Программа Сервисный Центр
0

Недорогой эффективный индикатор разряда батареи


В этой статье представлена схема, в которой для визуальной светодиодной индикации разряда батареи использован маломощный КМОП компаратор. Светодиод управляется выходом LBO DC/DC преобразователя на низкой частоте и с низким коэффициентом заполнения. Схема практически не забирает от батареи дополнительного тока, что могло бы привести к необратимому повреждению батареи и, безусловно, внесло бы вклад в загрязнение окружающей среды. Кроме того, эта схема помогает сохранять энергию батареи путем отключения компаратора между циклами измерений. Для определения коэффициента заполнения и пороговых уровней компаратора приведены расчетные формулы и выполнен анализ схемы.

Обычным способом индикации разряда батареи, используемым в большей части оборудования с батарейным питанием, является включение светодиода. Однако, потребляя ток, светодиод усугубляет глубину разряда. Рассеиваемую светодиодом мощность вы можете значительно уменьшить, если он будет работать в импульсном режиме на низкой частоте и с низким коэффициентом заполнения.

Удобный способ управления светодиодом, показанный на Рисунке 1, предоставляет существующий у многих DC/DC преобразователей выход LBO (low-battery output – выход индикации разрядки батареи). MAX9030 – это миниатюрный недорогой компаратор с возможностью выключения, выпускаемый в 6-выводном корпусе SC70. До тех пор, пока напряжение батареи находится в пределах нормальных рабочих уровней, устройство остается отключенным, и включается по сигналу LBO, когда напряжение батареи падает ниже предустановленного порога.

Недорогой эффективный индикатор разряда батареи
Рисунок 1.Благодаря работе на низкой частоте и с низким коэффициентом
заполнения, этот индикатор разряда экономит энергию батареи
и продлевает срок ее службы.

Обратите внимание, что в представленной схеме сигнал LBO имеет высокий активный уровень. Если же активный уровень низкий, потребуется подключить дополнительную цепь, обведенную на схеме прямоугольником. Затем MAX9030 включается, и светодиод начинает мигать с частотой и периодичностью, определяемыми приведенными ниже расчетами.

Прежде всего, коэффициент заполнения должен быть низким:

Недорогой эффективный индикатор разряда батареи

Время tON включенного состояния получаем из формулы, описывающей заряд конденсатора:

Недорогой эффективный индикатор разряда батареи

Недорогой эффективный индикатор разряда батареи

Время tOFF пребывания в выключенном состоянии выводится из формулы для разряда конденсатора:

Недорогой эффективный индикатор разряда батареи

Недорогой эффективный индикатор разряда батареи

Уровни верхнего (VTRIPHI) и нижнего (VTRIPLO) порогов компаратора найдем, используя закон Кирхгофа для токов.

Недорогой эффективный индикатор разряда батареи

Недорогой эффективный индикатор разряда батареи

Типичное выходное напряжение VOUT компаратора равно VDD. Предположив, что коэффициент заполнения равен 2.5%, а сигнал включает компаратор, когда напряжение батареи равно 3 В, получим, что нижний и верхний уровни порогов равны 1 В и 2 В, соответственно. Стандартные номиналы компонентов, отвечающие этим условиям, будут следующими:

C1 = 0.1 мкФ,

R1 = R2 = R3 = 1 МОм,

R4 = 3.6 МОм,

R5 = 91 кОм.

Схема на Рисунке 1 пригодна для работы с сигналами LBO любой полярности (активный высокий или активный низкий). Типовой ток, потребляемый компаратором MAX9030, равен 35 мкА в активном режиме, и 0.05 мкА при отключении. Малые размеры схемы, низкое потребление мощности и невысокая цена идеально соответствуют требованиям, предъявляемым к системам с батарейным питанием.

Частая индикация разрядки или чрезмерный разряд нередко становятся причиной повреждения аккумуляторов. Это особенно опасно для металло-гидридных (NiMh) и литий-ионных (Li+) аккумуляторов. Напряжение на ненагруженной, полностью заряженной металло-гидридной ячейке равно 1.4 В. Она обеспечивает устройство средним напряжением питания 1.2 В и может разряжаться примерно до 0.9 В. Любой дальнейший разряд потенциально может привести к необратимому повреждению ячейки. Аналогично, литий-ионная ячейка при напряжении холостого хода 4.2 В способна питать схему номинальным средним напряжением 3.6 В. Она может разрядиться до напряжения порядка 2.5 В, однако, чтобы не нанести им вреда, литий-ионные элементы никогда нельзя разряжать ниже уровня 3 В. Большинство вышедших из строя аккумуляторов превращается в опасные отходы и, возможно, оказывается на свалках.

Проблема защиты окружающей среды от опасных отходов является глобальной. Эта практическая схема позволит избежать чрезмерного разряда аккумуляторов, а значит, сократить количество батарей, оказывающихся на свалке, и негативно воздействующих на окружающую среду.

 
 
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.
 
Обратная связь

Наши партнеры

 

Опросы

Есть ли справедливость в жизни?
Конечно есть, уверен!
Вроде как должна быть, но...
Затрудняюсь ответить...
Какая справедливость? О чем Вы?
Эх.., нет правды на свете!

 

Облако тегов

Требуется для просмотраFlash Player 9 или выше.

Показать все теги
 

Календарь публикаций

«    Август 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 
 

Архив новостей

Август 2017 (24)
Июль 2017 (32)
Июнь 2017 (42)
Май 2017 (45)
Апрель 2017 (47)
Март 2017 (53)
 
Наверх Сервисные мануалы Даташиты Ремонт LCD, ЖК телевизоров LG Samsung Скрипт программы "Сервисный центр"