Tl431 리튬 이온 방전 표시기. TL431 드라이버의 배터리 부족 표시기

일체형 안정 장치 TL431 및 러시아어 아날로그 K142EN19는 조정 가능한 제너 다이오드이며 주로 전원 공급 장치에 사용됩니다. 그러나 초소형 회로의 기능은 이에 국한되지 않습니다.

그림에서. 그림 1은 TL431의 기능 다이어그램을 보여줍니다.

TL431 칩의 조정 가능한 제너 다이오드는 간단하고 유용한 조명 표시기 및 신호 장치에 사용할 수 있습니다. TL431 칩에서 유사한 매개변수를 사용하면 탱크의 수위, 온도 및 습도, 조명 등과 같은 다양한 매개변수를 모니터링할 수 있습니다.

TL431 마이크로 회로의 과전압 경보 회로는 그림 1에 나와 있습니다. 2.

과전압 경보의 작동은 제너 다이오드 DA1(핀 1)의 제어 전극 전압이 2.5V 미만일 때 제너 다이오드가 닫히고 약 0.3의 작은 전류만 흐른다는 사실에 기반합니다. - 0.4mA. 이 전류는 HL1 LED를 매우 희미하게 빛나게 하는 데에만 충분합니다. 이 단점을 제거하려면 필요한 경우 저항이 약 2-3kOhm인 저항기를 LED와 병렬로 연결하십시오.

HL1 LED가 켜지는 제어 전극의 전압은 분배기 R1, R2에 의해 설정됩니다.

TL431 마이크로 회로의 핀 1 전압이 2.5V 이상에 도달하면 제너 다이오드가 열리고 HL1 LED가 켜집니다. LED HL1과 제너 다이오드 DA1을 통해 필요한 전류 제한은 저항 R3에 의해 제공됩니다. 저항 R3의 저항은 5~15mA 범위에서 LED를 통과하는 순방향 전류에 대해 계산됩니다.

장치의 응답 임계값을 보다 정확하게 조정하려면 저항 R2 대신 계산된 값보다 1.5배 큰 공칭 값을 가진 트리머를 설치하십시오. 팅크가 끝나면 일정한 저항기로 교체할 수 있습니다.

전압과 같은 여러 전압 레벨을 모니터링하려는 경우 자동차 배터리, 또는 기타 소스, 4 ~ 36V의 전압(36V가 최대 전압). 이 경우 두 개, 세 개 이상의 경보가 필요하며 각 경보는 서로 다른 전압으로 구성됩니다. 이런 방식으로 선형 스케일 표시기의 전체 라인을 생성할 수 있습니다.

지시자 저전압 TL431 칩의 그림은 그림 1에 나와 있습니다. 3.

그림 1의 회로의 차이점 그림의 이전 것에서 3. 2, HL1 LED 연결 방식에서만 가능합니다. 이러한 유형의 스위칭을 역이라고 합니다. 마이크로 회로가 닫힐 때 LED가 켜지기 때문입니다. 제어된 전압은 분배기 R1 R2에 의해 설정된 임계값을 초과하고 미세 회로는 개방되며 전류는 저항 R3과 미세 회로의 단자 3-2(음극-양극)를 통해 흐릅니다.

3-2 마이크로 회로의 개방형 접합에는 약 2V의 전압 강하가 있는데 이는 LED를 켜기에 충분하지 않습니다. LED가 켜지지 않도록 두 개의 다이오드 VD1, VD2가 직렬로 설치됩니다. LED 점화 전압이 2.2V를 초과하면 이러한 다이오드를 설치할 필요가 없으며 다이오드 VD1, VD2 대신 점퍼가 설치됩니다.

제어되는 전압이 분배기 R1, R2에 의해 설정된 것보다 낮아지면 마이크로 회로가 닫히고 출력 전압이 2V보다 훨씬 높아지며 HL1 LED가 켜집니다.

그림의 회로를 결합합니다. 2 및 그림. 3에서는 6, 12 또는 24V의 모든 전압 또는 기타 정전압 소스의 최대 작동 모드 표시를 구성할 수 있습니다.

전압 변화만 모니터링해야 하는 경우 그림 1에 표시된 회로에 따라 표시기를 조립할 수 있습니다. 4.

이 표시 회로는 2색 LED HL1을 사용합니다. 저항 R2에 의해 설정된 제어 전압이 임계값을 초과합니다. 빨간색 LED가 켜지고 전압이 감소한 다음 녹색 LED가 켜집니다.

제어된 전압이 지정된 임계값(약 ±0.05 - 0.1V)에 가까워지면 제너 다이오드의 전달 특성에 특정 기울기가 있으므로 두 표시기가 모두 꺼집니다.

TL431 칩에서는 물리량의 변화를 모니터링하는 장치가 가능합니다.

이를 위해 저항 R2를 환경의 영향을 받아 저항을 변경하는 센서로 교체할 수 있습니다. 이는 그림에 나와 있습니다. 5.

일반적으로 하나의 다이어그램에는 여러 센서가 동시에 표시됩니다. 포토트랜지스터를 연결하면 포토 릴레이가 생깁니다. 조도가 높으면 포토트랜지스터가 열려 있고 저항이 낮습니다. 따라서 제어 핀 DA1의 전압이 임계값보다 낮아져 LED가 켜지지 않습니다. 이 경우 장치의 응답 임계값은 저항 R1을 사용하여 조정되며 커패시터 C1은 저항 R3과 함께 센서를 회로의 나머지 부분에 연결하는 와이어의 간섭으로부터 보호하는 필터 역할을 합니다.

조도가 감소하면 포토 트랜지스터의 저항이 증가하여 제어 핀 DA1의 전압이 증가합니다. 이 전압이 임계값(2.5V)을 초과하면 제너 다이오드가 열리고 LED가 켜집니다.

