Индикатор понижения напряжения аккумулятора. Автомобильный? Не только…

March 29, 2012 by admin Комментировать »

Нам не дано предугадать… — эта строчка из стихов как нельзя лучше подходит к ситуации, когда заканчивается запасенная энергия аккумулятора и он «садится».

Если это автомобиль, то он уже не заведется, и надо прибегать к посторонней помощи. А если это электронное устройство, то воспользоваться его услугами можно будет только после нового пополнения энергии аккумулятора или замены его на заря- женнный.

Было бы неплохо, если бы был «сторож», который предупреждал о снижении запаса энергии в аккумуляторе. Такое электронное устройство вполне может быть собрано на микросхеме КР1156ЕУ5.

Для определения степени разряженности аккумулятора воспользуемся величиной напряжения на нем. Ведь не секрет, что по мере разряда аккумулятора напряжение на нем уменьшается.

Следовательно, «сторож» должен следить за величиной напряжения на аккумуляторе и при уменьшении его ниже допустимого предела выдавать предупредительный сигнал.

Дополнительная польза от применения такого электронного прибора заключается в том, что продлевается срок службы аккумулятора. Действительно, при глубоком разряде, когда напряжение аккумулятора значительно меньше допустимого, срок его службы снижается от деструктивных процессов.

Как стало понятно, электронное устройство должно непрерывно следить за напряжением аккумулятора и при уменьшении его величины ниже определенного порога включать сигнал, предупреждающий об этом событии.

Изучив микросхему типа КР1156ЕУ5 (см. гл. 1), становится ясно, что она может справиться с требуемыми функциями.

В составе микросхемы КР1156ЕУ5 имеется компаратор, который может сравнивать выходное напряжение аккумулятора со стабильным напряжением внутреннего источника опорного напряжения. В зависимости от соотношения этих напряжений происходит управление работой других узлов микросхемы.

Рассмотрим взаимодействие элементов схемы индикатора понижения напряжения, которая показана на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Схема электрическая индикатора понижения напряжения со световой сигнализацией

Микросхема включена с времязадающим конденсатором С2. Питание ее осуществляется вполне обычно (на выводы 6 и 7). Выходные транзисторы представляют собой схему Дарлингтона (коллекторы соединены), а эмиттер соединен с общим проводом. Нагрузкой этого каскада является резистор R1. Предупредительный световой сигнал вырабатывается каскадом на транзисторе VT1 (с общим эмиттером), нагруженном на светодиод HL1. Его рабочий ток устанавливается с помощью резистора R6.

В том случае, когда напряжение источника питания (аккумулятора) соответствует норме (т. е. имеет приемлемое значение), потенциал входа IN компаратора (вывод 5) превышает значение опорного источника и переводит выходные транзисторы в проводящее состояние! Таким образом, они открыты и происходит шунтирование Б—Э перехода транзистора VT1. Следовательно, он закрыт и светодиод погашен. Сигнала нет, значит, все нормально.

В процессе работы аккумулятор питает нагрузку, и напряжение на нем уменьшается. При снижении потенциала на входе компаратора до величины опорного происходит его переключение и начинает работать внутренний генератор. Он управляет выходными транзисторами, которые поочередно переходят из открытого состояния в закрытое. При этом периодически открывается транзистор VT1 и включается светодиод HL1 — он начинает мигать, сигнализируя об уменьшении напряжения на аккумуляторе ниже определенного уровня.

Как и любое электронное устройство, этот индикатор имеет вполне определенную надежность и его требуется время от времени проверять. С этой целью в схеме предусмотрен контрольный резистор R2 и кнопка SB1. При нажатии на кнопку изменяется коэффициент деления делителя выходного напряжения R3R4R5, потенциал входа компаратора уменьшается (что эквивалентно «севшему» аккумулятору) и происходит включение индикатора (светодиод начинает мигать). Так производится периодическая проверка работоспособности индикатора.

Для сборки такого простого индикатора понижения напряжения требуется совсем немного деталей. Их перечень приведен в табл. 3.1.

Устройство монтируется на печатной плате, эскиз которой приведен на рис. 3.2, а расположение элементов на ней показано на рис. 3.3.

