バッテリーの放電の程度の指標。スキーム、説明

無線電子工学および電気工学の百科事典
無料のライブラリ / 無線電子および電気機器のスキーム

バッテリーの放電の程度を示すインジケーター。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

無料のテクニカルライブラリ

バッテリーの状態を監視することは、車の所有者と、ポータブル機器やバックアップ電源の一部としてバッテリーを使用するアマチュア無線家の両方の関心事です。バッテリーの動作規則 (過充電、深放電) を遵守しないと、耐用年数が短くなり、これらの製品の性能が低下します。

アマチュア無線の文献では、バッテリー電圧を監視するためのかなりの数のデバイスが説明されています。低容量バッテリーの場合、主な要件は消費電流が低いことです。この要件は、たとえば、スタンバイモードでわずか 1 μA しか消費しない単一しきい値信号デバイス [2] によって満たされます。車のバッテリーの場合、「大食い」ですが、より幅広い機能を備えているため、たとえば [2、3] で提案されている XNUMX つのしきい値インジケーターが非常に適しています。

それらのバッテリー状態の信号伝達はさまざまな方法で実行されます。最初のデバイスでは、電圧がしきい値を下回ると、単一の LED がオンになり、常に点灯します。 XNUMX つ目では、電圧が上限 (または下限) を超えると、XNUMX つの白熱電球が継続的に点灯します。 XNUMX 番目では、XNUMX つの LED が使用され、バッテリーの状態はその発光の明るさ (半分または通常) によって判断されます。

このような信号オプションが完全に便利ではないことは疑いの余地がありません。常に点灯しているインジケーターは注意を引くことが弱く（特に車のダッシュボードに十分な数の発光インジケーターがあるため）、明るさの程度を区別することも非常に困難です。特に日光の下では LED の影響が大きくなります。

この記事で紹介したデザインの基本的な違いは、非標準モードは点滅するインジケーターによって示され、注目を集める可能性が非常に高いことです。これは、常に目の前にあるわけではなく（車のダッシュボードなど）、バックアップ電源に配置されている場合に特に重要です。バックアップ電源は目視で監視されることはほとんどありません。バッテリー電圧が「正常」から外れることによる問題です。はかなり珍しいです。ただし、バッテリーが充電されているか再充電中であることを確認し、放電の程度を把握する必要があります。

図1は、ポータブル機器でよく使用される7D-9タイプの電池の7～0,115V範囲の電圧を監視するためのインジケータの概略図を示しています。 [1] で公開された回路が基礎として採用されており、基準電圧源としきい値デバイスは K176LP1 ユニバーサルロジックチップ上に作成されていますが、この出版物の著者が指摘した欠点はしきい値が回路に顕著に依存していることです。周囲温度 (温度が 0,25 °C 上昇すると 10 V 低下) は、低消費電力としてはかなり許容可能な価格と考えられます。このセンサーは、いくつかの抵抗器のパラメーターを変更することに加えて、K176LA7 CMOS インバーターに基づくパルス発生器によって補完されます。

（クリックして拡大）

抵抗 R1 ～ R3 の分圧器からの制御されたバッテリーの電圧は、コンパレータの入力 (ピン 3 DD1) に供給されます。電圧が抵抗 R2 によって設定されたしきい値よりも高い場合、その出力 (ピン 12) はログ「0」となり、パルス発生器は禁止状態に保たれます。同時に、ピン 3 DD1 - log.「1」で、インバータ DD2.3 が LED をオフにします。この状態では、消費電力は数マイクロアンペアを超えないため、電源スイッチをバイパスしてインジケーターをバッテリーに接続し、その状態を常に監視することができます。

電圧がしきい値を下回る場合、コンパレータの出力に log.1 が表示され、要素 DD2.1 ～ DD2.2 で発電機が起動されます。DD1 インバータの負荷である VD2.3 LED は、約 1 Hz の周波数で点滅し始め、デバイスの消費電流は少なくともプロトタイプ [1] よりも小さくなりますが、それでもかなりの電流 (数ミリアンペア) を消費します。

論理素子が電流源として機能するため、バラスト抵抗を使用せずに VD1 LED をインバータ出力に直接接続することが可能です。出力電流は CMOS 構造の初期電流によって制限され、ほとんどの製品の動作電流範囲と一致します。 LED [4]。

図 2 は、デバイスのプリント基板を示しています (導体側から見た図)。

バッテリー放電インジケーター

抵抗器 R1 と R4 を、いくつかの直列接続された低抵抗から構成することが可能です。 DD2 チップの追加要素 2I-NOT の未使用入力は接地されます。

12 番目の設計は、容量 7,2 Ah の定置密閉型充電式バッテリー FIAMM-GS XNUMX V を備えた非常用電源の一部として機能するように設計されています。車のバッテリーとは異なり、このような電源では、バッテリーは電流および電圧リミッターを介して主電源充電器から常に再充電されます。適切に設計されていれば、過充電は事実上排除され、電圧の増加を示す必要は明らかに不要です。