포토 트랜지스터 대신 서미스터(예: MMT 시리즈)가 장치의 입력에 연결된 경우 온도 표시기가 표시됩니다. 온도가 떨어지면 LED가 켜집니다.

동일한 회로를 습도 센서(예: 접지)로 사용할 수 있습니다. 이렇게하려면 서미스터 나 포토 트랜지스터 대신 서로 어느 정도 떨어진 곳에 땅에 붙어있는 스테인레스 스틸 전극을 연결해야합니다. 토양이 설정 중에 결정된 수준까지 건조되면 LED가 켜집니다.

그림의 다이어그램에 있는 경우 5, LED HL1 및 저항 R3이 있는 체인 대신 릴레이를 켜면 해당 접점을 통해 가로등, 전기 펌프 등과 같은 강력한 부하를 제어할 수 있습니다.

TL431 칩에 사운드 표시기를 조립하는 것도 가능합니다. 이러한 표시기의 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. 6.

예를 들어 욕조의 물과 같은 액체의 수위를 모니터링하기 위해 서로 수 밀리미터 떨어진 두 개의 스테인레스 강판으로 만든 센서가 회로에 연결됩니다.

물이 센서에 도달하면 저항이 감소하고 미세 회로는 저항 R1 R2를 통해 선형 모드로 들어갑니다. 따라서, 소리 신호가 울리는 압전세라믹 에미터(HA1)의 공진 주파수에서 자기 생성이 발생합니다.

라디에이터로는 ZP-Z 유형의 3개 단자가 있는 라디에이터나 저렴한 중국산 전화기 세트를 사용할 수 있습니다. 이 장치는 5 - 12V의 전압으로 전원이 공급됩니다. 이를 통해 갈바니 배터리로도 전원을 공급받을 수 있으므로 다음과 같은 용도로 사용할 수 있습니다. 다른 장소, 욕실을 포함하여.

메모:

TL431 마이크로 회로를 K142EN19로 교체할 때 공급 전압은 30V를 넘지 않아야 합니다.

TL431- 종종 "제어 제너 다이오드"라고 불리는 3개의 다리가 있는 마이크로 회로. 이 마이크로 회로를 사용하면 2.5~36V 범위의 모든 전압을 얻을 수 있습니다. 또한 2.5V 비교기로 사용할 수도 있습니다.

- 입력이 2.5V 미만이면 미세 회로의 출력 트랜지스터를 통해 전류가 흐르지 않습니다.
- 입력에 2.5V 이상이면 트랜지스터가 열리고 전류가 흐릅니다.

스위치 모드의 트랜지스터와 많이 비슷해 보이지 않나요? 그리고 동일한 표시기 LED인 부하도 트랜지스터 스위치에서와 동일한 방식으로 켤 수 있습니다.

준비된 계획 7볼트(직렬로 연결된 두 개의 리튬 이온 배터리의 경우, 8.4V에서 완전히 충전됨); 정확성을 높이기 위해 R2영구치로 만들 수 있다 47,000그리고 켜는 중 10,000. 결론 1, 비유를 그리다 n-p-n트랜지스터 - "베이스", 핀 2 - "이미터", 핀 3 - "컬렉터"(물론 조건에 따라 제너 다이오드는 트랜지스터가 아닙니다). "베이스"의 전압이 2.5V보다 높으면 마이크로 회로가 열려 있고 전류가 흐르게 됩니다. 배터리가 방전되면 전압이 감소하고 분배기에서 2.5V 미만이 흐르면 ​​마이크로 회로의 트랜지스터가 닫히고 전류가 LED를 통해 흐릅니다.

원하는 경우 저항을 사용하여 동일한 회로를 조립할 수 있습니다. 10,000그리고 5k6-효과가 있지만 조금 더 탐욕스러워 질 것입니다. 따라서 비용을 절약하려면 더 큰 저항을 사용하는 것이 좋습니다. 나는 반복한다: 방전 표시기배터리가 너무 강하면 안 돼요 해고하다.

R3 LED 부하와 마이크로 회로의 출력 트랜지스터를 통해 전류를 설정합니다. 적어도 원하는 글로우 밝기에 따라 선택됩니다.

빨간색 LED를 켜려면 낮은 전압(1.5V부터 시작)이 필요하므로 TL431는 이론적으로 개방되어 있으며 이를 우회합니다. 해결책은 두 번째 LED 또는 다이오드를 직렬로 연결하는 것입니다. 1N4007.또는 더 많은 LED를 사용하십시오. 고전압포함 사항 - 녹색, 파란색, 흰색.

TL431 통합 안정기는 주로 전원 공급 장치에 사용됩니다. 그러나 더 많은 응용 프로그램을 찾을 수 있습니다. 이 기사에서는 이러한 계획 중 일부를 제공합니다.

이 기사에서는 다음을 사용하여 만든 간단하고 유용한 장치에 대해 설명합니다. TL431 칩. 하지만 이 경우에는 "마이크로 회로"라는 단어에 겁먹을 필요가 없습니다. 단자가 3개뿐이고 외관상으로는 TO90 패키지의 단순한 저전력 트랜지스터처럼 보입니다.

먼저 약간의 역사

모든 전자 공학자들이 마법의 숫자 431, 494를 알고 있는 것은 우연한 일입니다. 그것은 무엇입니까?

TEXAS INSTRUMENTS는 반도체 시대의 시작점에 서 있었습니다. 이번에 전자 부품 생산 분야의 세계 리더 목록에서 상위 10위 안에 확고히 자리 잡았거나 더 자주 말했듯이 세계 TOP-10 순위에 올랐습니다. 첫 번째 집적 회로 1958년에 이 회사의 직원인 Jack Kilby에 의해 만들어졌습니다.

