Kaaviokaavio litiumakkujen purkauksen sähköpiirin ilmaisimesta. Yksinkertainen osoitin litiumioniakkujen purkamisesta. Akun loppumisen merkkivalo LED-valoissa

Ladattavien akkujen teoriasta muistamme, että litiumakkuja ei voi purkaa alle 3,2 voltin tölkkiä kohti, muuten se menettää kapasiteettinsa ja epäonnistuu paljon nopeammin. Siksi minimijännitetason säätö on erittäin tärkeää litiumakuille. Tietysti älypuhelimessa tai kannettavassa älypuhelimessa kriittisen purkauksen mahdollisuus on suljettu pois älykkäällä ohjaimella, mutta kiinalaisen taskulampun akku voidaan tappaa erittäin nopeasti, ja sitten kirjoita foorumeille, millaista paskaa kiinalainen julkaisu. Tämän estämiseksi ehdotan, että kootaan yksi litiumakun purkausilmaisimen yksinkertaisista piireistä.

LED-valoa käytetään indikaattorielementtinä tässä piirissä. Vertailijana käytetään tarkasti säädettävää zener-diodia TL431. Muista TL 431 - säädettävä piizener-diodi, jonka lähtöjännite on asetettu mihin tahansa arvoon 2,5 - 36 volttia käyttämällä kahta ulkoista vastusta. Piirin toimintakynnys asetetaan ohjauselektrodipiirin jännitteenjakajalla. Auton akulle sinun on valittava muut vastusten arvot.

LEDit ovat parasta ottaa kirkkaan siniset, ne ovat kaikkein havaittavissa. Zener-diodi TL431 - käytetään monissa hakkuriteholähteissä suoja-optoerottimen ohjauspiirissä ja voidaan lainata sieltä.

Niin kauan kuin jännite on ennalta määrätyn tason yläpuolella, esimerkissämme 3,25 volttia, zener-diodi toimii rikkoutumistilassa, joten transistori on lukittu ja kaikki virta kulkee vihreän LEDin läpi. Heti kun akun li-ionin jännite alkaa laskea alueella 3,25–3,00 volttia, VT1 alkaa avautua ja virta kulkee molempien LEDien läpi.

Kun akun jännite on 3 V tai vähemmän, vain punainen merkkivalo palaa. Piirin vakava haittapuoli on vaikeus valita zener-diodeja halutun vastekynnyksen saavuttamiseksi, sekä korkea virrankulutus 1 mA:sta.

Ilmaisimen toimintataso asetetaan valitsemalla vastuksen R2 ja R3 arvot.

Kenttälaitteiden käytöstä johtuen piirin virrankulutus on hyvin pieni.

Positiivinen jännite transistorin VT1 hilaan muodostetaan käyttämällä jakajaa, joka on koottu kahdelle resistanssille R1-R2. Jos sen taso on korkeampi kuin kenttätyöntekijän katkaisujännite, se avaa ja voitelee yhteisen johdon portin VT2 ja estää sen.

Tietyllä hetkellä akun li-ionin purkauduttua jakajan jännite ei riitä avaamaan VT1:tä ja se lukittuu. VT2-portissa näkyy potentiaali, joka on lähellä syöttötasoa, joten se avautuu ja LED syttyy. Jonkun hehku osoittaa, että akku on ladattava.

Purkauksen ilmaisin TL431-sirussa

Kynnys asetetaan vastusten R2-R3 jakajalla. Kuvassa ilmoitetuilla arvoilla se on 3,2 volttia. Kun tätä kynnystä akussa lasketaan, mikrokokoonpano lopettaa LEDin ohituksen ja se syttyy.

Jos käytetään akkua, joka koostuu useista sarjaan kytketyistä akuista, yllä oleva piiri on kytkettävä jokaiseen pankkiin.

Piirin asettamiseksi kytkemme säädettävän virtalähteen akun tilalle ja valitsemalla R2 (R4) saavutamme merkkivalon syttymisen halutun välein.

Merkkivalo, jonka roolissa LEDiä käytetään, alkaa vilkkua heti, kun akun jännite putoaa kontrolloidun tason alapuolelle. Ilmaisinpiiri perustuu erikoistuneeseen mikrokokoonpanoon MN13811 ja piiri on toteutettu bipolaaristen transistoreiden Q1 ja Q2 pohjalta.

