2 cella NiMH akkumulátor védelmi áramkör (ek): 8 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Ha idejött, valószínűleg tudja, miért. Ha csak egy gyors megoldást szeretne látni, akkor ugorjon előre a 4. lépéshez, amely részletezi azt az áramkört, amelyet végül magam használtam. De ha nem biztos benne, hogy valóban ezt a megoldást akarja -e, vagy valami mást, kíváncsi a háttérre, vagy csak szívesen látogat néhány érdekes helyet a próba- és tévedésem során, itt a bonyolult verzió:

A probléma

Van egy elektronikai projektje, amelyet újratölthető elemekkel szeretne táplálni. A LiPo az akkutechnológia, de a lítium akkumulátorok még mindig hoznak néhány rossz szokást, például azt, hogy nincs szupermarketre kész szabványos formatervezési tényezőjük, speciális töltőket igényelnek (egyet minden alaktényezőre), és úgy viselkednek, mint az igazi dráma királynők, ha rosszul bánnak velük (tűz, és dolog). Ezzel szemben a NiMH újratölthető akkumulátorok szabványos formában kaphatók, AA -tól AAA -ig, bármihez, azaz ugyanazokat az elemeket használhatja digitális fényképezőgépéhez, zseblámpájához, játék -RC autójához és barkács elektronikájához. Valójában mindenesetre valószínűleg van egy csomó közülük. Sokkal kevésbé híresek arról, hogy bajt okoznak, kivéve, hogy egy dolog, amit nagyon nem szeretnek, az az, hogy "mélyen lemerülnek".

Ez a probléma sokkal súlyosabbá válik, ha a "step up buck converter" -t használja a bemeneti feszültség növelésére - mondjuk 5 V -ra az arduino tápellátásához. Míg az RC autó egyre lassabban mozog az elemek lemerülése közben, a bak konverter keményen megpróbálja tartani a kimeneti feszültséget állandóan, még akkor is, ha a bemeneti feszültség csökken, és így kiszívhatja az utolsó néhány elektronot az akkumulátorból, a baj látható jelei nélkül.

Tehát mikor kell abbahagyni a kisütést?

A teljesen feltöltött NiMH cella tipikus feszültsége körülbelül 1,3 V (legfeljebb 1,4 V). Működési ciklusának nagy részében körülbelül 1,2 V -ot (névleges feszültségét) szolgáltat, lassan csökken. A kimerülés közelében a feszültségcsökkenés meglehetősen meredek lesz. Az általánosan elterjedt ajánlás az, hogy hagyja abba a kisütést valahol 0,8 V és 1 V között, ekkor a töltés nagy része már elfogyott (sok tényező befolyásolja a pontos számokat - nem részletezem).

Ha azonban valóban meg akarja feszegetni a korlátokat, akkor óvatosnak kell lennie, ha 0V alá meríti az akkumulátort, és ekkor komoly károkat szenved (Figyelmeztetés: Ne feledje, itt a NiMH cellákról beszélek; LiPos permanens esetén a kár sokkal hamarabb kezdődik!). Hogyan történhet ez egyáltalán? Nos, ha több NiMH cellája van egymás után, akkor az egyik elem még mindig a névleges feszültség közelében van, míg a másik már teljesen lemerült. Most a jó cella feszültsége továbbra is áramot nyom az áramkörön - és az üres cellán keresztül, 0V alá csökkentve. Ebbe a helyzetbe könnyebb belemenni, mint első pillantásra tűnhet: Ne feledje, hogy a feszültségcsökkenés sokkal meredekebb lesz a kisülési ciklus vége felé. Így még néhány viszonylag kicsi kezdeti különbség a cellák között is nagyon eltérő maradó feszültséghez vezethet a kisülés után. Most ez a probléma egyre hangsúlyosabb lesz, minél több cellát tesz sorba. Az itt tárgyalt két cella esetében még mindig viszonylag biztonságban tudnánk kisülni az 1,3 V körüli teljes feszültségre, ami az egyik akkumulátornak 0 V -nál, a másik pedig 1,3 V -nál felelne meg, a legrosszabb esetben. Ennek a mélypontnak azonban nincs sok értelme (és mint látni fogjuk, ezt még nehéz is lenne elérni). Felső határként azonban a 2 V feletti megállás pazarlásnak tűnik (bár az AFAIU, ellentétben a NiCd akkumulátorokkal, a gyakori részleges lemerülés nem jelent problémát a NiMH akkumulátorok számára). Az általam bemutatott áramkörök többsége valamivel alatta, 1,8 V körül lesz, mint határérték.

