低電圧遮断回路:動作原理と作り方

過充電による膨張した充電式バッテリー

出典:ウィキワンド

充電式電池を正しく手入れして使用することができれば、少なくとも 2 年間は使用できます。したがって、充電式バッテリーを大切に扱うということは、高速モードでのデバイスの充電を避けることを意味します。または、さらに良いことに、バッテリーが完全に放電されないようにします。しかし、バッテリーを定期的に完全に放電させることを選択した場合、バッテリーが完全になくなるまでには長い時間がかかります.したがって、最善の方法は、必要に応じてバッテリーを充電することです。どのように？それは簡単です。あなたがする必要があるのは、低電圧カットオフ回路を使用することだけです.この装置は、バッテリーを負荷から取り外すのに効果的です。また、バッテリーの電圧も自動的に測定します。

興味深いことに、ビルド方法やアプリケーションなどについて詳しく説明します。

では、準備ができたら始めましょう!

低電圧カットオフとは?

低電圧カットオフは、その回路を使用して、バッテリーに接続されている負荷を自動的にオフにするデバイスです。その結果、これはバッテリーの寿命を確保するのに役立ちます。

低電圧カットオフの理論

デジタル回路基板

MOSFET トランジスタは、低電圧カットオフの心臓部として機能します。また、トランジスタは外部回路の正のラインのスイッチのように機能します。

したがって、回路に低電圧カットオフを適用することにより、デバイスの負荷とバッテリーの間で共通の負の接地を許可することになります.そのため、AC 電気回路などの幅広い用途に役立ちます。

トランジスタ

ただし、高いカットオフスイッチングを希望する場合は、生成されたゲート駆動電圧よりも低い電源電圧を使用するようにしてください。そして、電圧トリプラー回路を使用してこれを得ることができます。これの良い例はオペアンプです。その結果、デバイスは約 5Khz の方形波を生成します。

それだけではありません。

また、コンデンサ/ダイオードのラダー回路にさらに3倍の電圧を供給することができます。次に、信号は MOSFET をゲートオンするのに役立ちます。その結果、電圧が方形波のピークカットオフ電圧の 3 倍に増加します。

MOSFET シンボル

そのため、低カットオフ電圧が遮断されると、抵抗の 1 つがゲート電荷回路を放電します。その後、MOSFET がオフになります。

低電圧カットオフ回路の 3 つの電圧コンパレータ

低電圧カットオフ回路には、以下で構成される電圧コンパレータがあります。

標準の 5 ボルトレギュレーター
トリマーポット
デュアルオペアンプ

バッテリー電圧監視回路

ソース:Flickr

低電圧遮断回路には、分圧器としてトリマポットが付属しています。このアクションは、バッテリーデバイスを損傷から保護するのに役立ちます。そして、低電圧が遮断される特定のポイントを作成する役割を果たします。

とはいえ、低電圧遮断回路にあるオペアンプも重要な役割を果たします。標準バッテリ電圧がしきい値を超えると、正の出力が得られます。そうすれば、デバイスのバッテリーの過充電を避けることができます。

したがって、正の出力バッテリ電力は、分圧器を介してバイアスレベルを生成します。その結果、オペアンプの発振器は最小電圧で動作し、バッテリー充電器を削減します。

作戦段階

オペアンプの出力は通常、バッテリ電圧が特定のポイントを下回るとゼロになります。その結果、発振器は停止します。また、MOSFET と電圧トリプラーもシャットダウンします。次に、抵抗回路にヒステリシスが生じます。これにより、シャットオフ電圧に近いコンパレータの発振を回避できます。

ダイオードは、MOSFET がオフになったときに回路の電源を遮断するのに役立つため、省略されていません。しかし、コースが始まると、コンデンサは短い短絡のように動作します。したがって、オペアンプの Vcc ラインをバッテリコントローラの電圧までドラッグします。その結果、MOSFET がオンになるまで回路全体が起動します。次に、直接動作電流が MOSFET とダイオードを通過します。

低電圧カットオフスイッチがオフになるとどうなりますか?

この場合、コンパレータは強制的にオフになります。そして、ピン 3 をグランドに短絡することによって発生します。その結果、MOSFET はオフになります。トリマポットが Vcc に設定されると、抵抗はスイッチが Vcc をメジャーコモングランドに直接短絡するのを防ぎます。また、コンデンサは電流制限抵抗とボタンの残りの半分を介して放電します。

さらに、コンデンサの放電は、次にスイッチがオンになったときに回路が起動するのに役立ちます。したがって、ダイオードは、誘導性バッテリー負荷またはモーターが生成する有害なスパイクから MOSFET を保護します。

負荷が常に数アンペア未満でない場合は、MOSFET に熱伝導性グリースとヒートシンクを使用できます。また、個別のオン/オフ制御を希望する場合は、DPDT スイッチの上に一時的なプッシュボタンを使用することもできます。

したがって、「オフ」プッシュボタンはグランドとオペアンプの間に接続されます。一方、「オン」の押しボタンは、D6 カソードと Q1 ドレインの間でカチッと音がします。また、DC 電気回路、コンデンサ (C11)、および抵抗 (R8) を押しボタンで使用できないことに注意することが重要です。

低電圧カットオフ回路の構築方法

低電圧カットオフ回路図

ソース:リサーチゲート ℅ ラビラマチャンドラン

低電圧カットオフ回路を構築するために必要なコンポーネントは次のとおりです。

抵抗器

トランジスタ
ダイオード D1N750
リレースイッチ
12 ボルトのバッテリー
ポテンショメーター
太いワイヤー
回路基板

LM324
白色 LED

セラミックディスクコンデンサ
入出力コネクタ

すべての抵抗器が 1/4 ワットであることに注意することが重要です。

歩数

回路図を参照してください。次に、回路基板でポイントツーポイント配線を開始します。
細くした裸線を用意し、テフロン絶縁体で覆います。テフロン断熱材を使用する背後にある考え方は、酷使してもすぐには溶けないということです。
電流を流す回路の部分には太いワイヤーを使用してください。
セットアップにコネクタを追加します。その後、スイッチとして使用できます。ただし、バッテリーが特定の値を下回ると、回路がオフになります。
バッテリーが再び完全に充電されたら、回路をオフにして再びオンにすることができます。

とはいえ、この低電圧カットオフ回路は、ゲル電池と 12 V の車のテールライトで完全に機能することに注意することが重要です。

注意すべき重要な点

電球を負荷出力端子に接続します。電源をバッテリー入力端子に接続します。
ポテンショメータが中間点に設定されていることを確認します。また、可変電圧は 13 ボルトを供給する必要があります。
回路をオンにしてもライトが点灯しない場合は、ポテンショメータを地面に向かって動かしてください。次に、回路をオフにして、再びオンにします。それが起こるまで、このプロセスを繰り返すことができます。