Jos MN13811-M-sirua käytetään, LED alkaa vilkkua, kun akun jännite laskee alle 3,2 V. Valtava plussa piirissä on, että valvonnan aikana piiri kuluttaa alle 1 μA ja vilkkuvassa tilassa noin 20 mA. Laite käyttää kahta bipolaarista transistoria, joiden johtavuus on erilainen. MN13811-sarjan integroituja piirejä on saatavana eri jännitteille, viimeisestä kirjaimesta riippuen, joten jos mikrokokoonpano vaaditaan erilaiselle vastekynnykselle, voit käyttää samaa mikropiiriä, mutta eri kirjainindeksillä.

"Saatiin kommentti, jossa oli mielenkiintoisia ehdotuksia suunnittelun viimeistelemiseksi.

Koska akun purkautumisilmaisinta (kommentin kohta 3) on suositeltavaa käyttää kaikissa autonomisissa elektronisissa laitteissa, vältytään odottamattomilta vioista tai laitevioista sopimattomimmalla hetkellä akun purkauduttua, purkausilmaisin valmistetaan. erillisessä artikkelissa.

Purkautumisilmaisimen käyttö on erityisen tärkeää useimmille litiumakuille, joiden nimellisjännite on 3,7 volttia (esimerkiksi nykyään suositut 18650-akut ja vastaavat tai yleiset litium-akut puhelimista, jotka korvataan älypuhelimilla), koska . he todella "eivät pidä" alle 3,0 voltin purkauksesta ja epäonnistuvat samaan aikaan. Totta, suurimmassa osassa niistä pitäisi olla sisäänrakennetut hätäsyväpurkaussuojapiirit, mutta kuka tietää, millainen akku sinulla on käsissäsi, kunnes avaat sen (Kiina on täynnä mysteereitä).

Mutta mikä tärkeintä, haluaisin tietää etukäteen, mikä lataus on tällä hetkellä saatavilla käytetyssä akussa. Sitten voisimme kytkeä laturin ajoissa tai laittaa uuden akun odottamatta surullisia seurauksia. Siksi tarvitsemme ilmaisimen, joka antaa signaalin etukäteen, että akku istuu pian kokonaan. Tämän tehtävän toteuttamiseksi on olemassa erilaisia ​​piiriratkaisuja - yhden transistorin piireistä hienoihin mikro-ohjainlaitteisiin.

Meidän tapauksessamme ehdotetaan yksinkertaisen litiumakun purkausilmaisimen tekemistä, joka on helppo koota käsin. Purkausilmaisin on taloudellinen ja luotettava, kompakti ja tarkka ohjatun jännitteen määrittämisessä.

Purkauksen ilmaisinpiiri

Piiri tehdään ns. jännitteenilmaisimilla. Niitä kutsutaan myös jännitteen valvojiksi. Nämä ovat erikoistuneita mikropiirejä, jotka on suunniteltu erityisesti jännitteensäätöön. Jännitemonitoreiden piirien kiistattomat edut ovat erittäin alhainen virrankulutus valmiustilassa sekä sen äärimmäinen yksinkertaisuus ja tarkkuus. Jotta purkauksen ilmaisu olisi entistä näkyvämpi ja taloudellisempi, lataamme jännitteenilmaisimen lähdön vilkkuvaan LEDiin tai vilkkumiseen kahdella bipolaarisella transistorilla.

Piirissä käytetty jännitteentunnistin (DA1) PS T529N kytkee mikropiirin lähdön (nasta 3) yhteiseen johtimeen, kun akun ohjattu jännite putoaa 3,1 volttiin, tämä sisältää tehon korkeatehoiseen pulssigeneraattoriin. Samanaikaisesti erittäin kirkas LED alkaa vilkkua pisteellä: tauko - 15 sekuntia, lyhyt välähdys - 1 sekunti. Tämä vähentää virrankulutusta 0,15 ma:iin taukotilassa ja 4,8 ma:iin salaman aikana. Kun akun jännite on yli 3,1 volttia, ilmaisinpiiri sammuu käytännössä ja kuluttaa vain 3 uA.

Kuten käytäntö on osoittanut, ilmoitettu ilmaisujakso riittää signaalin näkemiseen. Mutta jos haluat, voit asettaa sinulle kätevämmän tilan valitsemalla vastuksen R2 tai kondensaattorin C1. Laitteen alhaisen virrankulutuksen vuoksi ilmaisimelle ei toimiteta erillistä virtakytkintä. Laite on toimintakunnossa, kun syöttöjännite putoaa 2,8 volttiin.

Laturin valmistus

1. Täydellinen sarja.
Ostamme tai valitsemme saatavilla olevista komponenteista koottavaksi suunnitelman mukaisesti.

2. Piirin kokoaminen.
Piirin ja sen asetusten suorituskyvyn tarkistamiseksi kokoamme purkausilmaisimen yleiselle piirilevylle. Tarkkailun helpottamiseksi (korkea pulssitaajuus) vaihdamme todentamisen ajaksi kondensaattorin C1 pienemmän kapasiteetin (esimerkiksi 0,47 mikrofaradin) kondensaattoriin. Kytkemme piirin virtalähteeseen, jotta voimme säätää tasaisesti vakiojännitettä välillä 2 - 6 volttia.

3. Piirin tarkistus.
Laske purkausilmaisimen syöttöjännitettä hitaasti alkaen 6 voltista. Tarkkailemme testerin näytöllä jännitearvoa, jolla jännitteenilmaisin (DA1) kytkeytyy päälle ja LED alkaa vilkkua. Jänniteilmaisimen oikealla valinnalla kytkentämomentin tulisi tapahtua 3,1 voltin alueella.

4. Valmistelemme levyn osien asennusta ja juottamista varten.
Leikkaamme yleisestä piirilevystä asennukseen tarvittavan palan, käsittelemme levyn reunat huolellisesti viilalla, puhdistamme ja tinaamme kosketinradat. Leikattavan levyn koko riippuu käytetyistä osista ja niiden asettelusta asennuksen aikana. Kuvan levyn mitat ovat 22 x 25 mm.

5. Virheenkorjauspiirin asentaminen työlevylle
Positiivisella tuloksella piirilevyn piirin toiminnassa siirrämme osat työlevylle, juotamme osat ja teemme puuttuvat johdotusliitännät ohuella asennuslangalla. Kokoonpanon lopussa tarkistamme asennuksen. Piiri voidaan koota millä tahansa sopivalla tavalla, mukaan lukien pinta-asennus.

6. Purkausilmaisimen toimintapiirin tarkastus
Tarkistamme purkausilmaisinpiirin suorituskyvyn ja sen asetukset kytkemällä piirin virtalähteeseen ja sitten testattavaan akkuun. Kun virtapiirin jännite on alle 3,1 volttia, purkausilmaisimen pitäisi syttyä.

Piirissä 3,1 voltin ohjatulla jännitteellä käytetyn jännitteenilmaisimen (DA1) PS T529N sijasta on mahdollista käyttää vastaavia muiden valmistajien mikropiirejä, esimerkiksi BD4731. Tällä ilmaisimella on avoimen kollektorin lähtö (josta näkyy ylimääräinen "1" mikropiirin nimessä), ja se rajoittaa myös itsenäisesti lähtövirran 12 mA:iin. Näin voit liittää LEDin suoraan siihen ilman vastusten rajoittamista.

Piirissä on myös mahdollista käyttää 3,08 voltin ilmaisimia - TS809CXD, TCM809TENB713, MCP103T-315E / TT, CAT809TTBI-G. On toivottavaa, että valittujen jänniteilmaisimien tarkat parametrit määritetään niiden teknisissä tiedoissa.

Vastaavasti voit käyttää toista jänniteilmaisinta mihin tahansa muuhun indikaattorin toimintaan tarvittavaan jännitteeseen.

Päätös kysymyksen toisesta osasta yllä olevan kommentin 3 kohdassa - purkausilmaisimen toiminta vain valaistuksen ollessa päällä, on lykätty seuraavista syistä:
- lisäelementtien toiminta piirissä vaatii lisäenergiaa akusta, ts. järjestelmän tehokkuus kärsii;
- purkausilmaisimen toiminta päivän aikana on useimmiten hyödytöntä, koska. huoneessa ei ole "katsojaa", ja iltaan mennessä akun lataus saattaa loppua;
- ilmaisimen toiminta pimeässä on kirkkaampaa ja tehokkaampaa, ja siinä on virtakytkin laitteen nopeaan sammuttamiseen.

Kommentin kohdassa 2 ehdotettua kotimaisen operaatiovahvistimen käyttöä ei harkittu piirilevyn hienosäädön yhteydessä, koska piirin toimintatilojen virheenkorjaus on tehty minimivirroille.

Ongelman ratkaisemiseksi kommentin kohdan 1 mukaisesti muutin jonkin verran laitteen "Yölamppu akustisella kytkimellä" kaaviota. Miksi kytkein akustisen releen positiivisen tehoväylän päälle VT3:n invertterin kautta, jota ohjasi jatkuvasti toimiva valokuvarele.

