Hlavním rysem tohoto indikátoru slabé baterie lambda-diody pro Ni-Cd baterie je to, že samotný obvod spotřebovává téměř nulový proud, dokud není dosaženo nastavené nízké prahové úrovně a nerozsvítí se kontrolka LED.

Díky této vlastnosti je obvod velmi vhodný pro mnoho nízkonapěťových bateriových systémů, jako jsou rádia, hodinky, časovače, alarmy, dálková ovládání atd.

Hlavním důvodem předčasného poškození článků v nikl-kadmiových bateriích je jejich vnitřní zkrat, ke kterému dochází v důsledku příliš hlubokého vybití baterie během provozu.

Proto jakýkoli elektronický přístroj využívající články Ni-Cd musí obsahovat indikátor vybití baterie, který může uživatele spustit a upozornit na jeho dobití, a to ještě před dosažením „kritického“ napětí baterie.

I když najdete mnoho druhů monitory nabíjení který by mohl být integrován do vašich produktů napájených z baterie, je lambda-diodový monitor vysvětlený v tomto článku možná sofistikovanější možností než jakýkoli jiný dostupný monitor baterie.

Lepší než jiné systémy s indikátorem slabé baterie

Většina indikátory vybití baterie pracujte s BJT pro přepínání proudu budicí LED nebo pro zobrazení měřiče. Nevýhodou těchto konstrukcí je to, že obvod nepřetržitě vybíjí baterii, i když je LED vypnutá.

V obvodech s nízkým výkonem tento druh vybití baterie může dramaticky ovlivnit a zkrátit dobu zálohování baterie.

Nejlepším řešením tohoto problému je použít obvod, který nespotřebovává absolutně žádnou proud z baterie , pokud je napájecí napětí vyšší než kritický potenciál baterie.

To je přesně to, co provádí monitor nízké baterie na bázi lambda diod.

Je také vybaven nastavitelnou prahovou hodnotou spouště v napěťovém rozsahu 8 až 20 V a lze ji postavit docela levně.

Charakteristika nabíjení / vybíjení Ni-Cd

The svorkové napětí všech baterií se liší v závislosti na jejich stavu nabití. Tato charakteristika tohoto vztahu se může u různých baterií lišit.

“co je digitální multimetr ”

Například s Olověné baterie , při vybití článků zjistíme prakticky velmi lineární pokles jejich výstupního napětí. Toto chování je obvykle stejné i pro suché buňky.

Ale u Ni-Cd baterií není pokles napětí při vybíjení příliš lineární. Zcela nabitý článek Ni-Cd může vykazovat výstupní napětí přibližně 1,25 voltu.

Tato úroveň je udržována poměrně neustále, dokud není zcela vybitá. V tomto okamžiku napětí článku rychle klesá na přibližně 1,0 až 1,1 voltu nebo 1,05 V.

Přesný obvod monitoru napětí nastaveno tak, aby se aktivovalo na této „kritické“ úrovni napětí, může být velmi užitečné při identifikaci úrovně nabití Ni-Cd baterie.

Osm buněk Ni-Cd baterie například může mít plně nabitý výstupní potenciál 10,0 voltů. Když je baterie téměř úplně vybitá, může mít výstup 8,4 voltů.

Jak funguje indikátor nízké baterie Lambda-Dioda

Obvod monitoru nízkého stavu baterie s lambda diodou, jak je znázorněno na následujícím obrázku, je upraven tak, aby se aktivoval při 8,4 voltech, což nám umožňuje dosáhnout efektivního monitorovacího systému stavu nabití (SoC) pro Ni-Cd baterii.

The lambda dioda reprezentovaný uvnitř přerušované krabice je vytvořen pomocí dvojice FET n- a p-kanálů.

Nezapomeňte, že na trhu není k dispozici žádná připravená dioda „lambda“.

Prakticky je lambda dioda postavena propojením dvou nízkoenergetických FET a je provozována pouze pomocí dvou svorek označených „anoda“ (A) a „katoda“ (K).

Když je předpětí této lambda diody v režimu vypnutí, tranzistor Q3 je také vypnutý, což zase udržuje LED1 vypnutou.

Jakmile napětí baterie začne klesat, dosáhne bodu, kdy lambda dioda bude náhle zkreslená a bude vést.

Tato situace okamžitě předepne Q3 na vedení, které zapne LED, která uživatele upozorní na stav vybité baterie . (Pracovní charakteristika lambda diody je uvedena níže).

Úroveň potenciálu, která předurčuje lambda diodu do vedení, je zcela nastavitelná přes potenciometr R1.

Rezistor R2 je zapojen jako omezovač proudu pro zabezpečení LED1. Hodnota tohoto odpory omezující proud lze vypočítat pomocí Ohmova zákona (R2 = E / I, kde R2 je v ohmech, E představuje prahovou hodnotu potenciálu Ni-Cd baterie, kde LED1 právě svítí, a já bych měl být nahrazen maximální bezpečnou hodnotou proudu pro LED.

Konstrukční detaily

Výše vysvětlený monitor nabíjení baterie s lambda diodou je poměrně kompaktní, aby mohl být umístěn do zařízení, kde je jako zdroj energie používán Ni-Cd akumulátor.

Dále by to mohlo být konstruováno a použito externě jako indikátorové zařízení s nízkým výkonem baterie a zapouzdřeno v malé krabičce. V obou případech lze použít desku plošných spojů, jak je uvedeno níže.

Typ JFET pro stavbu lambda diody ve skutečnosti není kritický. Téměř všechny konfigurace zahrnující n- a p-kanálové FET by měly fungovat dobře, spolu s těmi, které jsou uvedeny v seznamu dílů.

“která charakteristika zdůrazňuje rozdíl mezi projekty a operacemi? ”

V případě potřeby můžete zvážit výměnu LED1 za relé s nízkým výkonem, aby bylo možné odpojit Ni-Cad baterii od zátěže, jakmile úroveň napětí klesne pod kritickou nízkou prahovou hodnotu. Toto konkrétní uspořádání automaticky chrání baterii před přepólováním, když je vybitá.