이제 TI는 이름이 접두사 TL 및 SN으로 시작하는 광범위한 초소형 회로를 생산합니다. 이는 각각 아날로그 및 논리(디지털) 마이크로회로로, TI의 역사에 영원히 남아 있으며 여전히 널리 사용되고 있습니다.

아마도 "마법의" 초소형 회로 목록에서 가장 먼저 고려되어야 할 것입니다. 이 마이크로 회로의 3핀 패키지에는 10개의 트랜지스터가 숨겨져 있으며, 그것이 수행하는 기능은 기존의 제너 다이오드(제너 다이오드)와 동일합니다.

그러나 이러한 복잡성으로 인해 마이크로 회로는 열적 안정성이 더 높고 특성의 가파른 정도가 증가합니다. 주요 특징은 안정화 전압을 사용하여 범위를 2.5...30V에서 변경할 수 있다는 것입니다. 최신 모델의 경우 하한 임계값은 1.25V입니다.

TL431은 70년대 초반 TI 직원 Barney Holland에 의해 만들어졌습니다. 그러다가 그는 다른 회사의 스태빌라이저 칩을 복사하고 있었습니다. 복사가 아니라 리핑이라고 하지요. 그래서 Barney Holland는 원래 마이크로 회로에서 기준 전압 소스를 빌려 이를 기반으로 별도의 안정기 마이크로 회로를 만들었습니다. 처음에는 TL430으로 불렸고, 몇 가지 개선을 거쳐 TL431로 불렸습니다.

그 이후로 많은 시간이 지났지만 지금은 하나도 없습니다. 컴퓨터 장치영양, 어디에서나 적용할 수 있습니다. 또한 거의 모든 저전력 스위칭 전원 공급 장치에도 적용됩니다. 이러한 소스 중 하나는 이제 모든 가정에 있습니다. 휴대폰. 그런 장수를 부러워 할 수밖에 없습니다. 그림 1은 TL431의 기능 다이어그램을 보여줍니다.

그림 1. TL431의 기능 다이어그램.

Barney Holland는 또한 그다지 유명하지 않고 여전히 수요가 많은 TL494 마이크로 회로를 만들었습니다. 이것은 다양한 스위칭 전원 공급 장치 모델이 만들어진 푸시풀 PWM 컨트롤러입니다. 따라서 494라는 숫자도 "마법의" 숫자로 분류됩니다.

이제 TL431 칩을 기반으로 한 다양한 디자인을 고려해 보겠습니다.

표시기 및 경보

TL431 마이크로 회로는 전원 공급 장치의 제너 다이오드로서 의도된 목적으로만 사용될 수 있습니다. 이를 바탕으로 다양한 조명 표시는 물론 소리 알람까지 생성이 가능합니다. 이러한 장치를 사용하면 다양한 매개변수를 모니터링할 수 있습니다.

우선 단순히 전압입니다. 센서를 사용하여 물리량을 전압의 형태로 표현하면 용기 안의 수위, 온도와 습도, 액체나 기체의 조도나 압력 등을 제어하는 ​​장치를 만드는 것이 가능합니다.

이러한 신호 장치의 작동은 제너 다이오드 DA1(핀 1)의 제어 전극 전압이 2.5V 미만일 때 제너 다이오드가 닫히고 작은 전류만 흐른다는 사실에 기초합니다. 규칙은 0.3~0.4mA를 넘지 않습니다. 하지만 이 전류는 HL1 LED가 매우 희미하게 빛나기에 충분합니다. 이 현상을 방지하려면 저항이 약 2~3KΩ인 저항기를 LED와 병렬로 연결하면 충분합니다. 과전압 경보 회로는 그림 2에 나와 있습니다.

그림 2. 과전압 경보.

제어 전극의 전압이 2.5V를 초과하면 제너 다이오드가 열리고 HL1 LED가 켜집니다. 제너 다이오드 DA1과 LED HL1을 통해 필요한 전류 제한은 저항 R3에 의해 제공됩니다. 제너 다이오드의 최대 전류는 100mA인 반면 HL1 LED의 동일한 매개변수는 20mA에 불과합니다. 이 조건에서 저항 R3의 저항이 계산됩니다. 보다 정확하게는 이 저항은 아래 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

R3 = (Upit - Uhl - Uda)/Ihl. 여기서는 Upit - 공급 전압, Uhl - LED의 순방향 전압 강하, 개방형 칩의 Uda 전압(일반적으로 2V), Ihl LED 전류(5~15mA 이내로 설정)라는 명칭이 사용됩니다. 또한, 잊지 말아야 할 것은 최대 전압제너 다이오드 TL431의 경우 36V만 해당됩니다. 이 매개변수도 초과할 수 없습니다.

경보 수준

HL1 LED(Uз)가 켜지는 제어 전극의 전압은 분배기 R1, R2에 의해 설정됩니다. 구분선 매개변수는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.

R2 = 2.5*R1/(Uз - 2.5). 응답 임계값을 보다 정확하게 조정하려면 R2 대신 계산된 값보다 1.5배 더 큰 공칭 값을 갖는 튜닝 저항기를 설치할 수 있습니다. 팅크가 만들어진 후에는 저항이 트리머의 도입 부분의 저항과 동일한 일정한 저항으로 교체 될 수 있습니다.

때로는 여러 전압 레벨을 제어해야 하는 경우도 있습니다. 이 경우 3개의 경보가 필요하며 각 경보는 자체 전압에 맞게 구성됩니다. 이런 방식으로 전체 지표 라인, 즉 선형 척도를 생성하는 것이 가능합니다.

