Principala caracteristică a acestui indicator de baterie cu diodă lambda pentru bateriile Ni-Cd este că circuitul în sine consumă aproape curent zero, până când se atinge nivelul pragului scăzut setat și LED-ul indicator este aprins.

Această caracteristică face circuitul foarte potrivit pentru multe sisteme cu baterii de joasă tensiune, cum ar fi aparate de radio, ceasuri, temporizatoare, alarme, telecomenzi etc.

Motivul principal al deteriorării premature a celulelor în bateriile de nichel-cadmiu este scurtcircuitul lor intern care se întâmplă din cauza descărcării mult prea adânci a bateriei în timpul funcționării.

Prin urmare, orice dispozitiv electronic care utilizează celule Ni-Cd trebuie să includă un indicator de baterie descărcată care poate declanșa și avertiza utilizatorul să-l reîncarce, cu mult înainte de atingerea tensiunii „critice” a bateriei.

Deși veți găsi multe feluri de monitoare de încărcare care ar putea fi integrat în produsele dvs. alimentate cu baterie, monitorul lambda-diodă explicat în acest articol este probabil o opțiune mai sofisticată decât orice alte monitoare de baterii disponibile.

Mai bine decât alte sisteme de indicare a bateriei descărcate

Cel mai indicatoare de baterie descărcată lucrați cu BJT-uri pentru a comuta pe curentul unității LED sau pentru afișarea unui contor. Dezavantajul în astfel de modele este că circuitul evacuează continuu bateria, chiar și în timp ce LED-ul este în starea de oprire.

În circuitele de putere redusă, acest tip de descarcarea bateriei poate afecta și reduce în mod dramatic durata de rezervă a bateriei.

Cel mai bun remediu pentru a rezolva acest lucru este să folosiți un circuit care consumă absolut nu curent de la baterie , atâta timp cât tensiunea de alimentare este mai mare decât potențialul critic al bateriei.

Este exact ceea ce execută monitorul cu baterie redusă bazat pe diode lambda.

De asemenea, are un prag de declanșare reglabil pe o gamă de tensiune de la 8 la 20 V și ar putea fi construit destul de ieftin.

Caracteristică de încărcare / descărcare Ni-Cd

tensiunea terminală a tuturor bateriilor variază în funcție de starea lor de încărcare. Această caracteristică a acestei relații poate fi diferită pentru diferite baterii.

“diagramă întrerupător monopolar ”

De exemplu cu Baterii plumb-acid , găsim practic o scădere foarte liniară a tensiunii de ieșire pe măsură ce celulele sunt descărcate. Acest comportament este de obicei același și pentru celulele uscate.

Dar, pentru bateriile Ni-Cd, căderea de tensiune în timpul descărcării nu este foarte liniară. O celulă Ni-Cd complet încărcată poate prezenta o tensiune de ieșire de aproximativ 1,25 volți.

Acest nivel este menținut destul de constant până când este descărcat aproape complet. În acest moment, tensiunea celulei scade rapid la aproximativ 1,0-1,1 volți, sau 1,05 V.

Un exact circuit de monitorizare a tensiunii reglat pentru a activa la acest nivel de tensiune „critic” poate fi extrem de util în identificarea nivelului de încărcare al bateriei Ni-Cd.

O opt-celulă Acumulator Ni-Cd , de exemplu, ar putea avea un potențial de ieșire complet încărcat de 10,0 volți. Când este aproape complet descărcată, bateria ar putea avea o putere de 8,4 volți.

Cum funcționează indicatorul de baterie slabă cu diodă Lambda

Circuitul de monitorizare a bateriei cu diodă lambda, așa cum se arată în figura următoare, este reglat pentru a se activa la 8,4 volți, ceea ce ne permite să obținem un sistem de monitorizare de stare de încărcare (SoC) eficient pentru o baterie Ni-Cd.

dioda lambda reprezentat în interiorul cutiei punctate este construit folosind o pereche de FET-uri cu canal n și p.

Amintiți-vă că nu există diodă „lambda” gata disponibilă pe piață.

Practic, o diodă lambda este construită prin interconectarea a două FET-uri de mică putere și este operată folosind doar două terminale, marcate cu „anod” (A) și „catod” (K).

Când polarizarea peste această diodă lambda este în modul de întrerupere, tranzistorul Q3 este de asemenea oprit, care la rândul său menține LED-ul stins.

Pe măsură ce tensiunea bateriei începe să scadă, aceasta atinge un punct în care dioda lambda devine brusc părtinitoare și conduce.

Această situație influențează instantaneu Q3 în conducție care pornește LED-ul alertând utilizatorul cu privire la starea bateriei slabe . (Caracteristica de lucru a diodei lambda poate fi observată mai jos).

Nivelul potențial care influențează dioda lambda în conducție este total reglabil prin intermediul potențiometru R1.

Rezistorul R2 este cablat ca un limitator de curent pentru protejarea LED1. Valoarea acestui lucru rezistențe de limitare a curentului poate fi calculat folosind Legea lui Ohm (R2 = E / I, unde R2 este în ohmi, E reprezintă pragul de potențial al bateriei Ni-Cd în care LED-ul doar se aprinde și ar trebui înlocuit cu valoarea maximă a curentului sigur pentru LED.

Detalii de construcție

Monitorul de încărcare a bateriei cu diodă lambda explicat mai sus este destul de compact pentru a putea fi introdus în uneltele în care un pachet de baterii Ni-Cd este utilizat ca sursă de alimentare.

În plus, ar putea fi construit și aplicat extern ca echipament indicator cu baterie redusă și închis într-o cutie mică. În ambele cazuri, un PCB poate fi utilizat așa cum se arată mai jos.

“cum să citiți condensatori ceramici ”

Tipul JFET pentru construirea diodei lambda nu este de fapt critic. Aproape toate configurațiile care implică FET cu canal n și p ar trebui să funcționeze bine, împreună cu cele specificate în lista de piese.

Dacă este necesar, puteți lua în considerare înlocuirea LED1 cu un releu de putere redusă pentru a permite deconectarea acumulatorului Ni-Cad de la sarcină de îndată ce nivelul de tensiune scade sub pragul critic critic. Acest aranjament special va proteja automat acumulatorul de inversarea polarității în timp ce acesta este descărcat.