Анатолий Беляев (aka Mr.ALB). Персональный сайт
Да пребудут с вами Силы СВЕТА!
Индикатор напряжения Li-Ion аккумулятора
При использовании Li-Ion аккумуляторов (Ubat= +3.7 B), не имеющих защитного контроллера, требуется следить за напряжением на нём так, чтобы оно не снизилось меньше 3 В, если разряд аккумулятора будет происходить до напряжений ниже 3 В, то будет теряться ресурс аккумулятора и нормальная его работоспособность. Поэтому была разработана схема индикатора напряжения Li-Ion аккумулятора, контролирующая пороговые напряжения.
Подразделы
Схема №1
Основа схемы – управляемый стабилитрон TL431. На нем с помощью резисторов R1, R2 устанавливается порог срабатывания стабилитрона. Резистор R3 ограничивает ток стабилизации TL431. Через резистор R4 напряжение поступает на транзисторный ключ на VT1. Нагрузкой ключа служит индикаторный светодиод HL1 (зелёного цвета). Резистор R5 ограничивает ток через HL1. С коллектора VT1 напряжение передаётся на второй каскад индикатора на ключе VT2. Нагрузкой VT2 служит светодиод HL2 (красного цвета), который работает в противофазе светодиода HL1.
При напряжении выше 3.4 В ключ VT1 открыт и светодиод HL1 будет светиться, тогда ключ на VT2 будет закрыт и светодиод HL2 – погашен. При напряжении ниже 3.2 В светодиод HL1 гаснет, так как ключ на VT1 закрыт, тогда ключ VT2 открывается и HL2 будет светиться. При напряжении между 3.2 В и 3.4 В светодиоды HL1 и HL2 будут светиться оба, из-за наличия переходного уровня напряжения срабатывания ключей.
В итоге получаем с помощью двух светодиодов индикацию трёх уровней напряжения: ниже 3.2 В; между 3.2 В и 3.4 В; выше 3.4 В.
Схема разрабатывалась 2019-10-20 из-за того, что в Интернете не было подходящей схемы или мне она не попалась. Те схемы, какие попадались, либо не работали, либо мне не подходили.
Недостаток схемы: много деталей, нужен TL431.
Достоинство схемы: низкий ток потребления.
Конструкция схемы №1
Вначале схему проверял на монтажной панельке. Для разработки схемы использовал транзисторы BC557, их можно заменить на советские КТ3107, КТ361. Когда собирал окончательный вариант на плате, то эти транзисторы были заменены на планарные 3GW проводимостью p-n-p, допустимо использовать любые маломощные транзисторы, тогда возможно придётся подобрать резисторы R4, R6.
Ниже фото реализации индикатора. Для просмотра в лучшем разрешении – кликните по фото.
Отладка схемы на монтажной панельке. Ниже видно, что транзисторы BC557 сняты и заменены уже на планарные 3GW.
Собрал индикатор на кусочке монтажной платы. Односторонний фольгированный гетинакс. Вокруг отверстий есть небольшие контактные площадки. Такие платы на AliExpres стоят небольшие деньги. Разрабатывать печатную плату под индикатор нет смысла, так как это устройство единичное. Если понадобится ещё такой индикатор, то по собранному образцу или по фото легко повторить.
Монтаж планарными компонентами прямо на контактные площадки. Паять надо осторожно, так как от перегрева контактные площадки могут отвалиться. Адгезия медной фольги к гетинаксу хуже, чем к стеклотекстолиту, да и металлизации отверстий на такой плате нет и механическая прочность контактов гораздо ниже, чем у плат с металлизацией отверстий.
Ниже на фото сравнительные размеры получившейся платы индикатора напряжения. Не планарные лишь TL431, R1 и светодиоды. У меня не нашлось планарной TL431, а то бы можно было и её поставить. Впрочем, она особо не увеличивает габариты устройства. При желании можно уложить её на плату. Светодиоды стоят выше и их можно вывести в отверстия корпуса устройства, куда будет смонтирован этот индикатор напряжения
Благодаря использованию планарных компонентов, размеры платы индикатора получились 12,5 х 32,5 мм. Если заменить резистор R1 на постоянный, то размер длины платы можно снизить на 10 мм.
Примечание: Если вам нужен только индикатор разряда (красный светодиод HL2), то зелёный светодиод HL1 можно убрать, а R5 соединить с минусом.
2019-11-03Схема №2
Прошло несколько лет, перепробовал всякие схемы и дошёл до того, что в последнее время использую иногда простенькие схемы на одном транзисторе.
Ниже представлена такая схема. Работа её простая. Пока на аккумуляторе номинальное напряжение или выше, то на базу транзистора VT1 подаётся достаточное напряжение для его открывания. Когда открыт транзистор, то блокируется красный светодиод HL2, в то же время через база-эмиттер протекает ток и зелёный светодиод светится. Как напряжение снизится до невозможности открыть транзистор, то он закрывается и светодиод HL1 гаснет, а светодиод уже не блокируется открытым транзистором и HL2 начинает светиться.
Недостаток схемы: при работе протекает дополнительный ток через резистор R3 и открытый переход коллектор-эмиттер.
Достоинство схемы: простота, минимальное количество деталей, не нужен TL431.
Какую схему лучше использовать смотрите сами по обстановке.
2023-06-30
|
Страница 8 |
 |
1506593 