LED HL1과 저항 R3으로 구성된 표시 회로에 전원을 공급하려면 불안정한 전원이라도 별도의 전원을 사용할 수 있습니다. 이 경우, 제어된 전압은 회로의 저항 R1의 상단 단자에 인가되며 저항 R3과 연결을 끊어야 합니다. 이 연결을 통해 제어되는 전압의 범위는 3V에서 수십V까지 가능합니다.

그림 3. 저전압 표시기.

이 회로와 이전 회로의 차이점은 LED가 다르게 켜진다는 것입니다. 이러한 유형의 스위칭을 역이라고 합니다. 마이크로 회로가 닫힐 때 LED가 켜지기 때문입니다. 제어된 전압이 분배기 R1, R2에 의해 설정된 임계값을 초과하면 미세 회로가 열리고 전류는 저항 R3과 미세 회로의 핀 3-2(음극-양극)를 통해 흐릅니다.

이 경우 미세 회로에 2V의 전압 강하가 발생하여 LED를 켜기에 충분하지 않습니다. LED가 켜지지 않도록 두 개의 다이오드가 직렬로 설치됩니다. 파란색, 흰색 및 일부 녹색 유형과 같은 일부 유형의 LED는 LED 양단의 전압이 2.2V를 초과하면 켜집니다. 이 경우 다이오드 VD1, VD2 대신 와이어 점퍼가 설치됩니다.

제어 전압이 분배기 R1에 의해 설정된 것보다 낮아지면 R2 마이크로 회로가 닫히고 출력 전압이 2V를 훨씬 초과하므로 HL1 LED가 켜집니다.

전압 변화만 모니터링해야 하는 경우 그림 4에 표시된 회로에 따라 표시기를 조립할 수 있습니다.

그림 4. 전압 변화 표시기.

이 표시기는 2색 LED HL1을 사용합니다. 모니터링된 전압이 임계값을 초과하면 빨간색 LED가 켜지고, 전압이 낮으면 녹색 LED가 켜집니다.

전압이 주어진 임계값(약 0.05...0.1V)에 가까워지면 두 표시기가 모두 꺼집니다. 왜냐하면 제너 다이오드의 전달 특성이 매우 특정한 기울기를 갖기 때문입니다.

물리량의 변화를 모니터링해야 하는 경우 저항 R2를 환경의 영향을 받아 저항을 변경하는 센서로 교체할 수 있습니다. 유사한 장치가 그림 5에 나와 있습니다.

그림 5. 환경 매개변수 모니터링 계획

일반적으로 하나의 다이어그램에는 여러 센서가 동시에 표시됩니다. 이런 일이 발생하면 문제가 해결될 것입니다. 조도가 높으면 포토트랜지스터가 열려 있고 저항이 낮습니다. 따라서 제어 핀 DA1의 전압이 임계값보다 낮아져 LED가 켜지지 않습니다.

조도가 감소하면 포토 트랜지스터의 저항이 증가하여 제어 핀 DA1의 전압이 증가합니다. 이 전압이 임계값(2.5V)을 초과하면 제너 다이오드가 열리고 LED가 켜집니다.

포토 트랜지스터 대신 서미스터(예: MMT 시리즈)가 장치의 입력에 연결된 경우 온도 표시기가 표시됩니다. 온도가 떨어지면 LED가 켜집니다.

예를 들어 토지와 동일한 계획을 사용할 수 있습니다. 이렇게하려면 서미스터 나 포토 트랜지스터 대신 서로 어느 정도 떨어진 곳에 땅에 붙어있는 스테인레스 스틸 전극을 연결해야합니다. 토양이 설정 중에 결정된 수준까지 건조되면 LED가 켜집니다.

모든 경우에 장치의 응답 임계값은 가변 저항 R1을 사용하여 설정됩니다.

나열된 표시등 외에도 TL431 칩에 사운드 표시등을 조립할 수도 있습니다. 이러한 표시기의 다이어그램은 그림 6에 나와 있습니다.

그림 6. 액체 레벨의 소리 표시기.

예를 들어 욕조의 물과 같은 액체의 수위를 모니터링하기 위해 서로 수 밀리미터 떨어진 곳에 위치한 두 개의 스테인레스 강판으로 만들어진 센서가 회로에 연결됩니다.

물이 센서에 도달하면 저항이 감소하고 미세 회로는 저항 R1 R2를 통해 선형 모드로 들어갑니다. 따라서, 소리 신호가 울리는 압전세라믹 에미터(HA1)의 공진 주파수에서 자기 생성이 발생합니다.

ZP-3 이미터는 이미터로 사용할 수 있습니다. 이 장치는 5...12V의 전압으로 전원이 공급됩니다. 이를 통해 갈바니 배터리로도 전원을 공급할 수 있으므로 욕실을 비롯한 다양한 장소에서 사용할 수 있습니다.

TL434 칩의 주요 적용 분야는 물론 전원 공급 장치입니다. 그러나 우리가 볼 수 있듯이 초소형 회로의 기능은 이에 국한되지 않습니다.

보리스 알라디쉬킨

비행 중 쿼드콥터의 배터리가 갑자기 방전되거나 공터에서 금속 탐지기가 꺼지는 것보다 더 슬픈 것은 무엇일까요? 이제 배터리가 얼마나 충전되어 있는지 미리 알 수 있다면! 그런 다음 슬픈 결과를 기다리지 않고 충전기를 연결하거나 새 배터리 세트를 설치할 수 있습니다.

그리고 여기서 배터리가 곧 소진될 것이라는 신호를 미리 알려주는 일종의 표시기를 만드는 아이디어가 탄생했습니다. 전 세계의 라디오 아마추어들이 이 작업을 수행하기 위해 노력해 왔으며 오늘날에는 단일 트랜지스터의 회로부터 마이크로 컨트롤러의 정교한 장치에 이르기까지 자동차 전체와 다양한 회로 솔루션의 작은 카트가 있습니다.