Kahdella vastuksella läpilyöntijännite voidaan asettaa välille 2,5 V - 36 V.

Annan kaksi mallia TL431:n käyttämiseksi akun lataus-/purkausilmaisimena. Ensimmäinen piiri on purkausilmaisimelle ja toinen lataustason ilmaisimelle.

Ainoa ero on npn-transistorin lisääminen, joka käynnistää jonkinlaisen merkinantolaitteen, esimerkiksi LEDin tai summerin. Alla annan menetelmän resistanssin R1 laskentaan ja esimerkkejä joillekin jännitteille.

Zener-diodi toimii siten, että se alkaa johtaa virtaa, kun siinä ylittyy tietty jännite, jonka kynnyksen voimme asettaa käyttämällä R1:tä ja R2:ta. Purkautumisilmaisimen tapauksessa LED-merkkivalon tulee syttyä, kun akun jännite on pienempi kuin on tarpeen. Siksi piiriin lisätään npn-transistori.

Kuten näette, säädelty zener-diodi säätelee negatiivista potentiaalia, joten piiriin lisätään vastus R3, jonka tehtävänä on kytkeä transistori päälle, kun TL431 sammutetaan. Tämä vastus on 11k, valittu yrityksen ja erehdyksen perusteella. Vastus R4 rajoittaa LEDin virtaa, se voidaan laskea käyttämällä.

Tietysti voit tehdä ilman transistoria, mutta sitten LED sammuu, kun jännite laskee alle asetetun tason - piiri on alla. Tällainen piiri ei tietenkään toimi matalilla jännitteillä, koska jännitettä ja/tai virtaa ei ole riittävästi LEDin syöttämiseksi. Tällä piirillä on yksi haitta, joka on jatkuva virrankulutus, joka on noin 10 mA.

Tässä tapauksessa latausilmaisin palaa jatkuvasti, kun jännite on suurempi kuin mitä olemme määrittäneet käyttämällä R1 ja R2. Vastus R3 rajoittaa diodin virtaa.

On aika sille, mitä kaikki rakastavat eniten – matematiikan

Sanoin jo alussa, että läpilyöntijännitettä voidaan muuttaa 2,5V:sta 36V:iin "Ref"-tulon kautta. Ja niin, yritetään laskea jotain. Oletetaan, että merkkivalon pitäisi syttyä, kun akun jännite laskee alle 12 voltin.

Vastuksen R2 resistanssi voi olla mikä tahansa arvo. On kuitenkin parasta käyttää pyöreitä lukuja (laskemisen helpottamiseksi), kuten 1k (1000 ohmia), 10k (10 000 ohmia).

Vastus R1 lasketaan seuraavalla kaavalla:

R1 = R2* (Vo / 2,5 V - 1)

Oletetaan, että vastuksemme R2 on 1k (1000 ohmia).

Vo on jännite, jolla hajoamisen tulisi tapahtua (tapauksessamme 12 V).

R1 = 1000 * ((12 / 2,5) - 1) = 1000 (4,8 - 1) \u003d 1000 * 3,8 = 3,8 k (3800 ohmia).

Eli vastusten resistanssi 12 V:lle on seuraava:

Ja tässä pieni lista laiskoille. Jos vastus R2 = 1k, vastus R1 on:

• 5V - 1k
• 7,2V - 1,88k
• 9V - 2,6k
• 12V - 3,8k
• 15V - 5k
• 18V - 6,2k
• 20V - 7k
• 24V - 8,6k

Matalajännitteellä, esimerkiksi 3,6 V, vastuksella R2 tulisi olla suurempi vastus, esimerkiksi 10k, koska piirin virrankulutus on pienempi.

nik34 lähetti:

Latauksen ilmaisin perustuu vanhaan Li-Ion-akun suojalevyyn.

Helppo ratkaisu LiIon- tai LiPo-akun latauksen päättymisen osoittamiseen aurinkoakusta voidaan tehdä ... mistä tahansa kuolleesta LiIon- tai LiPo-akusta :)

He käyttävät kuusijalkaista latausohjainta erikoistuneessa mikruha DW01:ssä (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8261, NE57600 jne. analogit). Tämän ohjaimen tehtävänä on irrottaa akku kuormasta, kun akku on täysin tyhjä, ja irrottaa akku latauksesta, kun se saavuttaa 4,25 V.