しかし、主電源電圧が低下し、消費者がバックアップ電源に切り替えた後、深放電を防ぎ、時間内にこの負荷をオフにするために、バッテリーの放電の程度を制御することが非常に必要です。また、放電インジケーターがいくつかのレベル、つまり公称充電量に近い充電 (主電源からバッテリーを再充電する場合)、およびたとえば 50% や 75% のレベルでの放電を示すことも望ましいです。

このような要件を満たすインジケーターの模式図を図 3 に示します。すでに 2 つのしきい値のコンパレータ (3 つのオペアンプ [XNUMX] をオンにする回路が基礎とされています) を備えており、パルス発生器と XNUMX つの LED インジケータと組み合わせることで、XNUMX 度のバッテリ放電を表示できます。そのうちの XNUMX つは、視認性を高めるために、コンテナが半分ずつ排出されるときに点滅します。

（クリックして拡大）

コンパレータの動作の閾値は、分圧器 R1 (同調)、R2 ～ R4 の抵抗によって設定されます。回路に示されている定格は、KC1A タイプ充電器のツェナーダイオードから得られる基準電圧 Uop = 12,1 V の U1.1=2 V (DA12,8) と U1.2=3,3 V (DA133) の 1 つのしきい値に対応しています。他のアプリケーションの場合は、1,2 ～ XNUMX kΩ の抵抗とともにプリント基板上にスペースを設ける必要があります。

コンパレータの 1.2 つ (オペアンプ DA1.1) はパルス発生器を制御し、1 つ目のコンパレータ (オペアンプ DAXNUMX) は LED の色を制御します。表 XNUMX は、インジケーターの動作ロジックを説明するのに役立ちます。

表1

（クリックして拡大）

注：M-デューティサイクルが2、周期が1秒以上の蛇行。

バッテリ電圧が U2 を超えると、コンパレータ DA1.2 (テストポイント D) の出力はログ「0」になり、次のように要素 DD1.2、DD1.3、R5、C2 に組み立てられたパルス発生器が保持されます。前の回路、スタンバイモード。両方の LED のカソードが接続されている制御点 G には、ログ「0」があります。現在オンになっている LED の色は、DA1.1 コンパレータの出力の電圧によって決まります (ポイント C を確認してください) - ログ「0」の場合、緑色の VD4 はオフになりますが、インバータ DD1.1 (ポイント C を確認してください)点 E) は赤色の VD3 をオンにします。

Ucc が U1 しきい値を下回ると、ポイント D の DA1.2 出力にログ「1」が表示され、これによりパルス発生器が起動され、蛇行がポイント G に表示されます。「0」では LED が点灯し、「」では LED が点灯します。 1" オフです。ダイオード VD1 と VD2 は、LED に逆極性電圧が現れるのを防ぎます。

以前の設計と同様に、LED を論理要素 DD1 の出力に直接接続できるという事実にもかかわらず、このデバイスにはバラスト抵抗 R6 が依然として取り付けられています。ここではインジケータの電源電圧が高く、スタンバイモードの緑色の LED が常にオンになるため、これが行われます。ケースが過熱しないように、また [4] で推奨される DD1 マイクロ回路の電力制限を超えないように、電流は 10 mA に制限されています。インポートされた XNUMX 色 LED の明るさは、日光の下でも視認できるほど十分です。。

したがって、緑色のインジケーターが常に点灯している場合は、正常な状態であり、バッテリーが十分に充電されていることを示します。緑色の点滅は、容量が不足しそうであることを示します。赤で点滅 - しばらくしてから冗長デバイスの電源をオフにする必要があります。

インジケーターの消費電流は約 25 ～ 30 mA で、この容量の定置型バッテリーとしては十分許容範囲です。

図4に導体側から見たPCBを示します。

バッテリー放電インジケーター

どちらのデバイスでも、次の部品を使用できます。抵抗器 - 任意の適切なサイズ。コンデンサ: C1 - 少なくとも 16 V の電圧用の小型電解コンデンサ (容量は重要ではありません)、C2 - 輸入された小型セラミック。 AL307 タイプの LED、または設計のリピーターが色とサイズが適切であると考えるその他の LED。

最初のインジケーターでは、DD2 チップを K561LA7 に置き換えることができますが、DD1 には他のシリーズに類似したものはありません。 1 番目のインジケーターでは、DA15 は、電源電圧 1 V のシングルまたはデュアルオペアンプの任意のペアで (PCB 補正を使用して) 置き換えることができ、ダイオード VD2、VD521 は、任意のインデックスまたはインポートされたアナログ 522N1 を備えた KD4148、KDXNUMX で置き換えることができます。。

両方のデバイスの調整は、分圧器の抵抗の選択とトリミング抵抗によるしきい値の明確化に帰着します。記載されている設計は、2 年以上特に指摘なく運用されています。

文学：

Khodakovsky E.、Andrushchenko V. バッテリー放電信号装置//Radio.-1986.-No.11.S.62。
Margulis A. 自動車電圧信号装置 // Radio.-1987. No. 2.-S.54-55.
Serebrovsky O. 車のバッテリー電圧インジケーター // ラジオ。-1991.- No. 12.S.64。
4. Danyuk D.、Pilko G. LED を備えた 176 シリーズの応用 // Radioamator.-1994.- No. 2.-P.24。

著者：A.I。 Khomenko、V.P. チグリンスキー

他の記事も見る セクション充電器、バッテリー、ガルバニ電池.

