kanal JFET (2N3819 eller lignende)
Q3 - NPN BJT 2N2222A eller lignende

R1 -10 k, forudindstillet
R2 - Strømbegrænsende modstand (se tekst) kan være 150 ohm 1/2 watt




Forrige: Audio Delay Line Circuit - For Echo, Reverb Effects Næste: 5 cifret frekvens tæller kredsløb