Limitador de descarga da bateria. Esquema, descrição

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Durante a operação das baterias, é muito importante evitar sua descarga profunda. Para isso, geralmente são utilizados dispositivos limitadores de descarga especiais, que desconectam a bateria da carga quando a tensão cai abaixo de um determinado nível. Os principais requisitos para tais dispositivos são simplicidade e eficiência e, no caso de uso em equipamentos vestíveis, também pequenas dimensões. Todas essas condições podem ser atendidas se forem usados transistores de comutação de campo potentes [1].

O esquema do dispositivo é mostrado na fig. 1. O limitador está inserido no circuito aberto entre a chave de força e o consumidor (carga). O transistor de efeito de campo VT1 desempenha a função de uma chave eletrônica e o DA1. (estabilizador de tensão paralelo [2]) - comparador de tensão. O capacitor C1 é usado para iniciar. Quando os contatos da chave SA1 estão fechados, a tensão da bateria é fornecida ao dispositivo. O transistor de efeito de campo abre e, se a tensão na bateria for maior que um determinado valor definido (a bateria está carregada), ele permanece aberto.

(clique para ampliar)

A queda de tensão em um transistor aberto depende de seus parâmetros, dos valores da tensão de alimentação e da corrente consumida pela carga. Os principais parâmetros do transistor IRFR5505 indicados no diagrama: resistência de canal aberto - 0,11 Ohm, corrente de dreno máxima - 18 A, limite de tensão dreno-fonte - 55 V. Com uma tensão de bateria de 12 V e uma corrente de carga de 2 A, a queda de tensão medida no transistor foi de 0,17 V e em 7 V e 1 A - 0,7 V.

À medida que a bateria descarrega, a tensão da bateria diminui e, quando se torna menor que o valor definido (a bateria é descarregada), a tensão no microcircuito começa a aumentar e, na seção de porta-fonte do efeito de campo transistor VT1, ele diminuirá. Portanto, o transistor fecha, a tensão na carga diminui, o que, por sua vez, levará a um novo aumento da tensão no microcircuito e, consequentemente, ao fechamento do transistor. Assim, o limitador desconecta abruptamente a carga da bateria. A corrente consumida pelo dispositivo neste modo é frações de miliamperes. A tensão de corte é definida pelo resistor de ajuste R3.

Depois de abrir a chave SA1, o capacitor C1 é descarregado e, após algum tempo, o dispositivo está pronto para iniciar. Para começar, você pode usar um botão conectado em paralelo ao microcircuito (entre os pinos 1 e 2, 3, 6, 7) ou a um transistor de efeito de campo (entre dreno e fonte). Nesse caso, o capacitor C1 e o resistor R2 podem ser eliminados instalando um jumper no lugar do resistor. Se os fios de conexão forem de comprimento considerável, é aconselhável instalar capacitores de 0,1 microfarad na entrada e na saída do dispositivo.

A tensão da fonte de porta na qual o transistor de efeito de campo abre excede 4 ... 4,5 V, a tensão mínima no microcircuito é de cerca de 2 5 V. Portanto, a tensão de entrada do dispositivo deve ser de pelo menos 7 V e não mais transistor de efeito de campo de 20 V). O capacitor C1 deve ser classificado para a tensão apropriada.

Qualquer microcircuito da série TL431 ou analógico doméstico KR142EN19 é aplicável no dispositivo, o transistor de efeito de campo é qualquer um com um canal p da lista especificada no artigo [1], enquanto você pode aumentar a corrente de saída do dispositivo e reduzir a queda de tensão (por exemplo, IRF4905 com uma resistência de canal aberto de 0,02 Ohm e corrente de dreno permitida de até 74 A). Resistor trimmer - SPZ-19, SPZ-28 ou similar importado, constante - MLT, S2-33, R1-4, R1-12, capacitor - série K50, K53.

Como o número de peças é pequeno, o dispositivo pode ser montado por montagem em superfície sem o uso de placa de circuito impresso. Se forem utilizadas peças para montagem em superfície, elas são colocadas em uma placa de circuito impresso feita de fibra de vidro de folha unilateral com dimensões de 15x15 mm, cujo esboço é mostrado na fig. 2.

Literatura

Potentes transistores de comutação de efeito de campo da International Rectifier. - Rádio, 2001, n.º 5, p. 45.
Nechaev I. Aplicação incomum do microcircuito KR142EN19A. - Rádio, 2003, n.º 5, p. 53, 54.

Autor: I. Nechaev, Kursk

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