Miért nem használ egyszerűen önálló megoldást?

Mert úgy tűnik, ez nem létezik! A megoldások bőségesek a magasabb sejtszámhoz. Három NiMH cellánál el lehetett kezdeni a szabványos LiPo védelmi áramkör használatát, és ezen felül a lehetőségek csak szélesednek. De alacsony feszültség-lekapcsolás 2V-nál vagy az alatt? Én például nem találtam egyet.

Amit bemutatni fogok

Most ne féljen, nem egy, hanem négy viszonylag könnyű áramkört mutatok be Önnek, hogy ezt elérje (ennek az utasításnak minden egyes "lépésében"), és részletesen megvitatom őket, így tudni fogja hogyan és miért kell ezeket módosítani, ha szükségesnek érzi. Nos, őszintén szólva, nem javaslom az első áramkör használatát, amelyet egyszerűen az alapötlet illusztrálására teszek. A 2 -es és 3 -as áramkörök működnek, de néhány komponenst igényelnek, mint a 4 -es áramkör, amelyet végül magam használtam. Ismét, ha eleged van az elméletből, ugorj csak a 4. lépésre.

1. lépés: Az alapötlet (ez az áramkör nem ajánlott!)

Kezdjük a fenti alapáramkörrel. Nem javaslom a használatát, és később megbeszéljük, hogy miért, de tökéletesen illusztrálja az alapötleteket, és megvitatja azokat a főbb elemeket, amelyeket a jobb áramkörökben is megtalálhat, az alábbiakban. BTW, ezt az áramkört teljes szimulációban is megtekintheti Paul Falstad és Iain Sharp nagyszerű online szimulátorában. Azon kevesek egyike, akik nem kötelesek regisztrálni munkájuk mentéséhez és megosztásához. Ne aggódjon az alul lévő hatókörök miatt, de elmagyarázom azokat, akik ennek a "lépésnek" a végén vannak.

Rendben, tehát annak érdekében, hogy megvédje az akkumulátorokat a túlzott lemerüléstől, szüksége van a) a terhelés leválasztásának módjára, és b) annak felismerésére, hogy mikor kell ezt megtenni, azaz amikor a feszültség túlságosan leesett.

Hogyan lehet be- és kikapcsolni a terhelést (T1, R1)?

Az elsőtől kezdve a legnyilvánvalóbb megoldás egy tranzisztor (T1) használata lesz. De melyik típust válasszuk? A tranzisztor fontos tulajdonságai a következők:

1. Elég tűrést kell elviselnie az alkalmazáshoz. Ha általános védelmet szeretne, valószínűleg legalább 500 mA -es támogatást szeretne nyújtani.
2. Bekapcsoláskor nagyon alacsony ellenállást kell biztosítania, hogy ne lopjon túl sok feszültséget / energiát az amúgy sem alacsony tápfeszültségből.
3. A feszültséggel kapcsolhatónak kell lennie, azaz valamivel 2V alatt.

A fenti 3. pont egy BJT ("klasszikus") tranzisztorra utal, de ehhez egy egyszerű dilemma is társul: Amikor a terhelést az emitter oldalára helyezzük, úgy, hogy az alapáram rendelkezésre áll a terheléshez, hatékonyan csökkenti a rendelkezésre álló feszültséget a "Base-Emitter feszültségcsökkenéssel". Ez általában 0,6V körül van. Megelőzően sok, ha 2V teljes ellátásról beszélünk. Ezzel szemben, amikor a terhelést a kollektor oldalra helyezi, akkor "pazarolja" az alapon keresztülmenő áramot. Ez a legtöbb használati esetben nem sok probléma, mivel az alapáram csak a kollektoráram 100. nagyságrendje lesz (a tranzisztor típusától függően). Ha azonban ismeretlen vagy változó terhelésre tervez, ez azt jelenti, hogy a várható maximális terhelés 1% -át véglegesen elpazarolja. Nem olyan nagyszerű.

