Усовершенствованная схема автоматического отключения батарейного питания

onsemi MC14093

В предыдущей статье [1] описывался простой способ автоматического отключения батареи по окончании предустановленного интервала времени, позволяющий подлить ее срок службы. В этой статье представлен еще более простой способ реализации той же функции (Рисунок 1). Два вентиля микросхемы IC1, содержащей четыре двухвходовых логических элемента «И-НЕ» с триггерами Шмитта на входах, образуют модифицированный триггер. При подключении к схеме 9-вольтовой батареи уровень выходного сигнала элемента IC1A будет высоким, поскольку начальное напряжение на конденсаторе C1 равно нулю. Соответственно, на выходе IC1B будет низкий уровень напряжения, который через резистор R2 передается обратно на вход IC1A. Конденсатор C3 заряжается через резистор R3. На выходе логического элемента IC1C будет «лог. 1», так как его вход подключен к земле. Ключ на p-канальном MOSFET Q1 закрыт, а на выходе IC1D устанавливается высокий уровень, от которого, в свою очередь, через резистор R2 заряжается конденсатор C4.

Светодиодные драйверы MEAN WELL для систем внутреннего освещения

Усовершенствованная схема автоматически отключает батарею по истечении установленного времени.
Рисунок 1. Усовершенствованная схема автоматически отключает батарею по истечении
установленного времени.

При нажатии кнопки S1 на оба входа IC1A будет подан высокий уровень напряжения, поэтому логический уровень выхода IC1A станет низким, а выхода IC1B – высоким. Сопротивление резистора R2 намного меньше, чем R3, поэтому во время нажатия кнопки конденсатор C3 поддерживает высокий логический уровень. После отпускания кнопки S1 конденсатор C3 разряжается через резистор R3.

Выключить MOSFET коммутатор можно одним из двух способов. Когда танталовый конденсатор C2 заряжается настолько, что напряжение на входе IC1C становится ниже порогового значения, уровень выходного напряжения IC1C изменяется с низкого на высокий, и MOSFET закрывается. Время, через которое произойдет автоматическое отключение, определяется значениями C2 и R6. При использовании номиналов компонентов, указанных на схеме, время отключения составляет примерно шесть минут. При этом изменение выходного напряжения IC1D с высокого уровня на низкий передается через конденсатор C4, возвращая IC1A и IC1B в состояние ожидания.

Кроме того, выключить MOSFET можно вручную нажатием кнопки S1. Поскольку напряжение на конденсаторе C3 низкое, замыкание S1 установит высокий уровень на выходе IC1A и низкий уровень на выходе IC1B. Изменение уровня выходного напряжения элемента IC1B с высокого на низкий передается на IC1C, напряжение на его выходе становится высоким, и MOSFET закрывается. Поскольку емкость C2 довольно велика, в схему добавлен диод D1, обеспечивающий путь для тока быстрого разряда, значение которого ограничивается резистором R4.

В режиме ожидания схема потребляет ток менее 0.2 мкА. Благодаря низкому сопротивлению открытого канала MOSFET, при токе нагрузки 100 мА на нем падает всего 2 мВ. При необходимости индицировать включение питания можно со стороны нагрузки включить светодиод с токоограничивающим резистором.

Ссылки

  1. Miguel Gimenez «Схема автоматического отключения батарейного питания»

Материалы по теме

  1. Datasheet onsemi MC14093
  2. Datasheet Vishay Si4435

EDN

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Battery automatic power-off has simpler design

Изготовление 1-4 слойных печатных плат за $2

41 предложений от 26 поставщиков
SOIC 14/ QUAD 2-INPUT NAND SCHMITT TRIGGER Корпус SO-14 , Тип логики 4x2И-НЕ , Номинальное напряжение питания 10 В
MC14093BCP (ST-HCF4093BEY)
STMicroelectronics
4 ₽
ЗУМ-СМД
Россия
MC14093BDR2GPBF
ON Semiconductor
5 ₽
Элитан
Россия
MC14093BDG
ON Semiconductor
9 ₽
Интерия
Россия и страны СНГ
MC14093BDG
ON Semiconductor
по запросу
Запись вебинара «Микросхемы для защиты цепей питания: ограничители всплесков напряжения и тока, контроллеры горячей замены, идеальные диоды»
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя