Усовершенствованный ограничитель разрядки аккумуляторной батареи. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы

 Комментарии к статье

Ограничитель разрядки отключает нагрузку от батареи при уменьшении напряжения ниже заранее установленного порогового значения. Описание устройства аналогичного назначения опубликовано в [1]. Однако оно не имеет гистерезиса порога срабатывания. В результате этого, когда напряжение батареи под нагрузкой окажется меньше порога срабатывания, а без нагрузки - больше, то устройство будет периодически отключать и подключать нагрузку до тех пор, пока напряжение батареи без нагрузки не станет ниже порога срабатывания. Предлагаемое устройство не имеет этого недостатка, так как при его проектировании предусмотрен гистерезис порога срабатывания.

Рис. 1

Схема ограничителя разрядки показана на рис. 1. В его состав входят два основных элемента - микросхема параллельного стабилизатора напряжения DA1 и сильноточный р-канальный переключательный полевой транзистор VT1. Микросхема DA1 использована как компаратор [2], контролирующий напряжение батареи, транзистор VT1 - как электронный ключ, разрывающий цепь питания нагрузки.

Устройство работает следующим образом. Через микросхему DA1 течет ток не более 0,5 мА. не зависящий от напряжения на ее входе управления, пока оно меньше порога включения микросхемы (около 2,5 В). Когда напряжение на входе управления превысит порог включения микросхемы, ток через нее существенно возрастет

Порог срабатывания устройства устанавливают подстроечным резистором R1. На вход управления микросхемы контролируемое напряжение поступает через фильтр НЧ R3C2, чтобы устройство реагировало на среднее значение питающего напряжения, а не на мгновенные его изменения. Чем больше емкость конденсатора С2, тем менее оно чувствительно к пульсациям этого напряжения.

Когда напряжение батареи превышает установленный порог, через микросхему протекает ток несколько миллиампер, падение напряжения на резисторе R2 достаточно для поддержания транзистора VT1 в открытом состоянии, поэтому нагрузка подключена к батарее. Благодаря тому что сопротивление открытого канала транзистора VT1 составляет сотые доли ома, потери напряжения на нем даже при токе в несколько ампер невелики.

Когда напряжение батареи станет менее установленного порога, ток через микросхему упадет, напряжение на резисторе R2 окажется недостаточным для открывания транзистора VT1, в результате чего он закроется и разорвет цепь питания нагрузки. При подключении разряженной батареи транзистор VT1 вообще останется закрытым.

Чтобы переключение происходило более четко, в устройство введена положительная обратная связь через резистор R4. Благодаря этому устройство обладает гистерезисом: отключение нагрузки осуществляется при меньшем напряжении питания, чем ее подключение Величину гистерезиса можно регулировать подборкой резистора R4. Для указанных на схеме номиналах гистерезис составил 0,4 В при напряжении питания 9 В и 0,6 В при напряжении питания 12 В. Если напряжение питания ниже порога срабатывания и увеличивается, то напряжение на входе управления микросхемы также возрастает. Но так как нагрузка обесточена, напряжение на вход управления поступает с движка резистора R1 через делитель R3R4. Поэтому подключение нагрузки происходит при напряжении на движке резистора R1, на несколько сотен милливольт большем порога включения микросхемы.

Когда ток через микросхему начинает расти, транзистор VT1 открывается и на выходе появляется напряжение. Через резистор R4 оно поступает на вход управления микросхемы, напряжение на нем возрастает, что приводит к тому, что ток через нее возрастает еще больше и в конечном итоге транзистор VT1 открывается полностью. При уменьшении питающего напряжения происходит обратный процесс.

Так как полевой транзистор VT1 начинает открываться при напряжении затвор-исток 2,5...3 В, то устройство может работать в интервале питающих напряжений от 5...7 В до 20 В. В нем можно применить микросхему TL431, номера выводов которой на схеме указаны в скобках, переключательные транзисторы с р-канапом из списка, приведенного в [3], подстроечный резистор СПЗ-19, постоянные - МЛТ, С2-33, оксидный конденсатор - К50-35, неполярный - К10-17.

Рис. 2

При использовании малогабаритных деталей для поверхностного монтажа габариты устройства можно сделать небольшими. Для примера на рис. 2 показан эскиз печатной платы при использовании микросхемы TL431CD в корпусе SO-8 и транзистора IRLML6402P в корпусе SOT-23. Этот транзистор имеет сопротивление канала в открытом состоянии 0,06 Ом и малый ток утечки в закрытом состоянии (несколько микроампер). Он обеспечивает коммутацию тока до 2...3 А. Подстроечный резистор R1 - POZ3AN. Оксидный конденсатор - танталовый импортный типоразмера D. Резисторы - Р1-12.