Tässä on viimeinen vaikutus, jota voit käyttää. Minun tarkoituksiini LED, joka syttyy, kun lataus on valmis, on varsin sopiva.

Tässä on tyypillinen menetelmä tämän mikruhan kytkemiseksi päälle ja kaavio, johon se on muutettava. Koko muutos koostuu mosfettien juottamisesta ja LEDin juottamisesta.

Ota punainen LED, sillä on pienempi sytytysjännite kuin muilla väreillä.

Nyt meidän on kytkettävä tämä piiri perinteisen diodin jälkeen, joka myös perinteisesti varastaa aurinkopaneelista 0,2V (Schottky) 0,6V, mutta se ei salli akun purkamista aurinkopaneeliin pimeän jälkeen. Joten jos kytket piirin diodiin, saamme osoituksen akun alilatauksesta 0,6 V:lla, mikä on melko paljon.

Siten työalgoritmi on seuraava: SB:mme valaistuna antaa jännitteen lipolkalle ja kunnes akun alkuperäinen latausohjain toimii noin 4,3 V:n jännitteellä. Heti kun katkaisu laukeaa ja akku sammutetaan, diodin jännite hyppää yli 4,3 V:n ja meidän piirimme puolestaan ​​yrittää suojata akkuaan, jota ei enää ole, ja antaa komennon samalle ei- olemassa oleva mosfet, sytyttää LEDin.

Kun SB on poistettu valosta, sen jännite laskee ja LED sammuu, mikä lakkaa syömästä arvokkaita milliampeeria. Samaa ratkaisua voi käyttää muidenkin latureiden kanssa, aurinkoakussa ei tarvitse mennä sykleissä :)
Voit koristella haluamallasi tavalla, koska ohjaimen nenäliina on miniatyyri, enintään 3-4 mm leveä, tässä esimerkki:

Taikamikruhamme on vasemmalla, kaksi mosfettia yhdessä kotelossa oikealla, ne on irrotettava ja juotettava levyyn LED-piirin mukaisesti.

Siinä kaikki, käytä sitä, se on helppoa.

TL431- kolmijalkainen mikropiiri, jota kutsutaan usein "ohjatuksi zener-diodiksi", koska sen avulla voit saada minkä tahansa jännitteen välillä 2,5 ... 36 volttia. Lisäksi sitä voidaan käyttää vertailijana 2,5 voltin jännitteelle:

- jos tulo on alle 2,5 volttia, virta ei kulje mikropiirin lähtötransistorin läpi;
- jos tulo on yli 2,5 volttia - transistori on auki ja virta kulkee sen läpi.

Se näyttää paljon transistorilta avaintilassa, eikö niin? Ja jopa kuorma - samat merkkivalot - voidaan kytkeä päälle samalla tavalla kuin transistorikytkimessä.

Valmis kaava 7 volttia(kahdelle sarjaan kytketylle Li-ion-akulle, jossa 8,4 volttia täyteen ladattuna); tarkkuuden parantamiseksi R2 voidaan tehdä pysyvästä 47k ja viritys päälle 10k. Johtopäätös 1, piirretään analogia kanssa n-p-n transistori - "kanta", nasta 2 - "emitteri", nasta 3 - "kerääjä" (ehdollisesti Zener-diodi ei tietenkään ole transistori). Niin kauan kuin "kannan" jännite on korkeampi kuin 2,5 volttia, mikropiiri on auki ja virta kulkee sen läpi. Kun akku purkautuu, jännite laskee, ja heti kun alle 2,5 volttia lähtee jakajasta, mikropiirin transistori sulkeutuu ja virta kulkee LEDin läpi.

Halutessasi voit koota saman piirin vastuksiin 10k ja 5k6- Se toimii, mutta siitä tulee hieman ahmattisempaa. Joten säästääksesi rahaa on parempi ottaa suuremmat vastukset. Toistan: purkauksen ilmaisin akkujen ei pitäisi olla kovat sille purkaa.

R3 asettaa virran kuormitus-LEDin ja mikropiirin lähtötransistorin läpi. Se valitaan ainakin halutun hehkun kirkkauden mukaan.

Punaiset LEDit tarvitsevat pienen jännitteen syttyäkseen (alkaen 1,5 V:sta), jotta ne voivat hehkua vaikka TL431, teoriassa, on avoin ja ohittaa ne. Ratkaisu on laittaa toinen LED tai diodi sarjaan 1N4007. Tai käytä LEDejä, joissa on korkeampi käynnistysjännite - vihreä, sininen, valkoinen.