A Ni-Cd akkumulátorok alacsony lambda-diódájú akkumulátor-jelzőjének fő jellemzője, hogy maga az áramkör majdnem nulla áramot fogyaszt, amíg el nem éri a beállított alacsony küszöbszintet és a jelző LED világít.
Ez a funkció teszi az áramkört nagyon alkalmassá sok kisfeszültségű, akkumulátorral működtetett rendszerhez, mint például rádiók, órák, időzítők, riasztók, távirányítók stb.
A nikkel-kadmium akkumulátorok korai cellakárosodásának elsődleges oka a belső rövidzárlatuk, amely az akkumulátor működése során túlságosan mélyen lemerülő akkumulátorok miatt következik be.
Ezért minden Ni-Cd cellát használó elektronikus eszköznek tartalmaznia kell egy alacsony akkumulátorszint-jelzőt, amely a felhasználót arra ösztönzi, hogy töltse fel, még jóval azelőtt, hogy elérné az akkumulátor „kritikus” feszültségét.
Bár sokfélét talál töltésfigyelők amely beépíthető az akkumulátorral működő termékek belsejébe, az ebben a cikkben ismertetett lambda-diódás monitor talán kifinomultabb lehetőség, mint bármely más rendelkezésre álló akkumulátor-monitor.
Jobb, mint a többi alacsony akkumulátort jelző rendszer
A legtöbb az akkumulátor lemerülésének mutatói dolgozzon BJT-kkel a LED-meghajtó áramának átkapcsolására vagy egy méteres kijelzésre. Az ilyen kivitelek hátránya, hogy az áramkör folyamatosan lemeríti az akkumulátort, még akkor is, ha a LED kikapcsolt állapotban van.
Kis fogyasztású áramkörökben ilyen az akkumulátor lemerülése drámai módon befolyásolhatja és csökkentheti az akkumulátor biztonsági idejét.
A legjobb megoldás ennek megoldására az az áramkör használata, amely abszolút nem fogyaszt áram az akkumulátorból , mindaddig, amíg a tápfeszültség magasabb, mint az akkumulátor kritikus potenciálja.
Pontosan ezt hajtja végre a lambda-dióda alapú, alacsony akkumulátorszintű monitor.
Emellett állítható trigger küszöbértéke van a 8-20 V feszültségtartományban, és meglehetősen olcsón megépíthető.
Ni-Cd töltési / kisütési jellemző
A az összes elem kapcsainak feszültsége a töltöttségük állapotától függően változik. Ennek a kapcsolatnak a jellemzője különböző lehet az egyes elemeknél.
Például a Savas ólomakkumulátorok , gyakorlatilag nagyon lineáris csökkenést tapasztalunk kimeneti feszültségükben, amikor a cellák kisülnek. Ez a viselkedés általában azonos a száraz sejtek esetében is.
A Ni-Cd akkumulátorok esetében a kisütés közbeni feszültségesés nem túl lineáris. Egy teljesen feltöltött Ni-Cd cella kimeneti feszültsége körülbelül 1,25 volt lehet.
Ezt a szintet meglehetősen folyamatosan tartják, amíg nagyjából teljesen lemerül. Ekkor a cella feszültsége gyorsan csökken, körülbelül 1,0-1,1 voltra, vagyis 1,05 V-ra.
Egy pontos feszültségmonitor áramkör A „kritikus” feszültség szintjén történő aktiváláshoz beállított érték rendkívül hasznos lehet a Ni-Cd akkumulátor töltöttségi szintjének meghatározásában.
Nyolccellás Ni-Cd akkumulátor például teljesen feltöltött kimeneti potenciálja 10,0 volt lehet. Majdnem teljesen lemerült állapotában az akkumulátor 8,4 voltos lehet.
Hogyan működik a lambda-dióda alacsony akkumulátorszint-jelzője
A lambda-dióda alacsony akkumulátorfigyelő áramköre az alábbi ábrán látható módon úgy van beállítva, hogy 8,4 V feszültségre aktiválódjon, ami lehetővé teszi számunkra, hogy hatékony NiCd akkumulátor töltöttségi állapotú (SoC) monitor rendszert érjünk el.
A lambda dióda A szaggatott doboz belsejében egy n- és p-csatornás FET-ek segítségével épül fel.
Ne feledje, hogy a piacon nincs kész lambda dióda.
Gyakorlatilag egy lambda dióda két kis teljesítményű FET összekapcsolásával épül fel, és csak két terminál használatával működik, „anód” (A) és „katód” (K) jelöléssel.
Amikor ennek a lambda diódának az előfeszítése kikapcsolt állapotban van, akkor a Q3 tranzisztor is ki van kapcsolva, ami viszont a LED1 kialszik.
Amint az akkumulátor feszültsége csökken, eléri azt a pontot, ahol a lambda dióda hirtelen torzul és vezet.
Ez a helyzet a Q3-t egyből vezetéssé torzítja, amely bekapcsolja a LED-et, amely figyelmezteti a felhasználót az lemerült az akkumulátor állapota . (A lambda dióda működési jellemzői alább láthatók).
Az a potenciálszint, amely a lambda diódát vezetéssé torzítja, teljesen beállítható a potenciométer R1.
Az R2 ellenállás áramkorlátozóhoz hasonlóan van bekötve a LED1 védelme érdekében. Ennek értéke áramkorlátozó ellenállások kiszámolható Ohm-törvény alapján (R2 = E / I, ahol R2 ohmban van, E a Ni-Cd akkumulátor potenciálküszöbét jelenti, ahol a LED1 éppen világít, és engem le kell cserélni a LED maximális biztonságos áramértékére.
Építési részletek
A fentiekben ismertetett lambda-diódás akkumulátortöltő monitor meglehetősen kompakt ahhoz, hogy be lehessen helyezni a sebességváltóba, ahol Ni-Cd akkumulátort használnak áramforrásként.
Ezenkívül meg lehetne építeni és külsőleg alacsony akkumulátorfogyasztású indikátor berendezésként is alkalmazhatná, és egy kis dobozba foglalhatná. Mindkét esetben egy NYÁK-t lehet használni, az alábbiak szerint.
A lambda dióda felépítésére szolgáló JFET típus valójában nem kritikus. Szinte minden n- és p-csatornás FET-t tartalmazó konfigurációnak jól kell teljesítenie, az alkatrészlistában megadottak mellett.
Szükség esetén fontolóra veheti a LED1 cseréjét alacsony fogyasztású relével, hogy lehetővé tegye a Ni-Cad akkumulátor leválasztását a terhelésről, amint a feszültségszint a kritikus alacsony küszöb alá csökken. Ez a bizonyos elrendezés automatikusan megóvja az akkumulátort a polaritás megfordulásától, miközben az lemerül.
Alkatrész lista
LED1 - Bármely 5mm 20 mA LED
Q1 - P-csatornás JFET (2N4360 vagy hasonló)
Q2 - N-csatornás JFET (2N3819 vagy hasonló)
Q3 - NPN BJT 2N2222A vagy hasonló
R1 -10 k, előre beállítva
R2 - Az áramkorlátozó ellenállás (lásd a szöveget) 150 ohmos 1/2 wattos lehet
Előző: Audio késleltetésű áramkör - Visszhang, visszhang effektusokhoz Következő: 5 számjegyű frekvenciaszámláló áramkör
