향상된 배터리 방전 제한기. 계획, 설명

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향상된 배터리 방전 제한기. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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방전 제한기는 전압이 미리 설정된 임계값 아래로 떨어지면 배터리에서 부하를 분리합니다. 유사한 목적을 위한 장치에 대한 설명은 [1]에 게시되어 있습니다. 그러나 임계 히스테리시스가 없습니다. 결과적으로 부하 상태의 배터리 전압이 임계값보다 낮고 부하가 없는 경우 장치는 부하가 없는 배터리의 전압이 임계값 미만이 될 때까지 주기적으로 부하를 분리하고 연결합니다. 제안된 장치는 설계가 응답 임계값의 히스테리시스를 제공하기 때문에 이러한 단점이 없습니다.

고급 배터리 방전 제한기
그림. 1

방전 제한기 회로는 그림 1에 나와 있습니다. 1. DA1 병렬 전압 조정기 칩과 고전류 p 채널 스위칭 전계 효과 트랜지스터 VT1의 두 가지 주요 요소로 구성됩니다. DA2 마이크로 회로는 배터리 전압을 제어하는 비교기 [1]로 사용되며 VTXNUMX 트랜지스터는 부하 전원 공급 회로를 차단하는 전자 스위치로 사용됩니다.

장치는 다음과 같이 작동합니다. 1mA 이하의 전류가 DA0,5 칩을 통해 흐릅니다. 마이크로 회로의 켜기 임계 값 (약 2,5V)보다 작은 한 제어 입력의 전압과 무관합니다. 제어 입력의 전압이 마이크로 회로의 켜기 임계값을 초과하면 이를 통과하는 전류가 크게 증가합니다.

장치의 작동 임계 값은 트리밍 저항 R1에 의해 설정됩니다. 제어 전압은 R3C2 저역 통과 필터를 통해 미세 회로의 제어 입력에 공급되어 장치가 순간적인 변화가 아닌 공급 전압의 평균값에 응답합니다. 커패시터 C2의 커패시턴스가 클수록 이 전압의 리플에 덜 민감합니다.

배터리 전압이 설정된 임계 값을 초과하면 몇 밀리 암페어의 전류가 마이크로 회로를 통해 흐르고 저항 R2의 전압 강하는 트랜지스터 VT1을 열린 상태로 유지하기에 충분하므로 부하가 배터리에 연결됩니다. 트랜지스터 VT1의 개방 채널 저항이 XNUMX/XNUMX 옴이라는 사실 때문에 수 암페어의 전류에서도 전압 손실이 적습니다.

배터리 전압이 설정된 임계 값보다 낮아지면 미세 회로를 통과하는 전류가 떨어지고 저항 R2 양단의 전압이 부족하여 트랜지스터 VT1을 열 수 없으므로 부하 공급 회로가 닫히고 차단됩니다. 방전된 배터리가 연결되면 트랜지스터 VT1은 일반적으로 닫힌 상태를 유지합니다.

보다 명확하게 전환하기 위해 저항 R4를 통해 장치에 양의 피드백이 도입됩니다. 이로 인해 장치에는 히스테리시스가 있습니다: 연결보다 낮은 공급 전압에서 부하가 분리됩니다 히스테리시스 값은 저항 R4를 선택하여 조정할 수 있습니다. 다이어그램에 표시된 정격의 경우 히스테리시스는 공급 전압 0,4V에서 9V, 공급 전압 0,6V에서 12V입니다. 공급 전압이 응답 임계값 미만이고 증가하면 제어 입력의 전압 마이크로 회로도 증가합니다. 그러나 부하의 전원이 차단되기 때문에 제어 입력의 전압은 분배기 R1R3를 통해 저항 R4 엔진에서 나옵니다. 따라서 부하는 미세 회로의 켜기 임계 값보다 수백 밀리 볼트 더 큰 저항 R1 엔진의 전압에 연결됩니다.

미세 회로를 통과하는 전류가 증가하기 시작하면 트랜지스터 VT1이 열리고 전압이 출력에 나타납니다. 저항 R4를 통해 미세 회로의 제어 입력에 들어가고 전압이 증가하여 전류가 훨씬 더 증가하고 궁극적으로 트랜지스터 VT1이 완전히 열립니다. 공급 전압이 감소하면 역 과정이 발생합니다.

전계 효과 트랜지스터 VT1은 2,5 ... 3 V의 게이트 소스 전압에서 열리기 시작하므로 장치는 5 ... 7 V ~ 20 V의 공급 전압 범위에서 작동할 수 있습니다. TL431 칩을 사용할 수 있습니다. , 다이어그램의 핀 번호는 괄호 안에 표시되어 있으며, [3]에 주어진 목록의 p-카나페가 있는 스위칭 트랜지스터, 트리머 저항 SPZ-19, 상수 - MLT, C2-33, 산화물 커패시터 - K50-35, 비극성 - K10-17.

고급 배터리 방전 제한기
그림. 2

표면 실장을 위해 소형 부품을 사용하는 경우 장치의 치수를 작게 만들 수 있습니다. 그림의 예를 들어. 그림 2는 SO-431 패키지의 TL8CD 칩과 SOT-6402 패키지의 IRLML23P 트랜지스터를 사용하는 PCB의 스케치를 보여줍니다. 이 트랜지스터는 온 상태 채널 저항이 0,06옴이고 온 상태 누설 전류가 낮습니다(수 마이크로암페어). 최대 2...3A의 전류 스위칭을 제공합니다. 트리머 저항기 R1 - POZ3AN. 산화물 커패시터 - 수입 탄탈륨 크기 D. 저항기 - P1-12.

조정은 실제 부하와 배터리로 수행됩니다. 처음 켜기 전에 튜닝 저항 R1의 엔진은 다이어그램에 따라 더 낮은 위치로 설정됩니다. 저항 R2는 DA1 칩이 꺼져 있으면 트랜지스터 VT1이 닫히고 켜져 있으면 열리도록 선택됩니다. 임계 값은 튜닝 저항 R1의 엔진에 의해 설정되고 히스테리시스는 저항 R4의 선택에 의해 설정됩니다. 이러한 조정은 서로 연관되어 있으므로 필요한 매개변수를 얻기 위해 하나씩 반복해야 할 수도 있습니다. 히스테리시스 값은 배터리 전압이 떨어지면 다시 연결하지 않고 부하를 차단하도록 설정됩니다.

문학

Nechaev I. 배터리 방전 리미터. - 라디오, 2004, No. 6, p. 38.
Nechaev I. KR142EN19A 마이크로 회로의 비정상적인 적용. - 라디오, 2003, No. 5, p. 53, 54.
International Rectifier의 강력한 전계 효과 스위칭 트랜지스터. - 라디오, 2001, No. 5, p. 45.

저자: I. Nechaev

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