Tehát ha figyelembe vesszük a MOSFET tranzisztorokat, akkor ezek a fenti 1. és 2. pontban kiválóak, de a legtöbb típus a 2 V -nál nagyobb kapufeszültséget igényel a teljes bekapcsoláshoz. Ne feledje, hogy a "küszöbfeszültség" (V-GS- (th)) valamivel 2V alatt nem elegendő. Azt szeretné, ha a tranzisztor 2V -on messze a bekapcsolt régióban lenne. Szerencsére léteznek megfelelő típusok, a legalacsonyabb kapufeszültséggel, amely jellemzően a P-csatornás MOSFET-ekben található (a PNP-tranzisztor FET-ekvivalense). Ennek ellenére a típusválasztás erősen korlátozott lesz, és sajnálom, hogy el kell mondanom, az egyetlen alkalmas típus, amit találhatok, az összes SMD csomagolás. Hogy segítsen átvészelni ezt a sokkot, nézze meg az IRLML6401 adatlapját, és mondja meg, hogy nem nyűgöznek le ezek a specifikációk! Az IRLML6401 szintén olyan típus, amely nagyon széles körben elérhető az írás idején, és nem szabad hátráltatnia 20 centnél többet darabonként (kevesebbet, ha nagy mennyiségben vagy Kínából vásárol). Tehát biztosan megengedheti magának, hogy néhányat megsüsse - bár az enyémek túléltek annak ellenére, hogy kezdő vagyok az SMD forrasztásában. 1,8 V -nál a kapunál az ellenállása 0,125 Ohm. Elég jó 500mA nagyságrendű vezetéshez, túlmelegedés nélkül (és magasabb, megfelelő hűtőbordával).

Rendben, tehát az IRLML6401 -et fogjuk használni a T1 -hez ebben és az összes következő áramkörben. Az R1 egyszerűen ott van, hogy alapértelmezés szerint felhúzza a kapu feszültségét (a leválasztott terhelésnek megfelelően; ne feledje, hogy ez egy P -csatorna FET).

Mi másra van szükségünk?

Hogyan lehet felismerni az akkumulátor alacsony feszültségét?

A többnyire meghatározott feszültségkimaradás elérése érdekében rosszul használunk egy piros LED -et 1,4 V körüli - viszonylag - éles feszültségreferenciaként. Ha rendelkezik egy megfelelő feszültségű Zener diódával, az sokkal jobb lenne, de úgy tűnik, hogy egy LED stabilabb feszültségreferenciát biztosít, mint két soros szilícium dióda. R2 és R3 arra szolgál, hogy a) korlátozza a LED -en átfolyó áramot (vegye figyelembe, hogy nem akarunk érzékelhető fényt kibocsátani), és b) csökkenti a feszültséget a T2 bázisán egy kicsit tovább. Az R2-t és az R3-at potenciométerrel helyettesítheti a kissé állítható kikapcsolási feszültség érdekében. Most, ha a T2 bázisához érkező feszültség körülbelül 0,5 V vagy magasabb (elég ahhoz, hogy leküzdje a T2 alapkibocsátó feszültségcsökkenését), a T2 vezetni kezd, a T1 kapuját alacsonyra húzza, és így összekapcsolja a terhelést. A BTW, T2 feltételezhető a kertben: bármilyen kis jelű NPN tranzisztor is ott marad a szerszámosládában, bár a nagy erősítés (hFe) előnyösebb.

Elgondolkodhat azon, hogy egyáltalán miért van szükségünk T2 -re, és ne csak a rögtönzött feszültségreferenciát kösse össze a földdel és a T1 kaputüskéjével. Nos, ennek oka nagyon fontos: a lehető leggyorsabb kapcsolást szeretnénk a be- és kikapcsolás között, mert el akarjuk kerülni, hogy a T1 hosszabb ideig "félig" állapotban legyen. Félig bekapcsolt állapotban a T1 ellenállásként fog működni, vagyis a feszültség csökkenni fog a forrás és a lefolyó között, de az áram még mindig áramlik, és ez azt jelenti, hogy a T1 felmelegszik. A felmelegedés mértéke a terhelés impedanciájától függ. Ha például 200 ohm, akkor 2 V -nál 10 mA áram folyik, míg a T1 teljesen be van kapcsolva. Most a legrosszabb állapot az, hogy a T1 ellenállása megfelel ennek a 200 Ohmnak, vagyis az 1V csökken a T1 felett, az áram 5 mA -ra csökken, és 5 mW teljesítményt kell eloszlatni. Elfogadható. De 2 ohmos terhelés esetén a T1 -nek 500 mW -ot kell eloszlatnia, és ez sok egy ilyen apró eszköz esetében. (Ez valójában az IRLML6401 specifikációin belül van, de csak megfelelő hűtőbordával, és sok sikert a tervezéshez). Ebben az összefüggésben ne feledje, hogy ha egy fokozott feszültségátalakítót csatlakoztatnak elsődleges terhelésként, akkor a csökkenő bemeneti feszültség hatására felfelé emelkedik a bemeneti áram, és így megsokszorozódnak a termikus bajaink.

Vigye haza az üzenetet: Azt akarjuk, hogy a be- és kikapcsolás közötti átmenet a lehető legélesebb legyen. A T2 erről szól: az átmenet élesebbé tétele. De elég jó a T2?

Miért nem vágja le ez az áramkör

Nézzük meg az oszcilloszkóp vonalait, amelyek az 1. kör szimulációjának alján láthatók. Lehet, hogy megjegyezte, hogy az elemek helyére egy háromszög generátort helyeztem 0-2,8 V között. Ez csak egy kényelmes módja annak, hogy megmutassa, mi történik, amikor az akkumulátor feszültsége (felső zöld vonal) változik. Amint azt a sárga vonal mutatja, gyakorlatilag nem folyik áram, miközben a feszültség 1,9 V körül van. Jó. Az 1.93V és 1.9V közötti átmeneti terület első pillantásra meredeknek tűnik, de tekintve, hogy lassan lemerülő akkumulátorról beszélünk, ezek a.3V még mindig sok időnek felelnek meg a teljesen bekapcsolt és teljesen kikapcsolt állapot közötti átmeneti állapotban. (Az alsó zöld vonal mutatja a feszültséget a T1 kapujában).

Azonban ami még ennél is rosszabb ebben az áramkörben, az az, hogy a kikapcsolás után az akkumulátor feszültségének enyhe helyreállítása is visszaállítja az áramkört félig bekapcsolt állapotba. Figyelembe véve, hogy az akkumulátor feszültsége kissé helyreáll, amikor a terhelés megszakad, ez azt jelenti, hogy áramkörünk sokáig átmeneti állapotban marad (ezalatt a terhelési áramkör is félig megszakadt állapotban marad, és potenciálisan például egy Arduino több száz újraindítási cikluson keresztül).

Második hazavitel üzenet: Nem akarjuk, hogy a terhelést túl hamar visszakapcsolják, amikor az akkumulátor helyreáll.

Folytassuk a 2. lépéssel ennek elérése érdekében.

2. lépés: Hiszterézis hozzáadása

Mivel ez egy áramkör, érdemes építeni, adok egy alkatrészlistát azokhoz a részekhez, amelyek nem látszanak a sematikából:

• T1: IRLML6401. Lásd az "1. lépést" a vitához, miért.
• T2: Bármilyen közös kis jelű NPN tranzisztor. A BC547 -et használtam az áramkör tesztelésekor. Bármilyen gyakori típusnak, mint például a 2N2222, 2N3904, ugyanolyan jól kell működnie.
• T3: Bármilyen közös kis jelű PNP tranzisztor. BC327 -et használtam (nem volt BC548). Ismét használja azt a közös típust, amely a legkényelmesebb az Ön számára.
• C1: A típus nem igazán számít, az olcsó kerámia igen.
• A LED szabványos piros 5 mm -es típus. A szín fontos, bár a LED soha nem világít láthatóan: A cél egy adott feszültség leesése. Ha 1 V és 1,4 V közötti Zener feszültségű Zener diódával rendelkezik, akkor ezt használja (fordított polaritással csatlakoztatva).
• Az R2 és az R3 helyettesíthető egy 100k potenciométerrel, a kikapcsolási feszültség finomhangolásához.
• A "lámpa" egyszerűen a terhelést jelzi.
• Az ellenállás értékeit a vázlatból lehet venni. A pontos értékek azonban nem igazán fontosak. Az ellenállásoknak sem pontosaknak, sem jelentős teljesítményértékűeknek kell lenniük.

Mi az előnye ennek az áramkörnek az 1 -es áramkörrel szemben?

Nézze meg a vázlat alatti hatóköröket (vagy futtassa a szimulációt). A felső zöld vonal ismét az akkumulátor feszültségének felel meg (itt egy háromszög -generátorból vettük a kényelem érdekében). A sárga vonal az áramló áramnak felel meg. Az alsó zöld vonal a feszültséget mutatja a T1 kapujában.

Összehasonlítva ezt az 1. áramkör hatóköreivel, észre fogja venni, hogy a be- és kikapcsolás közötti átmenet sokkal élesebb. Ez különösen nyilvánvaló, ha az alján lévő T1 kapu feszültségét nézzük. Ennek módja egy pozitív visszacsatolási hurok hozzáadása a T2 -hez, az újonnan hozzáadott T3 -on keresztül. De van még egy fontos különbség (bár szüksége van sasszemekre, hogy észrevegye): Bár az új áramkör leállítja a terhelést 1,88 V körül, addig nem (újra) kapcsolja össze a terhelést, amíg a feszültség 1,94 V fölé nem emelkedik.. Ez a "hiszterézis" nevű tulajdonság a hozzáadott visszacsatolási hurok másik mellékterméke. Amíg a T3 "be" van kapcsolva, a T2 alapját további pozitív elfogultsággal látja el, ezáltal csökkentve a határértéket. Míg azonban a T3 már ki van kapcsolva, a visszakapcsolás küszöbértéke nem csökken ugyanúgy. A gyakorlati következmény az, hogy az áramkör nem ingadozik a be- és kikapcsolás között, mivel az akkumulátor feszültsége csökken (csatlakoztatott terheléssel), majd valaha is enyhén helyreáll (lekapcsolt terhelés mellett), majd leesik… Jó! A hiszterézis pontos mennyiségét az R4 szabályozza, az alacsonyabb értékek nagyobb rést adnak a be- és kikapcsolási küszöbök között.

BTW, ennek az áramkörnek az áramfogyasztása kikapcsolt állapotban körülbelül 3 mikroAmp (jóval az önkisülési sebesség alatt), és a rezsiköltség bekapcsolva körülbelül 30 mikroAmp.

Tehát miről szól a C1?

Nos, a C1 teljesen opcionális, de még mindig meglehetősen büszke vagyok az ötletre: Mi történik, ha manuálisan húzza ki az elemeket, miközben azok majdnem lemerültek, mondjuk 1,92 V -nál? Újracsatlakoztatásukkor nem lennének elég erősek az áramkör újbóli aktiválásához, annak ellenére, hogy még egy másiknak is jók lennének egy futó áramkörben. A C1 gondoskodik erről: Ha a feszültség hirtelen megemelkedik (elemek újra csatlakoztatva), apró áram folyik a C1 -ből (megkerülve a LED -et), és rövid bekapcsolást eredményez. Ha a csatlakoztatott feszültség meghaladja a lekapcsolási küszöbértéket, a visszacsatoló hurok fenntartja azt. Ha a határérték alatt van, az áramkör gyorsan újra kikapcsol.

Excursus: Miért nem használja a MAX713L-t az alacsony feszültségű érzékeléshez?

Felmerülhet a kérdés, hogy valóban szükség van -e erre a sok részre. Nincs valami készen? Nos, a MAX813L jó meccsnek tűnt számomra. Elég olcsó, és elég jónak kellett volna lennie a T2, T3, a LED és az R1 cseréjéhez. Azonban, ahogy rájöttem a nehéz útra, a MAX813L "PFI" csapja (áramkimaradás -érzékelő bemenet) meglehetősen alacsony impedanciájú. Ha körülbelül 1k feletti feszültségosztót használnék a PFI táplálásához, a "PFO" be- és kikapcsolása közötti átmenet több tíz volton átnyúlna. Nos, az 1k 2mA állandó áramnak felel meg levágáskor - megfizethetetlenül sokat, és majdnem ezerszer annyi, mint amennyire ennek az áramkörnek szüksége van. Amellett, hogy a PFO csapok nem fognak a föld és a teljes tápfeszültség tartomány között mozogni, ezért azzal a kis fejtérrel, amellyel rendelkezünk a teljesítménytranzisztorunk (T1) meghajtásához, újra be kell helyeznünk egy kiegészítő NPN tranzisztorot is.

3. lépés: Változatok

A 2. lépésben / 2. áramkörben bevezetett pozitív visszacsatolási hurok témakörében számos variáció lehetséges. Az itt bemutatott abban különbözik az előzőtől, hogy egyszer kikapcsolva, önmagában nem aktiválódik növekvő akkumulátorfeszültség esetén. Inkább, ha a küszöbértéket elérte, újra kell indítania (cserélnie kell az elemeket, és) meg kell nyomnia az opcionális nyomógombot (S2). Jó mérés céljából egy második nyomógombot is mellékeltem az áramkör manuális kikapcsolásához. A kis rés a hatókörökben azt mutatja, hogy be-, illetve kikapcsoltam az áramkört demonstrációs célokra. Az alacsony feszültség lekapcsolása természetesen automatikusan megtörténik. Csak próbáld ki a szimulációban, ha nem jól csinálom a leírását.

Ennek a variációnak az az előnye, hogy ez biztosítja az eddig figyelembe vett áramkörök legélesebb levágását (pontosan 1,82 V-on a szimulációban; a gyakorlatban a levágási pont szintje a használt alkatrészektől függ, és változhat a hőmérséklettől vagy más tényezőktől, de nagyon éles lesz). Ezenkívül csökkenti az áramfogyasztást, miközben ki van kapcsolva egy apró 18 nA -ra.

