Sơ đồ mạch điện chỉ báo xả pin lithium. Một chỉ báo đơn giản về việc xả pin Li-ion. Chỉ báo hết pin trên đèn LED

Từ lý thuyết về pin sạc, chúng tôi nhớ rằng pin lithium không thể được xả dưới 3,2 volt mỗi lon, nếu không, nó sẽ mất dung lượng và hỏng nhanh hơn nhiều. Do đó, việc kiểm soát mức điện áp tối thiểu là rất quan trọng đối với pin lithium. Tất nhiên, trong điện thoại di động hoặc máy tính xách tay, bộ điều khiển thông minh loại trừ tùy chọn xả tới hạn, nhưng pin của đèn pin Trung Quốc có thể bị chết rất nhanh, rồi viết trên diễn đàn xem Trung Quốc phát hành cái quái gì. Để ngăn điều này xảy ra, tôi đề xuất lắp ráp một trong những mạch đơn giản của chỉ báo xả pin lithium.

Một đèn LED được sử dụng như một yếu tố chỉ thị trong mạch này. Một diode zener có thể điều chỉnh chính xác TL431 được sử dụng làm bộ so sánh. Nhớ lại TL 431 - một diode zener silicon có thể điều chỉnh với điện áp đầu ra được đặt thành bất kỳ giá trị nào từ 2,5 đến 36 volt bằng cách sử dụng hai điện trở bên ngoài. Ngưỡng hoạt động của mạch được đặt bởi một bộ chia điện áp trong mạch điện cực điều khiển. Đối với ắc quy ô tô, bạn cần chọn các giá trị khác của điện trở.

Đèn LED tốt nhất nên có màu xanh sáng, chúng dễ nhận thấy nhất. Đi-ốt Zener TL431 - được sử dụng trong nhiều bộ nguồn chuyển mạch trong mạch điều khiển bộ ghép quang bảo vệ và có thể mượn từ đó.

Miễn là điện áp cao hơn một mức nhất định, trong ví dụ của chúng tôi là 3,25 Vôn, đi-ốt zener hoạt động ở chế độ đánh thủng, do đó, bóng bán dẫn bị khóa và tất cả dòng điện chạy qua đèn LED màu xanh lá cây. Ngay khi điện áp trên li ion của pin bắt đầu giảm trong khoảng từ 3,25 đến 3,00 volt, VT1 bắt đầu mở khóa và dòng điện chạy qua cả hai đèn LED.

Khi điện áp pin từ 3V trở xuống, chỉ đèn báo màu đỏ sáng. Một nhược điểm nghiêm trọng của mạch là khó chọn điốt zener để đạt được ngưỡng đáp ứng mong muốn, cũng như mức tiêu thụ dòng điện cao từ 1 mA.

Mức độ hoạt động của chỉ báo được đặt bằng cách chọn các giá trị của điện trở R2 và R3.

Do sử dụng thiết bị hiện trường nên dòng điện tiêu thụ của mạch rất nhỏ.

Điện áp dương ở cổng của bóng bán dẫn VT1 được hình thành bằng cách sử dụng bộ chia được lắp ráp trên hai điện trở R1-R2. Nếu mức của nó cao hơn điện áp cắt của công nhân hiện trường, nó sẽ mở và bôi trơn cổng VT2 trên dây chung, do đó chặn nó.

Tại một thời điểm nhất định, khi li ion của pin được xả hết, điện áp từ bộ chia không đủ để mở VT1 và nó bị khóa. Một điện thế xuất hiện ở cổng VT2 gần với mức cung cấp, do đó nó sẽ mở ra và đèn LED sáng lên. Ánh sáng cho biết cần phải sạc lại pin.

Chỉ báo xả trên chip TL431

Ngưỡng được đặt bởi bộ chia trên các điện trở R2-R3. Với xếp hạng được chỉ định trong hình, nó bằng 3,2 Vôn. Khi ngưỡng này được hạ xuống trên pin, cụm vi lắp ráp sẽ ngừng chuyển hướng đèn LED và nó sẽ sáng lên.

Nếu sử dụng một pin gồm nhiều pin mắc nối tiếp, thì mạch trên sẽ phải được nối với từng ngăn.

Để thiết lập mạch, chúng tôi kết nối nguồn điện có thể điều chỉnh thay vì pin và bằng cách chọn R2 (R4), chúng tôi đạt được chỉ báo sáng lên ở khoảng thời gian mong muốn.

Chỉ báo, với vai trò sử dụng đèn LED, bắt đầu nhấp nháy ngay khi điện áp trên pin giảm xuống dưới mức được kiểm soát. Mạch dò dựa trên cụm vi lắp ráp chuyên dụng MN13811 và mạch được thực hiện trên cơ sở các bóng bán dẫn lưỡng cực Q1 và Q2.

Nếu sử dụng chip MN13811-M thì khi điện áp pin giảm xuống dưới 3,2V, đèn LED sẽ bắt đầu nhấp nháy. Một điểm cộng rất lớn của mạch là trong quá trình giám sát, mạch tiêu thụ ít hơn 1 μA và ở chế độ nhấp nháy là khoảng 20 mA. Thiết bị sử dụng hai bóng bán dẫn lưỡng cực có độ dẫn điện khác nhau. Các mạch tích hợp của sê-ri MN13811 có sẵn cho các điện áp khác nhau, tùy thuộc vào chữ cái cuối cùng, vì vậy nếu yêu cầu vi lắp ráp cho ngưỡng phản hồi khác, thì bạn có thể sử dụng cùng một vi mạch, nhưng với chỉ số chữ cái khác.

"Đã nhận được một bình luận với những gợi ý thú vị để hoàn thiện thiết kế.

Vì nên sử dụng chỉ báo xả pin (đoạn 3 của bình luận) trên bất kỳ thiết bị điện tử tự trị nào, để tránh những hỏng hóc không mong muốn hoặc hỏng thiết bị vào thời điểm không thích hợp nhất khi xả pin, nên việc sản xuất chỉ báo xả là thực hiện trong một bài viết riêng biệt.

Việc sử dụng chỉ báo xả đặc biệt quan trọng đối với hầu hết các loại pin lithium có điện áp danh định là 3,7 volt (ví dụ: pin 18650 phổ biến hiện nay và pin Li-ion phẳng tương tự hoặc phổ biến từ điện thoại được thay thế bằng điện thoại thông minh), bởi vì . họ thực sự "không thích" dòng điện dưới 3,0 volt và đồng thời bị hỏng. Đúng vậy, hầu hết chúng nên được tích hợp mạch bảo vệ khẩn cấp khỏi tình trạng phóng điện sâu, nhưng ai biết bạn đang cầm loại pin nào trên tay cho đến khi bạn mở nó ra (Trung Quốc đầy bí ẩn).

Nhưng quan trọng nhất, tôi muốn biết trước mức sạc hiện có trong pin được sử dụng. Sau đó, chúng tôi có thể kết nối bộ sạc kịp thời hoặc lắp pin mới mà không phải chờ đợi những hậu quả đáng tiếc. Do đó, chúng ta cần một chỉ báo sẽ đưa ra tín hiệu trước rằng pin sẽ sớm hết hoàn toàn. Để thực hiện nhiệm vụ này, có nhiều giải pháp mạch khác nhau - từ mạch trên một bóng bán dẫn duy nhất đến các thiết bị ưa thích trên vi điều khiển.

Trong trường hợp của chúng tôi, đề xuất tạo một chỉ báo đơn giản về việc xả pin lithium, có thể dễ dàng lắp ráp bằng tay. Chỉ báo phóng điện tiết kiệm và đáng tin cậy, nhỏ gọn và chính xác trong việc xác định điện áp được điều khiển.

Mạch chỉ báo phóng điện

Mạch được thực hiện bằng cách sử dụng cái gọi là máy dò điện áp. Chúng còn được gọi là màn hình điện áp. Đây là những vi mạch chuyên dụng được thiết kế đặc biệt để điều khiển điện áp. Ưu điểm không thể chối cãi của các mạch trên màn hình điện áp là mức tiêu thụ điện năng cực thấp ở chế độ chờ, cũng như tính đơn giản và độ chính xác cực cao của nó. Để làm cho chỉ báo phóng điện trở nên đáng chú ý hơn và tiết kiệm hơn, chúng tôi tải đầu ra của bộ phát hiện điện áp vào đèn LED nhấp nháy hoặc đèn nháy trên hai bóng bán dẫn lưỡng cực.