주목! 기사에 제시된 다이어그램은 배터리의 전압이 낮음을 나타냅니다. 경고용 심방전수동으로 로드를 분리하거나 를 사용해야 합니다.

옵션 #1

제너 다이오드와 트랜지스터를 사용하는 간단한 회로부터 시작해 보겠습니다.

그것이 어떻게 작동하는지 알아 봅시다.

전압이 특정 임계값(2.0V)을 초과하는 한 제너 다이오드는 항복 상태가 되며 이에 따라 트랜지스터가 닫히고 모든 전류가 녹색 LED를 통해 흐릅니다. 배터리의 전압이 떨어지기 시작하고 2.0V + 1.2V(트랜지스터 VT1의 베이스-이미터 접합에서의 전압 강하) 정도의 값에 도달하면 트랜지스터가 열리기 시작하고 전류가 재분배되기 시작합니다. 두 LED 사이.

2색 LED를 사용하면 전체 중간 색상 범위를 포함하여 녹색에서 빨간색으로 부드럽게 전환됩니다.

이중 색상 LED의 일반적인 순방향 전압 차이는 0.25V입니다(낮은 전압에서 빨간색이 켜짐). 녹색과 빨간색 사이의 완전한 전환 영역을 결정하는 것은 바로 이러한 차이입니다.

따라서 단순함에도 불구하고 회로를 통해 배터리가 소진되기 시작했음을 미리 알 수 있습니다. 배터리 전압이 3.25V 이상이면 녹색 LED가 켜집니다. 3.00V와 3.25V 사이의 간격에서는 빨간색이 녹색과 섞이기 시작합니다. 3.00V에 가까울수록 빨간색이 더 강해집니다. 그리고 마지막으로 3V에서는 순수한 빨간색만 켜집니다.

회로의 단점은 필요한 응답 임계값을 얻기 위해 제너 다이오드를 선택하는 것이 복잡하고 약 1mA의 정전류 소비가 있다는 것입니다. 음, 색맹인 사람들은 색깔을 바꾸는 이 아이디어를 좋아하지 않을 수도 있습니다.

그런데 이 회로에 다른 유형의 트랜지스터를 넣으면 반대 방식으로 작동하도록 만들 수 있습니다. 반대로 입력 전압이 증가하면 녹색에서 빨간색으로의 전환이 발생합니다. 수정된 다이어그램은 다음과 같습니다.

옵션 2번

다음 회로는 정밀 전압 조정기인 TL431 칩을 사용합니다.

응답 임계값은 전압 분배기 R2-R3에 의해 결정됩니다. 다이어그램에 표시된 정격은 3.2V입니다. 배터리 전압이 이 값으로 떨어지면 마이크로 회로가 LED 우회를 중지하고 켜집니다. 이는 배터리의 완전 방전이 매우 가까웠다는 신호입니다(한 리튬 이온 뱅크의 최소 허용 전압은 3.0V입니다).

여러 개의 직렬 연결된 배터리로 구성된 배터리를 사용하여 장치에 전원을 공급하는 경우 리튬 이온 배터리, 그러면 위의 회로는 각 뱅크에 별도로 연결되어야 합니다. 이와 같이:

회로를 구성하기 위해 배터리 대신 연결합니다. 조절 가능한 블록전원 공급 장치 및 저항 R2(R4)를 선택하면 필요한 순간에 LED가 켜집니다.

옵션 #3

다음은 방전 표시기에 대한 간단한 다이어그램입니다. 리튬 이온 배터리두 개의 트랜지스터에서:
응답 임계값은 저항 R2, R3에 의해 설정됩니다. 구소련 트랜지스터는 BC237, BC238, BC317(KT3102) 및 BC556, BC557(KT3107)로 대체할 수 있습니다.

옵션 번호 4

대기 모드에서 문자 그대로 미세 전류를 소비하는 두 개의 전계 효과 트랜지스터가 포함된 회로입니다.

회로가 전원에 연결되면 분배기 R1-R2를 사용하여 트랜지스터 VT1의 게이트에서 양의 전압이 생성됩니다. 차단전압보다 전압이 높은 경우 전계 효과 트랜지스터, 셔터 VT2가 열리고지면으로 당겨서 닫힙니다.

특정 시점에서 배터리가 방전됨에 따라 분배기에서 제거된 전압이 VT1을 잠금 해제하기에 충분하지 않게 되어 닫힙니다. 결과적으로 두 번째 필드 스위치의 게이트에는 공급 전압에 가까운 전압이 나타납니다. 열리고 LED가 켜집니다. LED 불빛은 배터리를 재충전해야 한다는 신호를 보냅니다.

차단 전압이 낮은 모든 n채널 트랜지스터가 가능합니다(낮을수록 좋습니다). 이 회로에서 2N7000의 성능은 테스트되지 않았습니다.

옵션 #5

세 개의 트랜지스터에서:

다이어그램에는 설명이 필요하지 않다고 생각합니다. 큰 계수 덕분입니다. 3개의 트랜지스터 스테이지를 증폭하면 회로가 매우 명확하게 작동합니다. LED가 켜져 있고 켜지지 않은 경우 1/100V의 차이이면 충분합니다. 표시가 켜졌을 때 소비 전류는 3mA이고, LED가 꺼지면 0.3mA입니다.

회로의 부피가 큰 외관에도 불구하고 완성된 보드의 크기는 상당히 적당합니다.

VT2 수집기에서 부하 연결을 허용하는 신호(1 - 허용, 0 - 비활성화)를 가져올 수 있습니다.

트랜지스터 BC848 및 BC856은 각각 BC546 및 BC556으로 대체될 수 있습니다.

옵션 #6

이 회로는 표시를 켤 뿐만 아니라 부하도 차단하기 때문에 마음에 듭니다.