Technikailag a trükk ennek megvalósításához az volt, hogy a feszültség -referenciahálózatot (LED, R2 és R3) az akkumulátorhoz közvetlenül csatlakoztatottról a T2 utáni csatlakoztatásra helyezték át, így a T2 -vel együtt kikapcsol. Ez segít az éles levágási pontnál, mert amint a T2 csak egy kicsit kezd leállni, a referenciahálózat rendelkezésére álló feszültség is csökkenni kezd, ami gyors visszacsatolási ciklust okoz a teljes bekapcsolástól a teljes kikapcsolásig.

Megszabadulni a gomboktól (ha akarja)

Természetesen, ha nem szereti, ha nyomógombokat kell nyomnia, csak vegye ki a gombokat, de csatlakoztasson egy 1 nF kondenzátort és egy 10 M ohmos ellenállást (a pontos érték nem számít, de legalább háromszor vagy négyszer nagyobb, mint az R1) párhuzamosan a T1 kapujától a földig (ahol S2 volt). Most, amikor új elemeket helyez be, a T1 kapuja rövid időre lehúzódik (amíg a C1 fel nem töltődik), és így az áramkör automatikusan bekapcsol.

Az alkatrészlista

Mivel ez egy másik áramkör, amelyet valójában fel szeretne építeni: Az alkatrészek pontosan megegyeznek a 2. áramkörben használtal (kivéve a különböző ellenállási értékeket, amint az a sematikából látható). Fontos, hogy a T1 továbbra is az IRLML6401, míg a T2 és a T3 bármilyen általános kis jelű NPN és PNP tranzisztor.

4. lépés: Egyszerűsítés

A 2. és a 3. áramkör teljesen rendben van, ha engem kérdez, de azon tűnődtem, vajon kevesebb alkatrésszel is beérnék -e. Elméletileg a 2 -es és 3 -as áramkört meghajtó visszacsatoló hurok csak két tranzisztorra van szükség (ezekben T2 és T3), de külön -külön T1 -rel is rendelkeznek a terhelés szabályozására. Használható a T1 a visszacsatolási hurok részeként?

Igen, néhány érdekes következménnyel: még bekapcsolt állapotban is a T1 ellenállása alacsony, de nem nulla. Ezért a feszültség csökken a T1 -en, inkább a nagyobb áramoknál. Ha a T2 alapja a T1 után van csatlakoztatva, ez a feszültségesés befolyásolja az áramkör működését. Egyrészt a nagyobb terhelések magasabb lekapcsolási feszültséget jelentenek. A szimuláció szerint (MEGJEGYZÉS: a könnyebb tesztelés érdekében a C1-et lecseréltem egy nyomógombra, itt), 4 ohmos terhelés esetén a levágás 1,95 V, 8 Ohm 1,8 V, 32 Ohm 1,66 V esetén, és 1 k ohm esetén 1,58 V -nál. Ezen túl nem sokat változik. (A valós élet értékei a T1 mintától függően eltérnek a szimulátortól, a minta hasonló lesz). Mindezek a határértékek a biztonságos határokon belül vannak (lásd a bevezetőt), de ez nem ideális. A NiMH akkumulátorok (és különösen az elöregedők) gyorsabb feszültségcsökkenést mutatnak a gyors lemerülés érdekében, és ideális esetben, ha nagy a kisütési sebesség, a feszültség lekapcsolásának alacsonyabbnak kell lennie, nem magasabbnak. Azonban ez az áramkör hatékony zárlati védelmet nyújt.

Az óvatos olvasók azt is megjegyzik, hogy a hatókörökben látható kivágás nagyon sekélynek tűnik, még az 1. áramkörhöz képest is. Ez azonban nem aggodalomra ad okot. Igaz, hogy az áramkör teljes leállításához 1/10 másodperc nagyságrendű lesz, azonban a feszültségpont, ahol a leállás történik, még mindig szigorúan meghatározott (a szimulációban állandó DC -t kell cserélni) forrásból, a háromszög -generátor helyett ezt látni). Az időjellemző a C1-nek köszönhető és a kívánt: Véd a korai önleállás ellen abban az esetben, ha a terhelés (gondoljuk: egy fokozatos átalakító) rövidáramú tüskéket húz, nem pedig többnyire állandó áramot. BTW, a C1 (és az R3, a C1 kisütéséhez szükséges ellenállás) második célja az áramkör automatikus újraindítása, amikor az akkumulátort lekapcsolják/újra csatlakoztatják.

Az alkatrészlista

A szükséges alkatrészek ismét ugyanazok, mint az előző áramköröknél. Különösen:

• A T1 az IRLML6401 - lásd az 1. lépést az alternatívák (hiánya) tárgyalásához
• A T2 bármilyen általános kis jelű NPN
• A C1 egy olcsó kerámia
• Az ellenállások is olcsók. Nincs szükség sem pontosságra, sem teljesítménytűrésre, és a vázlatban megadott értékek többnyire durva orientációk. Ne aggódjon a hasonló értékek cseréje miatt.

Melyik áramkör a legjobb számomra?

Ismét azt tanácsolom, hogy ne építsék az 1. áramkört. A 2. és 3. kör között az utóbbi felé hajlok. Ha azonban nagyobb ingadozásokra számít az akkumulátor feszültségében (pl. Az akkumulátorok lehűlése miatt), akkor előnyben részesítheti a hiszterézisre épülő automatikus újraindítást, mint az áramkör manuális újraindítását. A 4 -es áramkör szép abban az értelemben, hogy kevesebb alkatrészt használ, és rövidzárlat elleni védelmet nyújt, de ha aggódik a nagyon specifikus feszültségű lekapcsolás miatt, ez az áramkör nem az Ön számára.

A következő lépésekben végigvezetem Önt a 4 -es kör építésén. Ha épít egy másik áramkört, fontolja meg néhány fénykép megosztását.

5. lépés: Kezdjük az építkezést (4. kör)

Rendben, tehát felépítjük a 4 -es áramkört. Az előző lépésben felsorolt elektronikus alkatrészeken kívül szüksége lesz:

• 2 cellás elemtartó (az enyém egy karácsonyi dekorációból leszedett AA tartó)
• Valami perfboard
• Megfelelő csipesz az IRLML6401 kezelésére
• Egy (kicsi) oldalvágó
• Forrasztópáka és forrasztóhuzal

Előkészületek

Az elemtartómhoz egy kapcsoló tartozik, és - kényelmesen - egy kis üres fejtér, amely tökéletesnek tűnik az áramkör behelyezéséhez. Van egy csap, amely egy (opcionális) csavart tart, és kivágtam az oldalsó vágóval. az érintkezőket és a kábeleket csak lazán helyezték be. A könnyebb hozzáférés érdekében eltávolítottam őket, elvágtam a vezetékeket és eltávolítottam a szigetelést a végektől.

Ezután lazán elhelyeztem az elektronikus alkatrészeket egy parfümben, hogy megtudjam, mennyi helyet foglalnak el. Nagyjából az alsó sor lesz lecsiszolva, a középső sor a feszültségérzékelő elemeket tartja, a felső sor pedig a T1 kapujához kapcsolódik. Elég sűrűn kellett pakolnom az alkatrészeket, hogy minden elférjen a szükséges helyen. Az IRLML6401 még nincs elhelyezve. A pinout miatt alulra kell mennie a perfboardon. (FIGYELEM, hogy a T2 -t - a BC547 -et - véletlenül rossz irányba helyeztem el! a parketta a kívánt méretre.

6. lépés: Forrasztás - először a nehéz rész

Távolítsa el a legtöbb alkatrészt, de helyezzen be egy R1 vezetéket az akkumulátor pozitív vezetékével együtt (esetemben az akkumulátorkapcsolóból) a középső sorba, közvetlenül az egyik oldalra. Csak egy lyukat kell forrasztani, de még ne vágja le a csapokat. Az R1 másik csapja az alsó sorba megy (alulról nézve), az egyik tartás balra. Rögzítse a parkettalapot vízszintesen, az alsó oldalával felfelé.

Oké, az IRLML6401. Amellett, hogy kicsi, ez a rész érzékeny az elektrosztatikus kisülésre. A legtöbb esetben semmi rossz nem fog történni, még akkor sem, ha az alkatrészt minden óvintézkedés nélkül kezeli. Valószínű azonban, hogy észrevétlenül megsérül vagy megsemmisül, ezért próbáljunk óvatosak lenni. Először is próbáljon nem viselni műanyagot vagy gyapjút. Továbbá, ha nincs antisztatikus karszalagja, akkor itt az ideje, hogy megérintsen valami földeltet (például radiátort vagy csővezetéket), mind a kezével, mind a forrasztópáka segítségével. Most óvatosan fogja meg a csipesszel az IRLML6401 -et, és vigye a végső helyéhez, ahogy a képen látható. Az "S" csapnak a forrasztott R1 csapja mellett kell lennie, a többi csapnak két másik lyukon kell lennie, az ábrán látható módon.

