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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Limitatore di scarica della batteria migliorato. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Caricabatterie, batterie, celle galvaniche Il limitatore di scarica scollega il carico dalla batteria quando la tensione scende al di sotto di una soglia prefissata. Una descrizione di un dispositivo per uno scopo simile è pubblicata in [1]. Tuttavia, non ha un'isteresi di soglia. Di conseguenza, quando la tensione della batteria sotto carico è inferiore alla soglia e senza carico - di più, il dispositivo si disconnetterà e collegherà periodicamente il carico fino a quando la tensione della batteria senza carico non sarà inferiore alla soglia. Il dispositivo proposto non presenta questo inconveniente, in quanto la sua progettazione prevede un'isteresi della soglia di risposta.
Il circuito limitatore di scarica è mostrato in fig. 1. Consiste di due elementi principali: un chip regolatore di tensione parallelo DA1 e un transistor ad effetto di campo di commutazione a canale P ad alta corrente VT1. Il microcircuito DA1 viene utilizzato come comparatore [2], che controlla la tensione della batteria, il transistor VT1 viene utilizzato come interruttore elettronico che interrompe il circuito di alimentazione del carico. Il dispositivo funziona come segue. Una corrente non superiore a 1 mA scorre attraverso il chip DA0,5. indipendente dalla tensione al suo ingresso di controllo, purché inferiore alla soglia di accensione del microcircuito (circa 2,5 V). Quando la tensione all'ingresso di controllo supera la soglia di accensione del microcircuito, la corrente che lo attraversa aumenterà in modo significativo La soglia operativa del dispositivo è impostata da un resistore di regolazione R1. La tensione controllata viene fornita all'ingresso di controllo del microcircuito attraverso il filtro passa-basso R3C2 in modo che il dispositivo risponda al valore medio della tensione di alimentazione e non alle sue variazioni istantanee. Maggiore è la capacità del condensatore C2, meno sensibile è alle ondulazioni di questa tensione. Quando la tensione della batteria supera la soglia impostata, alcuni milliampere di corrente fluiscono attraverso il microcircuito, la caduta di tensione attraverso il resistore R2 è sufficiente per mantenere il transistor VT1 nello stato aperto, quindi il carico è collegato alla batteria. A causa del fatto che la resistenza del canale aperto del transistor VT1 è di centesimi di ohm, la perdita di tensione su di esso, anche con una corrente di diversi ampere, è piccola. Quando la tensione della batteria diventa inferiore alla soglia impostata, la corrente attraverso il microcircuito diminuirà, la tensione attraverso il resistore R2 sarà insufficiente per aprire il transistor VT1, per cui si chiuderà e interromperà il circuito di alimentazione del carico. Quando viene collegata una batteria scarica, il transistor VT1 rimarrà generalmente chiuso. Affinché la commutazione avvenga in modo più chiaro, viene introdotto un feedback positivo nel dispositivo attraverso il resistore R4. A causa di ciò, il dispositivo ha un'isteresi: il carico viene scollegato a una tensione di alimentazione inferiore rispetto alla sua connessione.Il valore dell'isteresi può essere regolato selezionando la resistenza R4. Per i valori nominali indicati nel diagramma, l'isteresi era di 0,4 V con una tensione di alimentazione di 9 V e di 0,6 V con una tensione di alimentazione di 12 V. Se la tensione di alimentazione è inferiore alla soglia di risposta e aumenta, la tensione all'ingresso di controllo del microcircuito aumenta anche. Ma poiché il carico è diseccitato, la tensione all'ingresso di controllo proviene dal motore del resistore R1 attraverso il divisore R3R4. Pertanto, il carico è collegato a una tensione sul motore del resistore R1, diverse centinaia di millivolt maggiore della soglia di accensione del microcircuito. Quando la corrente attraverso il microcircuito inizia a crescere, il transistor VT1 si apre e all'uscita appare una tensione. Attraverso il resistore R4, entra nell'ingresso di controllo del microcircuito, la tensione su di esso aumenta, il che porta al fatto che la corrente attraverso di esso aumenta ancora di più e, alla fine, il transistor VT1 si apre completamente. Quando la tensione di alimentazione diminuisce, si verifica il processo inverso. Poiché il transistor ad effetto di campo VT1 inizia ad aprirsi a una tensione gate-source di 2,5 ... 3 V, il dispositivo può funzionare nell'intervallo di tensione di alimentazione da 5 ... 7 V a 20 V. Può utilizzare il chip TL431 , i cui numeri di pin nel diagramma sono indicati tra parentesi, transistor di commutazione con un p-canap dall'elenco fornito in [3], resistore di sintonia SPZ-19, costanti - MLT, C2-33, condensatore di ossido - K50-35 , non polare - K10-17.
Quando si utilizzano parti di piccole dimensioni per il montaggio superficiale, le dimensioni del dispositivo possono essere ridotte. Per un esempio in fig. La Figura 2 mostra uno schizzo del PCB che utilizza il chip TL431CD nel contenitore SO-8 e il transistor IRLML6402P nel contenitore SOT-23. Questo transistor ha una resistenza del canale nello stato on di 0,06 ohm e una bassa corrente di dispersione nello stato on (diversi microampere). Fornisce la commutazione di corrente fino a 2...3 A. Resistenza trimmer R1 - POZ3AN. Condensatore di ossido - tantalio importato dimensione D. Resistori - P1-12. La regolazione viene effettuata con un carico reale e una batteria. Prima di accendersi per la prima volta, il motore del resistore di sintonia R1 è impostato nella posizione inferiore secondo lo schema. Il resistore R2 è selezionato in modo tale che quando il chip DA1 è spento, il transistor VT1 è chiuso e quando è acceso è aperto. La soglia è impostata dal motore del resistore di sintonia R1 e la sua isteresi è impostata dalla selezione del resistore R4. Va notato che queste regolazioni sono correlate, quindi potrebbe essere necessario ripeterle una per una per ottenere i parametri richiesti. Il valore di isteresi è impostato in modo tale che quando la tensione della batteria scende, il carico viene scollegato senza ricollegarsi. Letteratura
Autore: I. Nechaev
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