유일한 안타까운 점은 회로 자체가 배터리에서 분리되지 않고 계속해서 에너지를 소비한다는 것입니다. 그리고 LED가 계속 켜져 있어서 많이 먹어요.

이 경우 녹색 LED는 기준 전압 소스로 작동하며 약 15-20mA의 전류를 소비합니다. 이러한 탐욕스러운 요소를 제거하려면 기준 전압 소스 대신 동일한 TL431을 사용하여 다음 회로에 따라 연결할 수 있습니다*:

*TL431 음극을 LM393의 두 번째 핀에 연결하세요.

옵션 번호 7

소위 전압 모니터를 사용하는 회로. 전압 감시기 및 감지기라고도 합니다. 이는 전압 모니터링을 위해 특별히 설계된 특수 마이크로 회로입니다.

예를 들어, 배터리 전압이 3.1V로 떨어지면 LED를 켜는 회로가 있습니다. BD4731에 조립되었습니다.

동의하세요. 이보다 더 간단할 수는 없습니다! BD47xx에는 오픈 콜렉터 출력이 있으며 출력 전류를 12mA로 자체 제한합니다. 이를 통해 저항을 제한하지 않고 LED를 직접 연결할 수 있습니다.

마찬가지로 다른 전압에 다른 감시기를 적용할 수 있습니다.

선택할 수 있는 몇 가지 옵션은 다음과 같습니다.

• 3.08V에서: TS809CXD, TCM809TENB713, MCP103T-315E/TT, CAT809TTBI-G;
• 2.93V에서: MCP102T-300E/TT, TPS3809K33DBVRG4, TPS3825-33DBVT, CAT811STBI-T3;
• MN1380 시리즈(또는 1381, 1382 - 하우징만 다릅니다). 우리의 목적에 따라 마이크로 회로 지정에 추가 숫자 "1"(MN13801, MN13811, MN13821)이 표시되는 것처럼 오픈 드레인 옵션이 가장 적합합니다. 응답 전압은 문자 인덱스에 의해 결정됩니다. MN13811-L은 정확히 3.0볼트입니다.

소련 아날로그인 KR1171SPkhkh를 사용할 수도 있습니다.

디지털 지정에 따라 감지 전압이 달라집니다.

전압 그리드는 리튬 이온 배터리를 모니터링하는 데 그다지 적합하지 않지만 이 마이크로 회로를 완전히 무시할 가치는 없다고 생각합니다.

전압 모니터 회로의 부인할 수 없는 장점은 꺼졌을 때 매우 낮은 전력 소비(단위 및 마이크로암페어 단위)와 극도의 단순성입니다. 종종 전체 회로가 LED 단자에 직접 맞습니다.

방전 표시를 더욱 눈에 띄게 만들기 위해 전압 검출기의 출력을 깜박이는 LED(예: L-314 시리즈)에 로드할 수 있습니다. 또는 두 개의 바이폴라 트랜지스터를 사용하여 간단한 "깜빡이"를 직접 조립할 수도 있습니다.

깜박이는 LED를 사용하여 배터리 부족을 알리는 완성된 회로의 예는 다음과 같습니다.

LED가 깜박이는 또 다른 회로에 대해서는 아래에서 설명합니다.

옵션 번호 8

전압이 켜져 있으면 LED가 깜박이기 시작하는 멋진 회로 리튬 배터리 3.0V로 떨어집니다.

이 회로는 매우 밝은 LED가 2.5%의 듀티 사이클로 깜박이게 합니다(즉, 긴 정지 - 짧은 깜박임 - 다시 정지). 이를 통해 전류 소비를 터무니없는 값으로 줄일 수 있습니다. 꺼진 상태에서 회로는 50nA(나노!)를 소비하고 LED 깜박임 모드에서는 35μA만 소비합니다. 좀 더 경제적인 것을 제안해 주실 수 있나요? 거의 ~ 아니다.

보시다시피 대부분의 방전 제어 회로의 작동은 특정 기준 전압과 제어 전압을 비교하는 것으로 귀결됩니다. 그러면 이 차이가 증폭되어 LED가 켜지거나 꺼집니다.

일반적으로 트랜지스터 캐스케이드 또는 연산 증폭기, 비교기 회로에 따라 연결됩니다.

하지만 또 다른 해결책이 있습니다. 논리 요소(인버터)를 증폭기로 사용할 수 있습니다. 예, 이것은 틀에 얽매이지 않는 논리의 사용이지만 작동합니다. 유사한 다이어그램이 다음 버전에 표시됩니다.

옵션 번호 9

74HC04의 회로도.

제너 다이오드의 작동 전압은 회로의 응답 전압보다 낮아야 합니다. 예를 들어 2.0 - 2.7V의 제너 다이오드를 사용할 수 있습니다. 응답 임계값의 미세 조정은 저항 R2에 의해 설정됩니다.

회로는 배터리에서 약 2mA를 소모하므로 전원 스위치를 켠 후에도 회로를 켜야합니다.

옵션 번호 10

이것은 방전 표시기가 아니라 전체 LED 전압계입니다! 10개 LED의 선형 눈금은 배터리 상태를 명확하게 보여줍니다. 모든 기능은 단 하나의 단일 LM3914 칩에 구현됩니다.

분배기 R3-R4-R5는 하한(DIV_LO) 및 상한(DIV_HI) 임계값 전압을 설정합니다. 다이어그램에 표시된 값을 사용하면 상단 LED의 빛은 4.2V의 전압에 해당하고 전압이 3V 아래로 떨어지면 마지막 (하단) LED가 꺼집니다.

마이크로 회로의 9번 핀을 접지에 연결하면 포인트 모드로 전환할 수 있습니다. 이 모드에서는 공급 전압에 해당하는 LED 하나만 항상 켜집니다. 그림과 같이 놔두면 LED 전체가 점등되는데, 이는 경제적인 측면에서 비합리적입니다.

LED로서 빨간색 LED만 사용하면 됩니다., 왜냐하면 작동 중 직접 전압이 가장 낮습니다. 예를 들어 파란색 LED를 사용하는 경우 배터리가 3V까지 떨어지면 전혀 켜지지 않을 가능성이 높습니다.

칩 자체는 약 2.5mA를 소비하고 각 LED에 대해 5mA를 추가로 소비합니다.

회로의 단점은 각 LED의 점화 임계값을 개별적으로 조정할 수 없다는 것입니다. 초기값과 최종값만 설정할 수 있으며, 칩에 내장된 구분선은 이 간격을 동일한 9개의 세그먼트로 나눕니다. 그러나 아시다시피 방전이 끝날 무렵 배터리 전압이 매우 빠르게 떨어지기 시작합니다. 10% 방전된 배터리와 20% 방전된 배터리의 차이는 10분의 1볼트일 수 있지만, 90%와 100%만 방전된 동일한 배터리를 비교하면 1볼트의 차이를 볼 수 있습니다!

아래에 표시된 일반적인 리튬 이온 배터리 방전 그래프는 이러한 상황을 명확하게 보여줍니다.

따라서 배터리 방전 정도를 표시하기 위해 선형 눈금을 사용하는 것은 그리 실용적이지 않습니다. 특정 LED가 켜지는 정확한 전압 값을 설정할 수 있는 회로가 필요합니다.

LED가 켜지는 시점에 대한 완전한 제어는 아래 제시된 회로에 의해 제공됩니다.

옵션 번호 11

이 회로는 4자리 배터리/배터리 전압 표시기입니다. LM339 칩에 포함된 4개의 연산 증폭기에 구현되었습니다.

회로는 최대 2V의 전압까지 작동하며 1밀리암페어 미만을 소비합니다(LED는 제외).

물론, 사용된 배터리 용량과 남은 배터리 용량의 실제 값을 반영하기 위해서는 회로 구성 시 사용된 배터리의 방전 곡선(부하 전류 고려)을 고려해야 한다. 이를 통해 예를 들어 잔여 용량의 5%-25%-50%-100%에 해당하는 정확한 전압 값을 설정할 수 있습니다.

옵션 번호 12

물론, 기준 전압 소스와 ADC 입력이 내장된 마이크로컨트롤러를 사용하면 범위가 가장 넓어집니다. 여기서 기능은 귀하의 상상력과 프로그래밍 능력에 의해서만 제한됩니다.

예를 들어 우리는 가장 간단한 계획 ATMega328 컨트롤러에서.

여기서는 보드 크기를 줄이려면 SOP8 패키지에 다리가 8개인 ATTiny13을 사용하는 것이 좋습니다. 그러면 정말 멋질 것입니다. 하지만 이것이 당신의 숙제가 되도록 하세요.

LED는 삼색입니다( LED 스트립), 빨간색과 녹색만 포함됩니다.

완성된 프로그램(스케치)은 이 링크에서 다운로드할 수 있습니다.

프로그램은 다음과 같이 작동합니다. 10초마다 공급 전압이 폴링됩니다. MK는 측정 결과에 따라 빨간색과 녹색을 혼합하여 다양한 빛의 색조를 얻을 수 있는 PWM을 사용하여 LED를 제어합니다.

새로 충전된 배터리는 약 4.1V를 생성하며 녹색 표시등이 켜집니다. 충전 중에는 배터리에 4.2V의 전압이 흐르고 녹색 LED가 깜박입니다. 전압이 3.5V 미만으로 떨어지면 빨간색 LED가 깜박이기 시작합니다. 이는 배터리가 거의 방전되었으며 충전할 시간이라는 신호입니다. 나머지 전압 범위에서는 표시기 색상이 녹색에서 빨간색으로 변경됩니다(전압에 따라 다름).

옵션 번호 13

글쎄, 우선 표준 보호 보드 (또는라고도 함)를 재작업하여 배터리 방전 표시기로 바꾸는 옵션을 제안합니다.

이 보드(PCB 모듈)는 오래된 배터리에서 추출됩니다. 휴대폰거의 산업 규모로요. 길거리에 버려진 휴대폰 배터리를 주워 내장을 제거하면 보드가 손에 들어옵니다. 다른 모든 것을 의도한 대로 폐기하십시오.

주목!!! 허용할 수 없을 정도로 낮은 전압(2.5V 이하)에서 과방전 보호 기능을 포함하는 보드가 있습니다. 따라서 보유하고 있는 모든 보드 중에서 다음과 같은 경우에 트리거되는 복사본만 선택해야 합니다. 정확한 전압(3.0-3.2V).

대부분의 경우 PCB 보드는 다음과 같습니다.

마이크로어셈블리 8205는 하나의 하우징에 조립된 2개의 밀리옴 필드 장치입니다.

회로(빨간색으로 표시)를 약간 변경하면 꺼질 때 전류를 거의 소비하지 않는 우수한 리튬 이온 배터리 방전 표시기를 얻을 수 있습니다.

트랜지스터 VT1.2가 꺼지는 역할을 담당하기 때문에 충전기재충전할 때 배터리 뱅크에서 꺼내면 우리 회로에서는 불필요합니다. 따라서 우리는 드레인 회로를 차단하여 이 트랜지스터의 작동을 완전히 제거했습니다.

저항 R3은 LED를 통한 전류를 제한합니다. LED의 빛이 이미 눈에 띄도록 저항을 선택해야하지만 소비되는 전류는 아직 너무 높지 않습니다.