Bộ phát hiện điện áp (DA1) PS T529N được sử dụng trong mạch kết nối đầu ra (chân 3) của vi mạch với một dây chung, khi điện áp điều khiển trên pin giảm xuống 3,1 volt, điều này bao gồm nguồn điện cho bộ tạo xung công suất cao. Đồng thời, đèn LED siêu sáng bắt đầu nhấp nháy theo khoảng thời gian: tạm dừng - 15 giây, nhấp nháy ngắn - 1 giây. Điều này làm giảm mức tiêu thụ hiện tại xuống 0,15 ma khi tạm dừng và 4,8 ma khi nhấp nháy. Khi điện áp của pin lớn hơn 3,1 volt, mạch chỉ báo thực tế bị tắt và chỉ tiêu thụ 3 uA.

Như thực tế đã chỉ ra, chu kỳ chỉ báo được chỉ định là khá đủ để thấy tín hiệu. Nhưng nếu muốn, bạn có thể đặt chế độ thuận tiện hơn cho mình bằng cách chọn điện trở R2 hoặc tụ điện C1. Do mức tiêu thụ dòng điện thấp của thiết bị, công tắc cấp nguồn riêng cho chỉ báo không được cung cấp. Thiết bị hoạt động khi điện áp nguồn giảm xuống 2,8 vôn.

sản xuất sạc

1. Bộ hoàn chỉnh.
Chúng tôi mua hoặc chọn từ các thành phần có sẵn để lắp ráp theo sơ đồ.

2. Lắp ráp mạch điện.
Để kiểm tra hiệu suất của mạch và các cài đặt của mạch, chúng tôi lắp ráp chỉ báo phóng điện trên bảng mạch đa năng. Để thuận tiện cho việc quan sát (tần số xung cao), trong thời gian xác minh, chúng tôi thay thế tụ điện C1 bằng một tụ điện có công suất nhỏ hơn (ví dụ: 0,47 microfarad). Chúng tôi kết nối mạch với nguồn điện có khả năng điều chỉnh trơn tru điện áp không đổi trong khoảng từ 2 đến 6 volt.

3. Kiểm tra mạch.
Từ từ hạ thấp điện áp cung cấp của chỉ báo phóng điện, bắt đầu từ 6 vôn. Chúng tôi quan sát trên màn hình của máy kiểm tra giá trị điện áp mà tại đó bộ dò điện áp (DA1) bật và đèn LED bắt đầu nhấp nháy. Với việc lựa chọn chính xác bộ phát hiện điện áp, thời điểm chuyển mạch sẽ diễn ra trong vùng 3,1 volt.

4. Chúng tôi chuẩn bị bảng để gắn và hàn các bộ phận.
Chúng tôi cắt một phần cần thiết để gắn từ một bảng mạch in phổ thông, xử lý cẩn thận các cạnh của bảng bằng giũa, làm sạch và đóng hộp các rãnh tiếp xúc. Kích thước của bảng được cắt ra tùy thuộc vào các bộ phận được sử dụng và cách bố trí của chúng trong quá trình lắp đặt. Kích thước của bảng trong ảnh là 22 x 25 mm.

5. Gắn mạch đã sửa lỗi lên bảng làm việc
Với kết quả tích cực trong hoạt động của mạch trên bảng mạch, chúng tôi chuyển các bộ phận sang bảng làm việc, hàn các bộ phận và thực hiện các kết nối dây bị thiếu bằng một dây lắp mỏng. Khi kết thúc quá trình lắp ráp, chúng tôi kiểm tra việc cài đặt. Mạch có thể được lắp ráp theo bất kỳ cách thuận tiện nào, bao gồm cả lắp đặt trên bề mặt.

6. Kiểm tra mạch làm việc của kim báo xả
Chúng tôi kiểm tra hiệu suất của mạch chỉ báo phóng điện và cài đặt của nó bằng cách kết nối mạch với nguồn điện, sau đó với pin được kiểm tra. Khi điện áp trong mạch điện nhỏ hơn 3,1 volt, đèn báo phóng điện sẽ bật.

Thay vì bộ dò điện áp (DA1) PS T529N được sử dụng trong mạch cho điện áp được kiểm soát là 3,1 volt, có thể sử dụng các vi mạch tương tự từ các nhà sản xuất khác, chẳng hạn như BD4731. Máy dò này có đầu ra bộ thu mở (bằng chứng là "1" bổ sung trong ký hiệu của vi mạch) và cũng giới hạn dòng điện đầu ra ở mức 12 mA một cách độc lập. Điều này cho phép bạn kết nối đèn LED trực tiếp với nó mà không giới hạn điện trở.

Cũng có thể sử dụng các máy dò 3,08 volt trong mạch - TS809CXD, TCM809TENB713, MCP103T-315E / TT, CAT809TTBI-G. Nên chỉ định các tham số chính xác của các bộ phát hiện điện áp đã chọn trong biểu dữ liệu của chúng.

Tương tự, bạn có thể áp dụng một máy dò điện áp khác cho bất kỳ điện áp nào khác cần thiết cho hoạt động của chỉ báo.

Quyết định về phần thứ hai của câu hỏi trong đoạn 3 của nhận xét trên - hoạt động của chỉ báo phóng điện chỉ khi có ánh sáng, đã bị hoãn lại những lý do sau:
- hoạt động của các phần tử bổ sung trong mạch yêu cầu năng lượng bổ sung từ pin, tức là hiệu quả của chương trình bị ảnh hưởng;
- hoạt động của chỉ báo xả vào ban ngày, thường là vô ích, bởi vì. không có "khán giả" trong phòng và đến tối, quá trình sạc pin có thể kết thúc;
- hoạt động của đèn báo trong bóng tối sáng hơn và hiệu quả hơn, có công tắc nguồn giúp tắt máy nhanh chóng.

Việc sử dụng bộ khuếch đại hoạt động trong nước được đề xuất trong đoạn 2 của nhận xét đã không được xem xét, do việc gỡ lỗi các chế độ hoạt động của mạch cho dòng điện tối thiểu, trong quá trình hoàn thiện trên bảng mạch.

Để giải quyết vấn đề theo đoạn 1 của bài bình luận, tôi đã phần nào thay đổi sơ đồ của thiết bị “Đèn ngủ có công tắc âm thanh”. Tại sao tôi lại bật bus công suất dương của rơle âm thanh thông qua biến tần trên VT3, được điều khiển bởi rơle ảnh hoạt động liên tục.

Với hai điện trở, điện áp đánh thủng có thể được đặt trong khoảng từ 2,5 V đến 36 V.

Tôi sẽ đưa ra hai sơ đồ sử dụng TL431 làm chỉ báo sạc / xả pin. Mạch đầu tiên dành cho chỉ báo xả và mạch thứ hai dành cho chỉ báo mức sạc.

Sự khác biệt duy nhất là việc bổ sung một bóng bán dẫn npn sẽ bật một số loại thiết bị báo hiệu, chẳng hạn như đèn LED hoặc còi. Dưới đây tôi sẽ đưa ra phương pháp tính điện trở R1 và ví dụ cho một số điện áp.

Điốt zener hoạt động theo cách nó bắt đầu dẫn dòng điện khi vượt quá một điện áp nhất định trên nó, ngưỡng mà chúng ta có thể đặt bằng cách sử dụng R1 và R2. Trong trường hợp chỉ báo phóng điện, đèn LED chỉ báo sẽ sáng khi điện áp pin thấp hơn mức cần thiết. Do đó, một bóng bán dẫn npn được thêm vào mạch.

Như bạn có thể thấy, diode zener được điều chỉnh điều chỉnh điện thế âm, do đó, một điện trở R3 được thêm vào mạch, nhiệm vụ của nó là bật bóng bán dẫn khi tắt TL431. Điện trở này là 11k, được chọn bằng phương pháp thử và sai. Điện trở R4 dùng để giới hạn dòng điện trên đèn LED, nó có thể được tính toán bằng cách sử dụng.

