الميزة الرئيسية لمؤشر بطارية lambda-diode المنخفض لبطاريات Ni-Cd هي أن الدائرة نفسها تستهلك تيارًا تقريبًا صفريًا ، حتى يتم الوصول إلى مستوى العتبة المنخفضة المحدد ويضيء مؤشر LED.

تجعل هذه الميزة الدائرة مناسبة جدًا للعديد من الأنظمة التي تعمل بالبطاريات ذات الجهد المنخفض ، مثل أجهزة الراديو والساعات وأجهزة ضبط الوقت وأجهزة الإنذار وأجهزة التحكم عن بُعد وما إلى ذلك.

السبب الرئيسي لتلف الخلايا المبكر في بطاريات النيكل والكادميوم هو قصرها الداخلي الذي يحدث بسبب تفريغ البطارية بعمق شديد أثناء التشغيل.

ومن ثم ، فإن أي أداة إلكترونية تستخدم خلايا Ni-Cd يجب أن تتضمن مؤشرًا لبطارية منخفضة يمكن أن يطلق وينبه المستخدم لإعادة شحنه ، قبل الوصول إلى الجهد 'الحرج' للبطارية بوقت طويل.

على الرغم من أنك ستجد العديد من أنواع شاشات الشحن يمكن دمجها داخل منتجاتك التي تعمل بالبطارية ، ربما تكون شاشة lambda-diode الموضحة في هذه المقالة خيارًا أكثر تعقيدًا من أي شاشات بطارية أخرى متوفرة.

أفضل من أنظمة مؤشر البطارية المنخفضة الأخرى

عظم مؤشرات انخفاض البطارية اعمل مع BJTs للتبديل بين تيار محرك LED أو لعرض عداد. العيب في مثل هذه التصميمات هو أن الدائرة تستنزف البطارية باستمرار ، حتى عندما يكون LED في حالة إيقاف التشغيل.

في الدوائر منخفضة الطاقة ، هذا النوع من استنزاف البطارية يمكن أن يؤثر بشكل كبير ويقلل من وقت النسخ الاحتياطي للبطارية.

أفضل علاج لحل هذه المشكلة هو استخدام دائرة لا تستهلك على الإطلاق التيار من البطارية ، طالما أن جهد الإمداد أعلى من الإمكانات الحرجة للبطارية.

هذا هو بالضبط ما تنفذه الشاشة منخفضة البطارية القائمة على lambda-diode.

كما أنه يتميز بعتبة تشغيل قابلة للتعديل عبر نطاق جهد من 8 إلى 20 فولت ، ويمكن بناؤه بسعر رخيص جدًا.

خاصية الشحن / التفريغ Ni-Cd

ال الجهد الطرفي لجميع البطاريات تبعًا لحالة الشحن الخاصة بهم. قد تختلف هذه الخاصية لهذه العلاقة باختلاف البطاريات.

“أجهزة الشبكة ووظائفها ”

على سبيل المثال مع بطاريات الرصاص الحمضية ، نجد عمليًا انخفاضًا خطيًا جدًا في جهد الخرج عند تفريغ الخلايا. عادة ما يكون هذا السلوك هو نفسه بالنسبة للخلايا الجافة أيضًا.

ولكن بالنسبة لبطاريات Ni-Cd ، فإن انخفاض الجهد أثناء التفريغ ليس خطيًا جدًا. قد تعرض خلية Ni-Cd المشحونة بالكامل جهد إخراج يبلغ حوالي 1.25 فولت.

يتم الحفاظ على هذا المستوى باستمرار إلى حد كبير حتى يتم تفريغه بالكامل. عند هذه النقطة ، ينخفض جهد الخلية بسرعة إلى ما يقرب من 1.0 إلى 1.1 فولت ، أو 1.05 فولت.

دقيق دائرة مراقبة الجهد يمكن ضبطه للتنشيط عند مستوى الجهد 'الحرج' هذا يمكن أن يكون مفيدًا للغاية في تحديد مستوى شحن بطارية Ni-Cd.