Nem kell kapkodni! Itt a pontosság, és nem a gyorsaság a hiba. Ha elégedett az elhelyezéssel, olvassza fel újra a forraszanyagot R1 -nél, miközben óvatosan mozgatja felé az IRLML6401 -et, csipeszével úgy, hogy az "S" érintkező forrasztható legyen. Gondosan ellenőrizze, hogy az IRLML6401 most rögzítve van, és hogy a megfelelő helyre van rögzítve (és: laposan a perforációs táblán). Ha nem teljesen elégedett az elhelyezéssel, olvassza fel újra a forrasztót, és állítsa be a pozíciót. Szükség esetén ismételje meg.

Kész? Jó. Vegyünk egy mély sóhajt, majd forrasztjuk be az R1 második csapját a „G” csap melletti lyukba (a csomagolás ugyanazon oldalán, mint az „S” csap). Győződjön meg róla, hogy mind az R1, mind a „G” csap csatlakozik. Még ne vágja le az R1 csapját!

Helyezzen be egy R2 -es csapot, és a pozitív kimeneti vezetéket a „D” csap (a tranzisztorcsomag ellenkező oldalán található) lyukon keresztül. Forrasztja ezt a csatlakozást, ismét győződjön meg arról, hogy a "D" tüskét az R2 -vel és a kimeneti vezetékkel csatlakoztatja.

Végezetül, jó mérés végett vigyen fel egy kicsit több forrasztót az első forrasztási pontra (az "S" csap), most, hogy a másik két forrasztási pont a helyén tartja a tranzisztort.

Vegye figyelembe, hogy szándékosan helyezem az R1 -et és az R2 -t nagyon közel a T1 -hez. Az elképzelés szerint ezek kezdetleges hűtőbordaként működnek a T1 -nél. Tehát még ha több szabad helyed is van, fontold meg, hogy ezeket is szűkre szabd. Hasonlóképpen, ne légy túl takarékos a forrasztás mennyiségével kapcsolatban.

Eddig minden rendben? Nagy. Innentől kezdve csak könnyebb a helyzet.

7. lépés: Forrasztás - az egyszerű rész

A forrasztás többi része meglehetősen egyszerű. Helyezze be az alkatrészeket egyenként, mint az első képen (kivéve, figyeljen nagyon a T2 tranzisztor érintkezőjére!), Majd forrasztja fel őket. A középső sorral kezdtem. Felhívjuk figyelmét, hogy bizonyos esetekben több tűt illesztettem egy lyukba (pl. Az R2 másik végét és a LED hosszú vezetékét), és ahol ez nem volt lehetséges, csak hajlítottam a már forrasztott elemek csapjait, hogy szükséges kapcsolat (ok).

A teljes alsó sor (alulról nézve) a T1 "G" csapjához van csatlakoztatva, és az R2 csapját használjuk (figyelmeztettem, hogy ne vágja le!), Hogy létrehozza ezt a kapcsolatot (a T2, C1 kollektorához, és R3).

A teljes felső sor (alulról nézve) földhöz van csatlakoztatva, és az R3 csapját használják a csatlakozáshoz. Ehhez csatlakozik a C1 másik terminálja, a T2 emittere, és ami a legfontosabb, az akkumulátor földelése és a kimeneti földelő vezeték.

Az utolsó két kép a végső áramkört mutatja alulról és felülről. Ismét rosszul forrasztottam a T2 -ben, és ezt a tényt követően kellett javítanom (nem készült kép). Ha BC547 -et használ (mint én), akkor pont fordítva van. Pedig a 2N3904 -nél korrekt lenne. Más szóval, csak győződjön meg róla, hogy a forrasztás előtt ellenőrizze kétszer a tranzisztor kivezetését!

8. lépés: Utolsó lépések

Itt az ideje kipróbálni az áramkört

Ha minden működik, a többi egyszerű. Az áramkört az elemtartóba helyeztem, a kapcsolóval és az akkumulátor érintkezőivel együtt. Mivel kicsit aggódtam, hogy az akkumulátor pozitív érintkezője megérinti az áramkört, egy kis piros szigetelő szalagot tettem közé. Végül egy csepp forró ragasztóval rögzítettem a kimenő kábeleket.

Ez az! Remélem, mindent követni tud, és fontolja meg a képek közzétételét, ha más áramköröket készít.