Abhijeet Deshpande
EDN
Правильно обслуживаемые аккумуляторы будут работать у вас хорошо и долго. Обслуживание подразумевает, в частности, регулярный контроль напряжения аккумулятора. Изображенная на Рисунке 1 схема подходит для большинства типов аккумуляторов. Она содержит опорный светодиод LEDREF, работающий при постоянном токе 1 мА и обеспечивающий эталонный световой поток постоянной интенсивности, не зависящей от напряжения аккумулятора. Это постоянство обеспечивается резистором R1, включенным последовательно со светодиодом. Поэтому, даже если напряжение полностью заряженного аккумулятора упадет до полного разряда, ток через него изменится всего на 10%. Таким образом, можно считать, что интенсивность излучения остается постоянной в диапазоне напряжений аккумулятора, соответствующем переходу от состояния полного заряда до полного разряда.
 |
||
| Рисунок 1. | Эта схема работает с большинством аккумуляторов. Она содержит опорный светодиод LEDREF, работающий при постоянном токе 1 мА и обеспечивающий опорный световой поток постоянной интенсивности, не зависящей от напряжения аккумулятора. |
|
Световой поток измерительного светодиода LEDVAR меняется в соответствии с изменениями напряжения аккумулятора. Расположив светодиоды поблизости друг от друга, вы получите возможность легко сравнивать яркость их свечения, и, таким образом, определять статус аккумулятора. Используйте светодиоды с диффузно-рассеивающей линзой, поскольку приборы с прозрачной линзой раздражают ваши глаза. Обеспечьте достаточную оптическую изоляцию светодиодов, чтобы свет одного светодиода не попадал на линзу другого.
Измерительный светодиод работает при токе, меняющемся от 10 мА при полностью заряженном аккумуляторе до значений менее 1 мА при полном разряде. Стабилитрон DZ с последовательным резистором R2 необходимы для того, чтобы ток имел резкую зависимость от напряжения батареи. Сумма напряжения стабилитрона и падения напряжения на светодиоде должна быть чуть меньше, чем самое низкое напряжение аккумулятора. Это напряжение падает на резисторе R2. Изменения напряжения батареи вызывают большие изменения тока резистора R2. Если напряжение равно примерно 1 В, через светодиод LEDVAR течет ток 10 мА, и он светится намного ярче, чем LEDREF. Если напряжение ниже 0.1 В, интенсивность свечения LEDVAR будет меньше, чем у LEDREF, показывая, что аккумулятор разряжен.
Непосредственно после окончания зарядки аккумулятора напряжение на нем превышает 13 В. Для схемы это безопасно, поскольку ток ограничен значением 10 мА. Если светодиоды горят ярко, быстро отпустите кнопку S1, чтобы не допустить их повреждения (Рисунок 2).
 |
||
| Рисунок 2. | Благодаря ограничению тока до 10 мА эта схема выдерживает напряжение 13 В полностью заряженного аккумулятора. Если светодиоды горят очень ярко, быстро отпустите кнопку S1. |
|
Хотя в примере на Рисунке 2 индикатор заряда подключен к 12-вольтовой свинцово-кислотной аккумуляторной батарее, вы без труда можете адаптировать эту схему к другим типам аккумуляторов. Кроме того, вы можете использовать ее для контроля напряжения. Два зеленых светодиода индицируют состояние, когда заряд батареи превышает 60%. Набор красных светодиодов показывает, что заряд аккумулятора упал ниже 20%. Светодиоды LEDREFG и LEDREFR подключены через резисторы R1 и R2 сопротивлением 10 кОм. Последовательно с измерительными светодиодами, яркость свечения которых изменяется, включены стабилитроны и резисторы R3 и R4 сопротивлением 100 Ом. Диоды D1, D2 и D3 задают требуемое напряжение ограничения. Зависимость яркости свечения светодиодов от состояния аккумулятора показана в Таблице 1.
| Таблица 1. | Яркость свечения светодиодов | ||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
Для расчета интенсивности свечения зеленого измерительного светодиода можно использовать следующее выражение:
VBATT = IG × 100 + VD1 + VD2 + VLEDG + VDZ1.
При токе зеленого светодиода 1 мА
VBATT = 10−3 × 100 + 0.6 + 0.6 + 1.85 + 9.1 = 12.25 В.
Падение напряжения на используемых светодиодах при прямом токе 1 мА равно 1.85 В.
Если характеристики светодиодов отличаются, сопротивления резисторов необходимо пересчитать. При этом напряжении светодиоды светятся одинаково, что соответствует заряду аккумулятора на 60%. Описание свинцово-кислотных аккумуляторов можно найти в [1].
Для расчета интенсивности свечения красного измерительного светодиода можно использовать следующее выражение:
VBATT = IR × 100 + VD3 + VLEDR + VZD2.
При токе зеленого светодиода 1 мА
VBATT = 10−3 × 100 + 0.6 + 1.85 + 9.1 = 11.65 В.
 |
||
| Рисунок 3. | Оба измерительных светодиода светятся ярче, чем опорные светодиоды, что свидетельствует о полном заряде аккумулятора. |
|
Поскольку при таком напряжении оба красных светодиода светятся одинаково, это означает, что аккумулятор заряжен на 20%. Светодиод LEDVARG не горит. Рисунок 3 показывает, что оба измерительных светодиода светятся ярче опорных, сообщая о том, что аккумулятор заряжен на 100%.