Tất nhiên, bạn có thể làm mà không cần bóng bán dẫn, nhưng sau đó đèn LED sẽ tắt khi điện áp giảm xuống dưới mức đã đặt - mạch ở bên dưới. Tất nhiên, một mạch như vậy sẽ không hoạt động ở điện áp thấp do không có đủ điện áp và / hoặc dòng điện để cấp nguồn cho đèn LED. Mạch này có một nhược điểm, đó là dòng điện tiêu thụ không đổi, trong vùng 10 mA.

Trong trường hợp này, chỉ báo sạc sẽ sáng liên tục khi điện áp lớn hơn giá trị mà chúng tôi đã xác định bằng cách sử dụng R1 và R2. Điện trở R3 dùng để giới hạn dòng điện cho diode.

Đã đến lúc mọi người yêu thích nhất - toán học

Tôi đã nói ở phần đầu rằng điện áp đánh thủng có thể được thay đổi từ 2,5V thành 36V thông qua đầu vào "Ref". Và vì vậy, hãy thử tính toán một cái gì đó. Giả sử rằng đèn báo sẽ sáng khi điện áp pin giảm xuống dưới 12 vôn.

Điện trở của điện trở R2 có thể có giá trị bất kỳ. Tuy nhiên, tốt nhất là sử dụng số tròn (để dễ đếm), chẳng hạn như 1k (1000 ôm), 10k (10.000 ôm).

Điện trở R1 được tính theo công thức sau:

R1=R2*(Vo/2.5V - 1)

Giả sử rằng điện trở R2 của chúng ta có điện trở 1k (1000 ohms).

Vo là điện áp sẽ xảy ra sự cố (trong trường hợp của chúng tôi là 12V).

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

Đó là, điện trở của điện trở cho 12V như sau:

Và đây là một danh sách nhỏ dành cho những người lười biếng. Đối với điện trở R2=1k, điện trở R1 sẽ là:

5V - 1k
7.2V - 1.88k
9V - 2,6k
12V - 3,8k
15V - 5k
18V - 6,2k
20V - 7k
24V - 8,6k

Đối với điện áp thấp, chẳng hạn 3,6V, điện trở R2 phải có điện trở cao hơn, chẳng hạn 10k, vì dòng điện tiêu thụ của mạch sẽ ít hơn.

nik34 đã gửi:

Chỉ báo sạc dựa trên bảng bảo vệ pin Li-Ion cũ.

Một giải pháp dễ dàng để chỉ báo kết thúc quá trình sạc pin LiIon hoặc LiPo từ pin năng lượng mặt trời có thể được tạo ra từ ... bất kỳ pin LiIon hoặc LiPo nào đã chết :)

Họ sử dụng bộ điều khiển sạc sáu chân trên mikruha DW01 chuyên dụng (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8261, NE57600, v.v.). Nhiệm vụ của bộ điều khiển này là ngắt ắc quy ra khỏi tải khi ắc quy xả hết và ngắt ắc quy nạp khi đạt 4,25V.

Đây là hiệu ứng cuối cùng và bạn có thể sử dụng. Đối với mục đích của tôi, một đèn LED sẽ sáng khi sạc xong là khá phù hợp.

Đây là một kế hoạch điển hình để bật mikruha này và một kế hoạch mà nó phải được chuyển đổi. Toàn bộ sự thay đổi bao gồm hàn mosfet và hàn đèn LED.

Lấy đèn LED màu đỏ, nó có điện áp đánh lửa thấp hơn các màu khác.

Bây giờ chúng ta cần kết nối mạch này sau diode truyền thống, mạch này cũng theo truyền thống lấy từ 0,2V (Schottky) đến 0,6V từ tấm pin mặt trời, nhưng nó không cho phép xả pin vào tấm pin mặt trời sau khi trời tối. Vì vậy, nếu bạn kết nối mạch với đi-ốt, thì chúng ta sẽ nhận được dấu hiệu sạc pin dưới 0,6V, khá nhiều.

