«

»

Распечатать Запись

Схема контроля заряда батареи

В том случае, если электронные устройства питаются от гальванических источников тока, на­пример батарей, то всегда крайне желательно иметь информацию о степени их заряженности. Это позволит оперативно судить о возможности их дальнейшего использования.

Даже простейший индикатор напряжения ба­тареи под нагрузкой может оказать неоценимую услугу. В последние годы широко используются схемы контроля напряжения химических источ­ников питания, где в качестве индикатора ис­пользуется один или несколько светодиодов. При этом редкое мигание зеленого светодиода контрольного устройства свидетельствует о том, что напряжение на батарее в норме, а мигание красного светодиода свидетельствует о разряде батареи ниже допустимого напряжения.

Одна из таких схем, предназначенная для кон­троля батареи с напряжением 9 В, была опубли­кована в чешском радиолюбительском журнале PE-AR [1]. Первоначально она вызвала интерес простотой схемы и доступностью своих радио­компонентов, но при ее повторении оказалось, что ряд номиналов требует корректировки.

В отличие от многих простейших схем контро­ля напряжения источника питания схема рис.1 обладает достаточно высокой стабильностью ра­боты. Во многом этому способствовало исполь­зование интегрального таймера серии 7555. Это КМОП-аналог импортного таймера 555 или оте­чественного КР1006ВИ1. Использование этой микросхемы, по мнению автора публикации [1], позволяет предельно уменьшить потребление тока схемой контроля, что осо­бенно важно для устройств, пита­емых от химических источников тока (батарей).

Микросхема IC1 в схеме рис. 1 включена как мультивибратор. Заряд конденсатора С1 происхо­дит через резистор R1 и диод D1. Разряд этого конденсатора про­исходит через резистор R2 и от­крытый разрядный транзистор микросхемы IC1 через вывод 7.

Рис. 1

Различие номиналов резисто­ров R1 и R2 в десять раз обеспе­чивает большую скважность вы­ходных импульсов таймера IC1, что энергетически очень целесо­образно.

Схема была задумана ее авто­ром так, чтобы при уменьшении напряжения контролируемой батареи ниже опре­деленного предела потребитель получал инфор­мацию об этом. Для этого вывод 4 IC1 питается падением напряжения на резисторе R4. В свою очередь, этот резистор подключен к контролиру­емому источнику напряжения (батарее) через стабилитрон D3. Напряжение стабилизации ста­билитрона D5 для этой схемы (при работе с бата­реей, имеющей номинальное напряжение 9 В) определено автором статьи [1] как 5.6 В. Таким образом, минимально допустимое напряжение на батарее задано 5.8 В.

Если напряжение на батарее в норме, то изред­ка (при формировании на выходе ИМС ICI корот­кого положительного импульса) будет вспыхивать оба светодиода G и R светодиодной сборки D4, и сборка будет светиться желтым цветом. По мере понижения напряжения на батарее до примерно 7 В тиристор VD1 перестанет отпираться, и будет вспыхивать только красный светодиод сборки D3. Это свидетельствует о том, что батарею надо ставить на зарядку. Когда напряжение на батарее станет ниже 5.9 В, светодиоды перестанут вспы­хивать - батарея полностью разряжена.

Для «разрешения» работы таймера IC1 в ре­жиме мультивибратора необходимо, чтобы напря­жение на выводе 4 этой микросхемы превышало примерно 0.6 В. При меньших напряжениях рабо­та таймера блокируется, и на выходе (вывод 3) присутствует низкий потенциал.

Как это часто бывает, при повторении схем не всегда удается приобрести рекомендуемые радиокомпоненты. Так, вместо стабилитрона D3 типа BZX83V005.6 (5.6 В, 0.5 Вт) был применен импортный стабилитрон с маркировкой PH C 5V6 (5.6 В, 1 Вт). При этом оказалось, что номинал резистора R4 пришлось уменьшать с 330 кОм до 33 кОм.

Во время заряда батареи с подключенным к ней контрольным устройством, при напряжении контролируемой батареи больше примерно 5.8...5,9 В зажигается и начинает мигать красный светодиод R матрицы D4.

В исходной схеме [1] последовательно с крас­ным кристаллом матрицы D4 включался допол­нительный светодиод красного цвета свечения D5. На этом светодиоде при его свечении проис­ходит падение напряжения около 1.25...1,3 В. Однако для визуальной индикации работы схемы вполне достаточно двухцветной светодиодной матрицы D4, поэтому вместо «красного единич­ного» светодиода D5 были использованы два ма­ломощных диода D5 и D6 типа 1N4148.

Резистивный делитель напряжения R5R6 опре­деляет порог включения маломощного тиристора VD1 типа MCR100-8 (рис.1). Известно, что тирис­торы имеют достаточно большой разброс тока уп­равления, при котором они включаются. В данной схеме этот порог задается, в частности, соотноше­нием резисторов R5 и R6 при конкретном выход­ном напряжении таймера. Для того чтобы зажигал­ся зеленый светодиод G светодиодной сборки D4, при рекомендованном в статье [1] напряжении 7 В и использованном в схеме экземпляре тиристора типа MCR100-8, пришлось уменьшить номинал ре­зистора R5 до 22 кОм, при номинале R6 22 кОм.

Для того чтобы это устройство могло работать с аккумуляторами, имеющими другое номиналь­ное напряжение (в пределах от 6 до 18 В), необхо­димо установить стабилитрон D3 с напряжением стабилизации равным минимально допустимому напряжению на данной батарее. Затем необходи­мо будет произвести подбор номиналов резисто­ров R5 и R6 для настройки порога включения ти­ристора VD1 при том напряжении, при котором данную батарею уже надо ставить на зарядку.

Литература

  1. Obvod kontroly 9 V baterie PE-AR - 2015. - №3. - S.39-40.!

Автор: Андрей Николаев, г. Запорожье

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/35293

Добавить комментарий