Налаживание проводят с реальной нагрузкой и аккумуляторной батареей. Перед первым включением движок подстроечного резистора R1 устанавливают в нижнее по схеме положение. Резистор R2 подбирают так, чтобы при выключенной микросхеме DA1 транзистор VT1 был закрыт, а при включенной - открыт. Порог срабатывания устанавливают движком подстроечного резистора R1, а его гистерезис - подборкой резистора R4. Следует учесть, что эти регулировки взаимосвязаны, поэтому для достижения требуемых параметров может возникнуть необходимость повторить их поочередно. Величину гистерезиса устанавливают так, чтобы при снижении напряжения батареи нагрузка отключалась без повторного подключения.

Литература

1. Нечаев И. Ограничитель разрядки аккумуляторной батареи. - Радио, 2004, № 6, с. 38.
2. Нечаев И. Необычное применение микросхемы КР142ЕН19А. - Радио, 2003, № 5, с. 53, 54.
3. Мощные полевые переключательные транзисторы фирмы International Rectifier. - Радио, 2001, № 5, с. 45.

Автор: И. Нечаев

Смотрите другие статьи раздела Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Значение массы гравитона уточнили 15.11.2019 Группа ученых, в состав которой вошли исследователи из нескольких французских университетов и других научных учреждений, нашла новый способ, позволяющий уточнить значение верхнего предела массы гравитона. Этот способ основан на точных измерениях нескольких параметров крупных космических тел, таких, как звезды и гигантские газовые планеты, благодаря этому ученым удастся сделать то, что практически невозможно сделать любыми другими из имеющихся у ученых методов. Согласно Общей теории относительности Альберта Эйнштейна, в процессе формирования массы у огромных космических тел, которые своей гравитацией деформируют пространственно-временной континуум в прилежащем пространстве, задействована теоретически невесомая элементарная частица, называемая гравитоном. Ученые в течение долгих лет с переменным успехом "ломали копья", доказывая или опровергая факт наличия собственной массы у гравитона. Один из методов, используемых учеными в прошлом, был основан на данных изучения скорости расширения Вселенной, по результатам этого метода получалось, что если гравитон и обладает массой, то очень малой, на уровне 10^-32 электронвольт. К сожалению, вышеупомянутые результаты основаны на большом количестве предположений и допущений, некоторые из которых до сих пор считаются спорными. Второй метод определения массы гравитона заключается с изучения малых отклонений в орбитах, по которым движутся достаточно массивные космические тела. Именно эти отклонения могут быть вызваны наличием отличной от нуля массы гравитона, однако, если у гравитона имеется, как и у фотона света, нулевая масса покоя, то гравитоны должны двигаться со скоростью, близкой к скорости света, для того, чтобы оказать заметное влияние на окружающий мир. Именно этот второй метод и взяли на вооружение французские ученые, найдя способ улучшения его точности. Ученые используют данные, в которых фигурирует "замороженное" в определенные моменты времени положение некоторых звезд и планет. Первые временные точки такой "заморозки" начинаются с 2000 года. Основываясь на этих первоначальных данных, ученые рассчитали значения массы, скорости и положения в пространстве Солнца, некоторых планет и крупных астероидов. Затем на основе нескольких фундаментальных уравнений были созданы компьютерные математические модели, которые просчитали движение всех анализируемых объектов вперед во времени, до 2017 года, и назад до 1913 года. Эти периоды времени были выбраны не случайно, ученым удалось найти в общей массе астрономических данных достаточно подробные и достоверные данные об интересующих их космических телах на тот момент времени. Проведя вычисления, основанные на отклонениях реальных орбит движения космических тел от теоретических, ученые вычислили новое значение верхнего предела массы гравитона, которое стало теперь равно 6.76x10^-23 с вероятностью около 90 процентов. Исследователи отмечают, что полученное ими значение находится очень близко к значению, полученному учеными, работающими на гравитационной обсерватории LIGO и изучающими гравитационные волны. Это вселяет надежду в достоверность полученных результатов, но и не исключает пока возможности того, что такое совпадение является просто случайностью.

Другие интересные новости:

▪ Телефон с обычным аккумулятором заряжается в четыре раза быстрее

▪ Экшен-камера Garmin VIRB Ultra 30

▪ Водяной крокет

▪ Алкоголь мешает пережить трагедию

▪ IP-ядра 8051 работают в 15 раз быстрее

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрические счетчики. Подборка статей

▪ статья Сим победиши. Крылатое выражение

▪ статья В чем состоит главная польза от пчел? Подробный ответ

▪ статья Складное брезентовое ведро. Советы туристу

▪ статья Электропитание. Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети, блоки бесперебойного питания. Справочник

▪ статья Синтезаторы частоты TSA6060. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026