Limitador de descarga de batería. Esquema, descripción

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Limitador de descarga de batería. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

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Durante el funcionamiento de las baterías recargables, es muy importante evitar que se descarguen profundamente. Para hacer esto, generalmente se utilizan dispositivos limitadores de descarga especiales, que desconectan la batería de la carga cuando el voltaje a través de ella cae por debajo de un cierto nivel. Los principales requisitos para este tipo de dispositivos son la simplicidad y la eficiencia y, en el caso de su uso en equipos portátiles, también sus pequeñas dimensiones. Todas estas condiciones se pueden cumplir si se utilizan potentes transistores de conmutación de efecto de campo [1].

El diagrama del dispositivo se muestra en la Fig. 1. El limitador está conectado al circuito abierto entre el interruptor de encendido y el consumidor (carga). El transistor de efecto de campo VT1 realiza la función de una llave electrónica y el microcircuito DA1. (estabilizador de voltaje paralelo [2]) - comparador de voltaje. El condensador C1 se utiliza para arrancar. Cuando los contactos del interruptor SA1 están cerrados, se suministra voltaje de la batería al dispositivo. El transistor de efecto de campo se abre y, si el voltaje de la batería supera un determinado valor establecido (la batería está cargada), permanece abierto.

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La caída de voltaje en un transistor abierto depende de sus parámetros, los valores del voltaje de suministro y la corriente consumida por la carga. Los principales parámetros del transistor IRFR5505 indicados en el diagrama: resistencia de canal abierto - 0,11 ohmios, corriente de drenaje máxima - 18 A, voltaje máximo de fuente de drenaje - 55 V. Con un voltaje de batería de 12 V y una corriente de carga de 2 A, la caída de voltaje medida a través del transistor fue de 0,17 V, y a 7 V y 1 A - 0,7 V.

A medida que la batería se descarga, el voltaje de la batería disminuye, y cuando sea menor que el valor establecido (la batería está descargada), el voltaje en el microcircuito comenzará a aumentar y en la sección puerta-fuente del efecto de campo. transistor VT1 disminuirá. Por lo tanto, el transistor se cierra, el voltaje a través de la carga disminuye, lo que, a su vez, conducirá a un aumento adicional del voltaje en el microcircuito y, en consecuencia, el transistor se cierra. Así, el limitador desconectará bruscamente la carga de la batería. La corriente consumida por el dispositivo en este modo es una fracción de miliamperio. El voltaje de apagado se establece ajustando la resistencia R3.

Después de abrir el interruptor SA1, el condensador C1 se descarga y después de un tiempo el dispositivo está listo para funcionar. Para comenzar, puede utilizar un botón que esté conectado en paralelo al microcircuito (entre los pines 1 y 2, 3, 6, 7) o a un transistor de efecto de campo (entre el drenaje y la fuente). En este caso, el condensador C1 y la resistencia R2 se pueden eliminar instalando un cable de puente en lugar de la resistencia. Si los cables de conexión son de longitud considerable, es recomendable instalar condensadores con una capacidad de 0,1 μF en la entrada y salida del dispositivo.

El voltaje de la puerta-fuente al que se abre el transistor de efecto de campo supera los 4...4,5 V, el voltaje mínimo en el microcircuito es de aproximadamente 2-5 V. Por lo tanto, el voltaje de entrada del dispositivo debe ser de al menos 7 V y no más de 20 V (el valor límite para el transistor de efecto de campo). El condensador C1 debe diseñarse para el voltaje apropiado.

El dispositivo puede utilizar cualquier microcircuito de la serie TL431 o el análogo doméstico KR142EN19, un transistor de efecto de campo, cualquiera con un canal p de la lista especificada en el artículo [1], en este caso es posible aumentar la corriente de salida. del dispositivo y reducir la caída de voltaje (por ejemplo, IRF4905 con una resistencia de canal abierto de 0,02 ohmios y una corriente de drenaje permitida de hasta 74 A). Resistencia de ajuste: SPZ-19, SPZ-28 o similar importada, resistencias constantes: MLT, S2-33, R1-4, R1-12, condensador: series K50, K53.

Dado que el número de piezas es pequeño, el dispositivo se puede montar mediante montaje en superficie sin utilizar una placa de circuito impreso. Si se utilizan piezas de montaje en superficie, se colocan sobre una placa de circuito impreso hecha de fibra de vidrio de una cara con dimensiones de 15x15 mm, cuyo boceto se muestra en la Fig. 2.

Literatura

Potentes transistores de conmutación de efecto de campo de International Rectifier. - Radio, 2001, N° 5, pág. 45.
Nechaev I. Aplicación inusual del microcircuito KR142EN19A. - Radio, 2003, N° 5, pág. 53, 54.

Autor: I. Nechaev, Kursk

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