Индикатор разрядки аккумуляторов

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: Аккумуляторы

Опубликовано: 24.03.2017 14:25

Просмотров: 2350

А. Ознобихин, г. Иркутск
Для питания портативной радиоэлектронной аппаратуры часто используют аккумуляторные батареи. К сожалению, далеко не во всех устройствах предусмотрен контроль напряжения батареи в процессе эксплуатации, что чревато её чрезмерной разрядкой. В подобных случаях будет полезен предлагаемый индикатор, сигнализирующий о снижении напряжения батареи до допустимого предела зажиганием светодиода. Его можно встроить в любое промышленное или любительское устройство с напряжением питания от 4,5 до 10 В.

Индикатор экономичен — потребляемый им ток в дежурном режиме не превышает нескольких микроампер (возрастает примерно с 4 при напряжении 4,5 до 8 при 10 В), а в режиме индикации — около 600 мкА (при номинальном напряжении 4,5 В).
Схема индикатора показана на рис. 1.
 
 Он состоит из делителя напряжения питания R1R2, узла на транзисторе VT1, реагирующего на уменьшение напряжения ниже допустимого значения, и электронного ключа на транзисторе VT2, в стоковую цепь которого включён сверхъяркий светодиод HL1 с токоограничивающим резистором R4.
При подключении индикатора к источнику питания, напряжение которого подлежит контролю, на затворе транзистора VT1 появляется напряжение положительной полярности, определяемое положением движка подстроечного резистора R2. Если оно больше порогового напряжения транзистора VT1, то он открыт, сопротивление его канала не превышает десятка ом, поэтому напряжение на стоке и соединённом с ним затворе транзистора VT2 близко к нулю. По этой причине транзистор VT2 закрыт, сопротивление его канала велико и светодиод HL1 не горит, свидетельствуя о том, что напряжение аккумуляторной батареи в норме (выше минимально допустимого).
При снижении контролируемого напряжения до уровня, при котором напряжение на затворе транзистора VT1 становится меньше порогового, он закрывается, сопротивление его канала резко увеличивается и напряжение на стоке становится близким к напряжению питания. При этом открывается транзистор VT2, сопротивление его канала уменьшается практически до нуля (у транзисторов КП505А оно не превышает долей ома), и всё напряжение контролируемой батареи прикладывается к цепи HL1R4. Светодиод HL1 ярко горит, указывая на недопустимую степень разрядки аккумуляторной батареи.

Детали индикатора монтируют на миниатюрной печатной плате (рис. 2) из фольгированного с одной стороны гетинакса или стеклотекстолита. Постоянные резисторы — МЛТ, С2-23, С2-33, подстроечный — СПЗ-38а. Вместо указанных на схеме в устройстве можно применить любые транзисторы серий КП501— КП505 (с учётом цоколёвки), желательно только, чтобы используемый в качестве VT1 имел малое пороговое напряжение. У транзисторов серии КП504 нижний предел этого параметра равен 0,6, а верхний — 1,2 В. При использовании транзисторов со значительно большим пороговым напряжением, возможно, придётся уменьшить сопротивление резистора R1 до 1 ...1,5 МОм, а это вызовет соответствующее увеличение потребляемого тока в дежурном режиме.
Светодиод ARL2-5113URC (красного цвета свечения) заменим красным 13R20C-B (диаметром 3 мм) или TLCR5100(5мм).
Во избежание выхода транзисторов из строя от воздействия статического электричества при монтаже следует использовать паяльник с заземлённым жалом. Обойтись без заземления можно, вмонтировав в плату трёхгнёздные панели, в которые транзисторы устанавливают по окончании пайки остальных деталей. Такие панели нетрудно изготовить из многогнёздных, предназначенных для микросхем в корпусах DIP. Например, из 14-гнёздной можно изготовить четыре панели для транзисторов. Для этого удаляют пинцетом четвёртый и одиннадцатый контакты, а затем аккуратно перекусывают монтажными кусачками стенки корпуса панели в местах вынутых контактов и перемычки, соединяющие половинки корпуса.
Смонтированную плату размещают в любом подходящем месте аппарата, светодиод же устанавливают там, где его свечение легко наблюдать (например, на передней панели).
Настройка индикатора сводится к установке порога включения светодиода HL1, равного минимально допустимому напряжению аккумуляторной батареи. Для этого, установив движок подстроечного резистора R2 в верхнее (по схеме) положение, подают на устройство от лабораторного источника напряжение, при котором светодиод должен зажигаться, и, медленно перемещая движок подстроечного резистора R2, добиваются его полного включения. Рабочий ток светодиода можно увеличить уменьшением сопротивления резистора R4, однако делать это вряд ли целесообразно — при использовании светодиода повышенной яркости его свечение хорошо заметно и при токе около 600 мкА. Именно такой ток через светодиод следует установить подбором резистора в том случае, если напряжение батареи больше 4,5 В.
Радио №4  2012