Do đó, thuật toán hoạt động sẽ như sau: SB của chúng tôi, khi được chiếu sáng, cung cấp điện áp cho lipo và cho đến khi bộ điều khiển sạc gốc trên pin hoạt động ở điện áp khoảng 4,3V. Ngay sau khi ngắt được kích hoạt và pin bị tắt, điện áp trên diode tăng lên trên 4,3V và đến lượt mạch của chúng tôi cố gắng bảo vệ pin của nó, pin không còn tồn tại và đưa ra lệnh cho cùng một thứ không hoạt động. mosfet tồn tại, đèn LED sáng.

Sau khi tháo SB ra khỏi đèn, điện áp trên nó sẽ giảm xuống và đèn LED sẽ tắt, ngừng ăn các milliamp quý giá. Giải pháp tương tự có thể được sử dụng với các bộ sạc khác, không cần thiết phải đi theo chu kỳ trong pin mặt trời :)
Bạn có thể trang trí tùy thích, vì chiếc khăn tay của bộ điều khiển là loại thu nhỏ, rộng không quá 3-4 mm, đây là một ví dụ:

Mikruha ma thuật của chúng tôi ở bên trái, hai mosfet trong một hộp ở bên phải, chúng phải được tháo ra và hàn vào bảng theo mạch LED.

Đó là tất cả, sử dụng nó, nó rất dễ dàng.

TL431- một vi mạch ba chân, thường được gọi là "đi-ốt zener được điều khiển", bởi vì với sự trợ giúp của nó, bạn có thể nhận được bất kỳ điện áp nào trong khoảng 2,5 ... 36 volt. Ngoài ra, nó có thể được sử dụng làm bộ so sánh cho điện áp 2,5 volt:

- nếu đầu vào nhỏ hơn 2,5 volt, dòng điện không chạy qua bóng bán dẫn đầu ra của vi mạch;
- nếu đầu vào lớn hơn 2,5 volt - bóng bán dẫn mở và dòng điện chạy qua nó.

Nó trông rất giống một bóng bán dẫn ở chế độ phím, phải không? Và ngay cả tải - cùng một đèn LED chỉ báo - có thể được bật theo cách tương tự như trong công tắc bóng bán dẫn.

kế hoạch sẵn sàng cho 7 vôn(đối với hai pin Li-ion mắc nối tiếp, trong đó 8,4 vôn khi được sạc đầy); để cải thiện độ chính xác R2 có thể được làm từ vĩnh viễn 47k và điều chỉnh trên 10k. Kết luận 1, vẽ một sự tương tự với n-p-n bóng bán dẫn - "cơ sở", chân 2 - "bộ phát", chân 3 - "bộ thu" (tất nhiên, có điều kiện, diode zener không phải là bóng bán dẫn). Miễn là điện áp trên "đế" cao hơn 2,5 volt, vi mạch sẽ mở và dòng điện chạy qua nó. Khi pin xả, điện áp giảm và ngay khi có ít hơn 2,5 volt từ dải phân cách, bóng bán dẫn của vi mạch sẽ đóng lại và dòng điện sẽ chạy qua đèn LED.

Nếu muốn, bạn có thể lắp ráp mạch tương tự trên các điện trở 10k và 5k6- nó sẽ hoạt động, nhưng nó sẽ trở nên háu ăn hơn một chút. Vì vậy, để tiết kiệm tiền, tốt hơn là lấy điện trở lớn hơn. Tôi lặp lại: xả chỉ số pin không nên khó khăn trên nó phóng điện.

R3đặt dòng điện qua đèn LED tải và bóng bán dẫn đầu ra của vi mạch. Nó được chọn ít nhất theo độ sáng mong muốn của ánh sáng.

Đèn LED màu đỏ cần một điện áp nhỏ để bật (bắt đầu từ 1,5 V), vì vậy chúng có thể phát sáng ngay cả khi TL431, về lý thuyết, là mở và chuyển hướng chúng. Giải pháp là đặt một đèn LED hoặc đi-ốt thứ hai nối tiếp 1N4007. Hoặc sử dụng đèn LED có điện áp bật cao hơn - xanh lá cây, xanh dương, trắng.