読み書き 有用なこの記事へのコメント.

<<戻る

科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：

温かいビールのアルコール度数 07.05.2024

最も一般的なアルコール飲料の 1 つであるビールは、飲む温度によって変化する独自の味を持っています。国際的な科学者チームによる新しい研究で、ビールの温度がアルコールの味の知覚に大きな影響を与えることが判明しました。材料科学者のレイ・ジャン氏が主導したこの研究では、温度が異なるとエタノールと水分子が異なる種類のクラスターを形成し、それがアルコールの味の知覚に影響を与えることが判明した。低温ではより多くのピラミッド状のクラスターが形成され、「エタノール」の辛味が軽減され、飲み物のアルコール感が軽減されます。逆に温度が上がるとクラスターが鎖状になり、アルコール感が強くなります。これは、白酒などの一部のアルコール飲料の味が温度によって変化する理由を説明します。得られたデータは飲料メーカーに新たな可能性をもたらします。 ... >>

ギャンブル依存症の主な危険因子 07.05.2024

コンピューターゲームは、385 代の若者の間でますます人気の娯楽となっていますが、それに伴うゲーム依存症のリスクは依然として重大な問題です。アメリカの科学者は、この中毒に寄与する主な要因を特定し、その予防のための推奨事項を提供するために研究を実施しました。 90 年間にわたり、10 人のティーンエイジャーを追跡調査し、どのような要因がギャンブル依存症になりやすいかを調査しました。その結果、研究参加者のXNUMX%は依存症のリスクがなかったが、XNUMX%がギャンブル依存症になったことが示された。ギャンブル依存症の発症の主な要因は、低レベルの向社会的行動であることが判明しました。向社会的行動のレベルが低い十代の若者は、他人の助けやサポートに興味を示さないため、現実世界との接触が失われ、コンピュータゲームが提供する仮想現実への依存が深まる可能性があります。これらの結果に基づいて、科学者たちは ... >>

交通騒音がヒナの成長を遅らせる 06.05.2024

現代の都市で私たちを取り囲む音は、ますます突き刺さるようになっています。しかし、この騒音が動物界、特に卵から孵化していないひよこのような繊細な生き物にどのような影響を与えるかを考える人はほとんどいません。最近の研究はこの問題に光を当てており、彼らの発達と生存に深刻な影響を与えることを示しています。科学者らは、シマウマダイヤモンドバックのヒナが交通騒音にさらされると、発育に深刻な混乱を引き起こす可能性があることを発見しました。実験によると、騒音公害によって孵化が大幅に遅れる可能性があり、孵化した雛は健康増進に関わる多くの問題に直面している。研究者らはまた、騒音公害の悪影響が成鳥にも及ぶことを発見した。生殖の機会の減少と生殖能力の低下は、交通騒音が野生動物に長期的な影響を与えることを示しています。研究結果はその必要性を浮き彫りにしている ... >>

アーカイブからのランダムなニュース

藻類からの航空燃料 03.04.2017

日本の会社ユーグレナの東京大学の研究所は、微細藻類から航空燃料を生産する技術を発見しました。

ユーグレナの藻は現在、化粧品や食品産業で使用されていますが、近いうちに航空機の燃料を作ることが可能になる可能性があります。たとえば、航空燃料は海藻から作ることができます - 有能な専門家が指摘しているように、プロセスは技術的な観点からはそれほど難しくありません. しかし、科学者たちはそこで止まるつもりはありません。

予備的な見積もりによると、微細藻類に基づいて生産される航空燃料のコストは、石油対応物の価格の約 10% になります。

専門家は、これらの藻類が、環境に優しい航空燃料を生産するための本格的かつ効果的な成分になると確信しています。

その他の興味深いニュース:

▪ キノコのレンガ

▪ 幅広い用途に対応するモーションセンサー

▪ ソーラーパネルによる道路の建設が完了しています

▪ サテライトドクター

▪ Mean Well ファンレスデジタル電源 PHP-3500

科学技術、新しいエレクトロニクスのニュースフィード

無料の技術ライブラリの興味深い資料:

▪ サイトのアマチュア無線機器ユニットのセクション。記事の選択

▪ 記事発達心理学。講義ノート

▪ 記事ビーバーの肛門にある嚢から香水のどの成分が抽出されますか? 詳細な回答

▪ 記事スプルースハイ。伝説、栽培、応用方法

▪ バグ記事。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

▪ 記事 Laspi-003-ステレオチューナーの設定ブロックの改良。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

この記事にコメントを残してください：

このページのすべての言語

ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー