Tính năng chính của chỉ báo pin yếu lambda-diode này cho pin Ni-Cd là bản thân mạch tiêu thụ dòng điện gần như bằng không, cho đến khi đạt đến mức ngưỡng thấp đã đặt và đèn LED chỉ báo sáng.

Tính năng này làm cho mạch rất phù hợp với nhiều hệ thống hoạt động bằng pin điện áp thấp, như radio, đồng hồ, hẹn giờ, báo thức, điều khiển từ xa, v.v.

Nguyên nhân chính dẫn đến hư hỏng tế bào sớm trong pin niken-cadmium là do hiện tượng đoản mạch bên trong của chúng xảy ra do pin bị xả quá sâu trong khi hoạt động.

Do đó, bất kỳ thiết bị điện tử nào sử dụng tế bào Ni-Cd phải bao gồm chỉ báo pin yếu có thể kích hoạt và cảnh báo người dùng sạc lại nó, trước khi đạt đến điện áp 'tới hạn' của pin.

Mặc dù bạn sẽ tìm thấy nhiều loại sạc màn hình có thể được tích hợp bên trong các sản phẩm chạy bằng pin của bạn, màn hình lambda-diode được giải thích trong bài viết này có lẽ là một tùy chọn phức tạp hơn bất kỳ màn hình pin nào khác hiện có.

Tốt hơn các hệ thống chỉ báo pin yếu khác

Phần lớn chỉ báo pin yếu làm việc với BJT để bật tắt dòng ổ đĩa LED hoặc để hiển thị đồng hồ. Điểm bất lợi trong các thiết kế như vậy là mạch liên tục tiêu hao pin, ngay cả khi đèn LED ở trạng thái tắt.

Trong các mạch công suất thấp, loại tháo pin có thể ảnh hưởng và làm giảm đáng kể thời gian sao lưu của pin.

Biện pháp tốt nhất để giải quyết vấn đề này là sử dụng một mạch tiêu thụ hoàn toàn không dòng điện từ pin , miễn là điện áp cung cấp cao hơn điện thế tới hạn của pin.

Đây chính xác là những gì mà màn hình pin yếu dựa trên lambda-diode thực hiện.

Nó cũng có ngưỡng kích hoạt có thể điều chỉnh trên dải điện áp từ 8 đến 20 V và nó có thể được chế tạo khá rẻ.

Đặc tính sạc / xả Ni-Cd

Các điện áp đầu cuối của tất cả các pin khác nhau tùy thuộc vào trạng thái sạc của chúng. Đặc tính của mối quan hệ này có thể khác nhau đối với các loại pin khác nhau.

“cách sử dụng MOSFET làm công tắc ”

Ví dụ với Ắc quy axit chì , chúng tôi thực tế nhận thấy điện áp đầu ra của chúng giảm rất tuyến tính khi các tế bào được phóng điện. Hành vi này cũng tương tự đối với các tế bào khô.

Tuy nhiên, đối với pin Ni-Cd, điện áp giảm trong khi phóng điện không phải là rất tuyến tính. Một tế bào Ni-Cd được sạc hoàn toàn có thể có điện áp đầu ra xấp xỉ 1,25 vôn.

Mức này được duy trì khá liên tục cho đến khi nó được xả hoàn toàn. Tại thời điểm này, điện áp tế bào giảm nhanh chóng xuống khoảng 1,0 đến 1,1 vôn, hoặc 1,05 V.

Một chính xác mạch giám sát điện áp được điều chỉnh để kích hoạt ở mức điện áp 'quan trọng' này có thể cực kỳ hữu ích trong việc xác định mức sạc của pin Ni-Cd.

Một tám ô Bộ pin Ni-Cd , ví dụ, có thể có điện thế đầu ra được sạc đầy là 10,0 volt. Khi gần như xả hết, pin có thể có đầu ra 8,4 vôn.

Cách hoạt động của chỉ báo pin yếu Lambda-Diode

Mạch giám sát pin yếu đi-ốt lambda-diode như trong hình sau được điều chỉnh để kích hoạt ở 8,4 vôn, cho phép chúng tôi đạt được hệ thống giám sát trạng thái sạc (SoC) hiệu quả cho pin Ni-Cd.

Các diode lambda biểu diễn bên trong hộp gạch ngang được xây dựng bằng cách sử dụng một cặp FET kênh n và kênh p.

Hãy nhớ rằng không có diode 'lambda' làm sẵn trên thị trường.

Thực tế, một diode lambda được chế tạo bằng cách kết nối hai FET công suất thấp và được vận hành chỉ bằng hai thiết bị đầu cuối, được đánh dấu 'cực dương' (A) và 'cực âm' (K).

Khi xu hướng trên diode lambda này ở chế độ cắt, bóng bán dẫn Q3 cũng được tắt, do đó giữ cho LED1 tắt.

Khi điện áp của pin bắt đầu giảm, nó đạt đến điểm mà diode lambda đột nhiên bị phân cực và dẫn điện.

Tình huống này ngay lập tức làm lệch Q3 thành dẫn điện BẬT đèn LED cảnh báo người dùng về tình trạng pin yếu . (Đặc tính làm việc của diode lambda có thể được chứng kiến bên dưới).

Mức điện thế làm lệch diode lambda thành dẫn điện hoàn toàn có thể điều chỉnh được thông qua chiết áp R1.

Điện trở R2 được nối dây giống như một bộ hạn chế dòng điện để bảo vệ LED1. Giá trị của cái này điện trở hạn chế hiện tại có thể được tính bằng cách sử dụng Định luật Ohm (R2 = E / I, trong đó R2 tính bằng ohms, E đại diện cho ngưỡng tiềm năng của pin Ni-Cd nơi LED1 chỉ sáng và tôi nên được thay thế bằng giá trị dòng điện an toàn tối đa cho đèn LED.

Các chi tiết xây dựng

Màn hình sạc pin lambda-diode được giải thích ở trên khá nhỏ gọn để có thể lắp vào thiết bị nơi sử dụng bộ pin Ni-Cd làm nguồn điện.

“khi nào sử dụng pnp vs npn ”

Ngoài ra, nó có thể được cấu tạo và áp dụng bên ngoài như một thiết bị chỉ báo pin yếu và được bọc trong một hộp nhỏ. Trong cả hai trường hợp, PCB có thể được sử dụng như hình dưới đây.

Loại JFET để xây dựng diode lambda thực sự không quan trọng. Gần như tất cả các cấu hình liên quan đến FET kênh n và kênh p sẽ hoạt động tốt, cùng với những cấu hình được chỉ định trong danh sách bộ phận.

Nếu được yêu cầu, bạn có thể xem xét việc thay thế đèn LED1 bằng một rơ le công suất thấp để có thể ngắt bộ pin Ni-Cad khỏi tải ngay khi mức điện áp giảm xuống dưới ngưỡng thấp tới hạn. Sự sắp xếp cụ thể này sẽ tự động bảo vệ pin khỏi việc đảo cực trong khi nó đang được xả.