ثماني خلايا حزمة بطارية Ni-Cd ، على سبيل المثال ، يمكن أن يكون لها خرج مشحون بالكامل يبلغ 10.0 فولت. عندما يتم تفريغ البطارية بالكامل تقريبًا ، قد يكون خرج البطارية 8.4 فولت.

كيف يعمل مؤشر Lambda-Diode لبطارية منخفضة

تم ضبط دائرة مراقبة البطارية المنخفضة lambda-diode كما هو موضح في الشكل التالي لتنشيط عند 8.4 فولت ، مما يمكننا من تحقيق نظام مراقبة فعال لحالة الشحن (SoC) لبطارية Ni-Cd.

ال الصمام الثنائي لامدا يتم تمثيله داخل المربع المتقطع باستخدام زوج من قنوات FET's n و p.

تذكر أنه لا يوجد صمام ثنائي 'لامدا' جاهز في السوق.

عمليًا ، يتم إنشاء الصمام الثنائي لامدا من خلال ربط اثنين من وحدات الطاقة الكهروضوئية منخفضة الطاقة ، ويتم تشغيله باستخدام طرفين فقط ، وهما 'الأنود' (A) و 'الكاثود' (K).

عندما يكون الانحياز فوق الصمام الثنائي لامدا في وضع القطع ، يتم أيضًا إيقاف تشغيل الترانزستور Q3 ، والذي بدوره يحافظ على إيقاف تشغيل مؤشر LED1.

عندما يبدأ جهد البطارية في الانخفاض ، يصل إلى نقطة يصبح فيها الصمام الثنائي لامدا فجأة متحيزًا وينفذ.

يؤدي هذا الموقف على الفور إلى تحيز Q3 إلى التوصيل الذي يعمل على تشغيل مؤشر LED لتنبيه المستخدم فيما يتعلق بـ حالة البطارية المنخفضة . (يمكن مشاهدة خصائص عمل الصمام الثنائي لامدا أدناه).

يمكن ضبط المستوى المحتمل الذي يحيز الصمام الثنائي لامدا في التوصيل تمامًا من خلال مقياس فرق الجهد R1.

يتم توصيل المقاوم R2 بسلك مثل المحدد الحالي لحماية LED1. قيمة هذا المقاومات الحالية المحددة يمكن حسابها باستخدام قانون أوم (R2 = E / I ، حيث R2 بالأوم ، E تمثل عتبة بطارية Ni-Cd المحتملة حيث يضيء مؤشر LED1 للتو ، ويجب استبداله بأقصى قيمة تيار آمن لمصباح LED.

تفاصيل البناء

شاشة شحن بطارية lambda-diode الموضحة أعلاه مضغوطة تمامًا ليتم استيعابها في الترس حيث يتم استخدام حزمة بطارية Ni-Cd كمصدر للطاقة.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن بناؤها وتطبيقها خارجيًا كمعدات مؤشر منخفضة البطارية وتغليفها داخل صندوق صغير. في كلتا الحالتين ، يمكن استخدام ثنائي الفينيل متعدد الكلور كما هو موضح أدناه.

نوع JFET لبناء الصمام الثنائي لامدا ليس حرجًا في الواقع. يجب أن تعمل جميع التكوينات التي تتضمن قنوات FET ذات القنوات n و p بشكل جيد ، جنبًا إلى جنب مع تلك المحددة في قائمة الأجزاء.

إذا لزم الأمر ، يمكنك التفكير في استبدال LED1 بترحيل منخفض الطاقة لتمكين فصل حزمة بطارية Ni-Cad عن الحمل بمجرد انخفاض مستوى الجهد إلى ما دون الحد المنخفض الحرج. سيحمي هذا الترتيب المعين حزمة البطارية تلقائيًا من انعكاس القطبية أثناء تفريغها.