При сборке платы индикатора необходимо обратить внимание на правильность установки полярных элементов: конденсаторов и светодиода. После монтажа элементов и визуального контроля на отсутствие ошибок можно подать на плату напряжение питания.

Поз. обозн.

Тип

Допустимая замена

Конденсаторы

С1

К50-35 10 мкФ 63 В

С2

К50-35 100 мкФ 16 В

10—47 мкФ

Микросхема

DA1

КР1156ЕУ5

Резисторы С2-33 0,25 Вт 10 %

С1-4, имп., 5 %

R1

20 кОм

R2

10 кОм

R3

100 кОм

R5

10 кОм

R6

1 кОм

510—910 0м

Резистор СПЗ-386 0,125 Вт

R4

4,7 кОм

См. текст

Транзистор

VT1

КТ3102БМ-ЕМ

КТ315Р

Индикатор

HL1

АЛ307К

АЛ336А

Подключив собранную плату к источнику питания, надо проверить ее функционирование. Для этого замыкают (можно

Рис. 3.7. Схема электрическая индикатора понижения напряжения со световой и звуковой индикацией

электронный ключ на транзисторе VT2, нагрузкой которого является звуковой генератор. Он выполнен на пьезоизлучателе BF1, транзисторе VT3, резисторах R9 и R10.

Перечень элементов для схемы индикатора понижения напряжения со световой и звуковой индикацией приведен в табл. 3.3.

Таблица 3.3. Перечень элементов для схемы индикатора понижения напряжения со световой и звуковой индикацией

Поз. обозн.

Тип

Допустимая замена

BF1

Пьезо излучатель от им п. телефона

ЗП-11

Конденсаторы

С1

К50-35100 мкФ 16 В

10—47 мкФ

С2

К50-3510 мкФ 63 В

Микросхема

DA1

КР1156ЕУ5

Поз. обозн.

Тип

Допустимая замена

 

Резисторы С2-33 0,25 Вт 10 %

С1-4, имп., 5 %

 

R1

30 кОм

 

R2, R8, R10

2 кОм

 

! R4

3 кОм

 

R5

100 кОм

 

R6

10 кОм

 

R7

150 Ом

 

R9

200 кОм

 

R11

510 0м

 

Резистор СПЗ-386 0,125 Вт

 

R3

4,7 кОм

См. текст

 

‘ Транзисторы

 

VT1.VT3

КТ3102БМ-ЕМ

КТ315Р

 

VT2

КТ3107Б, Г, Д, Ж—Л

КТ361Б, Е, Ж, И !

 

Индикатор

 

HL1

КИПД18

АЛ307 (2 шт.)

 

За счет применения трехэлектродного пьезоизлучателя (от импортного телефона) происходит самовозбуждение генератора на звуковой частоте. При этом автоматически устанавливается резонансная частота, что приводит к повышению громкости звука. Поэтому при срабатывании такого индикатора вырабатывается не только визуальный сигнал (мигающий светодиод), но и звуковой (напоминающий звук «бип-бип»).

После приобретения детали желательно проверить и только затем устанавливать на плату. Эскиз печатной платы приведен на рис. 3.8, а расположение элементов показано на рис. 3.9.

После сборки и проверки устройства на функционирование производится установка порога срабатывания с помощью подбора резистора R4 (с помощью подстройки резистором R3) как было описано выше. При отсутствии самовозбуждения звукового

Рис. 3.8. Эскиз платы индикатора понижения напряжения

Рис. 3.9. Расположение элементов на плате индикатора

генератора может потребоваться подбор резистора R9, а также резистора R7 для четкого срабатывания ключа.

Описанные выше устройства можно применить не только для контроля напряжения автомобильного аккумулятора, но и батарей из гальванических элементов, а также аккумуляторных батарей радиоэлектронной аппаратуры. Оснащение сетевых источников питания такими устройствами позволит избежать длительных перегрузок, режимов КЗ (короткого замыкания) и предотвратить их выход из строя при экспериментальных и наладочных работах.

В этих случаях требуется установка порога срабатывания в соответствии с режимом работы источника питания.

Источник: 33 схемы на микросхеме КР1156ЕУ5, © «АЛЬТЕКС», 2005 © И. Л. Кольцов, 2005

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты