Ni-Cdバッテリー用のこのラムダダイオード低バッテリーインジケーターの主な特徴は、設定された低しきい値レベルに到達してインジケーターLEDが点灯するまで、回路自体がほぼゼロの電流を消費することです。
この機能により、この回路は、ラジオ、時計、タイマー、アラーム、リモコンなど、多くの低電圧電池式システムに非常に適しています。
ニッケルカドミウム電池のセルの早期損傷の主な理由は、動作中に電池が非常に深く放電されるために発生する内部短絡です。
したがって、Ni-Cdセルを使用する電子ガジェットには、バッテリーの「臨界」電圧に達するかなり前に、ユーザーに再充電をトリガーおよび警告できる低バッテリーインジケーターが含まれている必要があります。
あなたは多くの種類を見つけるでしょうが 充電モニター バッテリー駆動の製品に統合できる場合、この記事で説明するラムダダイオードモニターは、他のどのバッテリーモニターよりも洗練されたオプションである可能性があります。
他のローバッテリーインジケーターシステムよりも優れています
最も バッテリー低下インジケーター BJTと連携して、LED駆動電流をオンにするか、メーター表示を切り替えます。このような設計の欠点は、LEDがシャットオフ状態にあるときでも、回路がバッテリーを継続的に消耗することです。
低電力回路では、この種の バッテリーの消耗 バッテリーのバックアップ時間に劇的な影響を与え、短縮する可能性があります。
これを解決するための最良の救済策は、まったく消費しない回路を使用することです バッテリーからの電流 、供給電圧がバッテリーの臨界電位よりも高い限り。
これはまさにラムダダイオードベースのローバッテリーモニターが実行するものです。
また、8〜20 Vの電圧範囲で調整可能なトリガーしきい値を備えており、非常に安価に構築できます。
Ni-Cdの充放電特性
ザ・ すべてのバッテリーの端子電圧 充電状態によって異なります。この関係のこの特性は、バッテリーごとに異なる場合があります。
たとえば、 鉛蓄電池 、セルが放電されると、出力電圧が実質的に非常に直線的に低下することがわかります。この動作は通常、乾電池でも同じです。
しかし、Ni-Cd電池の場合、放電中の電圧降下はあまり直線的ではありません。完全に充電されたNi-Cdセルは、約1.25ボルトの出力電圧を示す場合があります。
このレベルは、かなり完全に放電されるまで、かなり一定に維持されます。この時点で、セル電圧は約1.0〜1.1ボルト、つまり1.05Vまで急速に低下します。
正確な 電圧監視回路 この「臨界」電圧レベルで作動するように調整すると、Ni-Cdバッテリーの充電レベルを特定するのに非常に役立ちます。
8セル Ni-Cd battery pack たとえば、10.0ボルトの完全に充電された出力電位を持つことができます。ほぼ完全に放電すると、バッテリーの出力は8.4ボルトになる可能性があります。
ラムダダイオードローバッテリーインジケーターのしくみ
次の図に示すラムダダイオード低バッテリ監視回路は、8.4ボルトでアクティブになるように調整されています。これにより、Ni-Cdバッテリの効果的な充電状態（SoC）監視システムを実現できます。
ザ・ ラムダダイオード 破線のボックス内に示されているのは、nチャネルとpチャネルのFETのペアを使用して構築されています。
市場には既製の「ラムダ」ダイオードがないことを忘れないでください。
実際には、ラムダダイオードは2つの低電力FETを相互接続することによって構築され、「アノード」（A）および「カソード」（K）とマークされた2つの端子のみを使用して動作します。
このラムダダイオードのバイアスがカットオフモードの場合、トランジスタQ3もオフになり、LED1はオフのままになります。
バッテリ電圧が低下し始めると、ラムダダイオードが突然バイアスされて導通するポイントに到達します。
この状況は、Q3を瞬時に導通状態にバイアスし、LEDをオンにして、ユーザーに警告します。 低バッテリー状態 。 （ラムダダイオードの動作特性は以下で確認できます）。
ラムダダイオードを導通状態にバイアスする電位レベルは、 ポテンショメータ R1。
抵抗R2は、LED1を保護するための電流リミッタのように配線されています。これの価値 電流制限抵抗 オームの法則を使用して計算できます（R2 = E / I、R2はオーム単位、EはLED1がちょうど点灯するNi-Cdバッテリー電位しきい値を表し、IはLEDの最大安全電流値に置き換える必要があります。
構造の詳細
上で説明したラムダダイオードバッテリー充電モニターは、Ni-Cdバッテリーパックを電源として使用するギアに収容できるほどコンパクトです。
さらに、低バッテリインジケータ機器として外部で構築および適用し、小さなボックスに収納することもできます。どちらの場合も、以下に示すようにPCBを使用できます。
ラムダダイオードを構築するためのJFETタイプは、実際には重要ではありません。 nチャネルおよびpチャネルFETを含むほぼすべての構成は、部品リストで指定されている構成とともに、良好に機能するはずです。
“純粋な酸素の作り方 ”
必要に応じて、LED1を低電力リレーに交換して、電圧レベルが臨界低しきい値を下回ったらすぐにNi-Cadバッテリーパックを負荷から切断できるようにすることを検討できます。この特定の配置は、バッテリーパックが放電されている間、極性の反転からバッテリーパックを自動的に保護します。
パーツリスト
LED1-任意の5mm20 mA LED
Q1-PチャネルJFET（2N4360または同様のもの）
Q2-NチャネルJFET（2N3819または同様のもの）
Q3-NPN BJT2N2222Aまたは同様のもの
R1 -10 k、プリセット
R2-電流制限抵抗（テキストを参照）は150オーム1/2ワットにすることができます
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