그런데 보호 모듈의 모든 기능을 저장하고 LED를 제어하는 ​​별도의 트랜지스터를 사용하여 표시할 수 있습니다. 즉, 방전 순간 배터리가 꺼지는 것과 동시에 표시등이 켜집니다.

2N3906 대신에 저전력 제품이면 충분합니다. pnp 트랜지스터. 단순히 LED를 직접 납땜하면 작동하지 않습니다. 왜냐하면... 스위치를 제어하는 ​​미세회로의 출력 전류가 너무 작아서 증폭이 필요합니다.

방전 표시 회로 자체가 배터리 전력을 소비한다는 사실을 고려하십시오! 허용할 수 없는 방전을 방지하려면 전원 스위치 뒤에 표시 회로를 연결하거나 보호 회로를 사용하십시오.

추측하기는 어렵지 않을 것입니다. 회로를 충전 표시기로 반대로 사용할 수도 있습니다.

리튬 이온은 과방전에 매우 변덕스럽기 때문에 배터리가 소모되지 않기 위해 집에서 직접 만들기로 결정했습니다. 배터리 부족 표시드라이버용. 앞서 설명했습니다. 배터리 케이스의 LED는 전압이 지정된 수준 아래로 떨어지면 불이 들어오고 계속 켜져 있어야 합니다.

배터리 부족 표시기가 필요한 이유는 무엇입니까?

예를 들어 보호판 없이 리튬 이온 배터리를 사용하고 있습니다. 실수로 과부하가 발생하지 않도록 일반 30A 퓨즈를 설치할 수 있습니다. 자동차 퓨즈를 사용하거나 단면적이 0.5mm2인 구리선으로 직접 만든 퓨즈를 만듭니다.

배터리가 필요한 한도 이상으로 과방전되는 것을 방지하기 위해 아래 방전 표시기를 사용합니다. 배터리가 방전되면 LED가 켜집니다. 확립된 수준. 충전 중에 밸런싱이 수행됩니다. 이를 위해 커넥터를 본체에 가져 왔습니다.

중간 방전(예: 50% 또는 75%)에 대한 회로를 구성할 수도 있습니다. 해당 유형은 곧 소진됩니다. 또는 서로 다른 전압에 맞게 구성된 여러 회로를 사용할 수도 있습니다. 예를 들어 3개입니다. 하나는 75%, 두 번째는 50%, 세 번째는 25%로 켜집니다.

수제 지표의 계획.

따라서 인터넷에서 찾은 다이어그램으로 이동합니다. 회로는 즉시 조립, 테스트 및 작동되었습니다.

회로는 다음을 사용합니다. TL431.

아주 편리한 일이라고 말씀드리겠습니다. 이를 통해 많은 계획이 크게 단순화되었습니다. 저처럼 한번에 한팩씩 구매하실 수 있어요.

이를 기반으로 배터리 밸런서를 만들 수도 있지만 나중에 더 자세히 설명하겠습니다.

나는 그것을 가져갔다. 우리가 한 조각을 가지고 있는 것처럼 그들도 한 팩을 가지고 있습니다.

BC547 트랜지스터는 매우 일반적이며 비용은 1페니이며 모든 무선 부품 상점에서 구입할 수 있습니다. 할 수 있다 중국산도 사세요, 하지만 이미 매우 저렴합니다. 당신도 팩을 가져 가면.

한때 나는 이미 다양한 등급의 저항기를 구입했습니다. 여기 매우 저렴한 저항 세트가 있습니다. , 오랫동안 당신을 기쁘게 할 것입니다.

R1*(나의 경우)=4.6K; R2=1K; R3=11K(트랜지스터 BC547과 일치); R4=1.5K(회로의 공급 전압에 따라 LED용으로 선택)

우리는 저전력 3mm LED를 사용합니다. , SMD를 케이스에 장착하는 것은 편리하지 않습니다.

회로의 필요한 작동 전압에 대한 저항 R1의 계산은 다음 공식에 따라 수행됩니다. R1=R2*(Vo/2.5V - 1).

나는 표시등이 14V, 즉 셀당 3.5V로 켜질 것으로 예상했습니다(제 배터리는 공칭 값이 3.7V인 4개의 배터리로 구성되어 있습니다). 완전히 충전된 상태에서는 16.8V(병당 4.2V)입니다. R2를 1K로 가정하겠습니다. (설정 시 저전압, 예를 들어 3.6V의 경우 R2 10K를 사용해야 합니다.

그래서 우리는 계산 14V에서. R2=1KOhm=1000옴. R1=1000*(14V/2.5V-1)=1000*(5.6-1)=1000*4.6=4600옴 = 4.6KOhm ( 14.4V 드라이버용 (각 3.7V 뱅크 4개, 리튬으로 변환).

12V용 (3.7V 뱅크 3개) 드라이버 10.5V에서 R2=1K R1=1000*(10.5/2.5-1)= 3.2KOhm.

18V용 (3.7V 캔 5개) 드라이버 , 리튬으로 변환: 트리거링 17.5V에서 R2=1K R1=1000*(17.5/2.5-1)= 6KOhm.

계산하기에는 너무 게으른 사람들을 위한 R2=1KOhm에서의 R1 값 목록:

• 5V – 1K
• 7.2V – 1.88K
• 9V – 2.6K
• 10.5V - 3.2K
• 12V – 3.8K
• 14V - 4.6K
• 15V - 5K
• 17.5V - 6K
• 18V – 6.2K
• 20V – 7k
• 24V – 8.6k

준비 드라이버 배터리 부족 표시기.

명확하고 안정적으로 작동합니다. 설정이 필요하지 않습니다.

조립을 위해 중국에서 무료 배송으로 구입했습니다.
30개 값의 저항 세트, 각각 10개 . 베고 300개