电池低电压指示及控制电路设计

发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:2012

便携式电子产品大多采用可充电电池供电,但一般没有电池低电压指示电路,往往造成电池过放电而使充电电池受损害,并且也会由于电池电压过低而影响电路正常工作。笔者根据这情况设计了一种电池低电压指示电路,并能控制关闭稳压器。该电路采用了电压检测器ic及带关闭控制的线性稳压器ic。

两种ic简介

1.电压检测器

cmos输出结构的电压检测器是一种三端集成电路,无需外接电源,也无需外接元件。该器件超低功耗,静态电流1 3 a;检测电压vdet精度 2% 2.4%;内部比较器有滞后特性以保证工作稳定性。滞后电压vhys与检测电压vdet的关系约vhys≈0.05vdet。

cmos互补输出结构的电压检测器如图1所示。vdd为输入检测电压端,vss为地,vout为电压检测器的输出端。当vdd>vdet时,vout≌vdd;当vdd降到检测电压以下时,vout≈0v。当vdd从小于vdet升压时,要到vdd=vdet+vhys时,vout=vdd。其特性如图2所示。当vdd<0.9 1v时,内部电路因工作电压过低,输出不正常,是非工作区(如图2中斜线所示)。电压检测器的检测电压范围从0.9v 6.3v,差不多间隔0.1v就有一个品种。电压检测器有to-92封装,sot-89封装及sot-23封装。sot-89封装如图3所示。

2.带关闭控制的线性稳压器

带关闭控制的线性稳压器如图4所示。shdn为关闭控制端:加高电平时,电源正常工作;加低电平时,电源被关闭,在关闭状态时耗电极省,一般小于1ua。

电池低电压指示及控制电路

电池低电压指示及控制电路如图5所示。该电路由4节镍镉或镍氢电池供电。带关闭控制的线性稳压器输出3.6v,在输出100ma时压差360mv,shdn端加低电平时电源关闭。cmos输出的电压检测器的检测电压vdet=4v,精度为 2.4%。

4节电池的额定电压为4.8v,终止放电电压为4v。当电池的电压大于4v时,电压检测器输出端(1脚)输出高电平(≈vdd)。此高电平加在shdn端,使电源正常工作;由于vout 端电压接近vdd电压,led不亮。当电池电压降到4v下时,电压检测器的vdd<vdet,则vout输出接近0v,led亮,指示电池低电压;同时此低电平加在shdn端,使电源关闭。

这电路的优点是,充电利用了电池的放电能量,防止电池过放,防止由于电池过低而造成负载电路工作不正常或误差过大;与一般电路相比较仅增加了一个电压检测器、一个电阻、一个led,占印制板面积小,并且成本也不高。

设计计算

如果稳压器输出电压为vout,其最大压差为vdd,则其最小输入电压vinmin=vout+vdp。为保证电源工作正常,则电压检测器的vdet应满足vdet=vinmin。而电池的终止放电电压vbatmin应满足vbatmin≥vdet。

例如,vout=3.3v,最大工作电流时vdp=0.5v,则vinmin=3.3v+0.5v=3.8v,电压检测器vdet选3.8v的,电池选4节镍镉或镍氢电池,其最大电压为5.6v,额定值为4.8v,最小值为3.8v(相当每节电池终止放电为0.95v)。当然,电压检测器也可以选4.0v的。

两种ic简介

1.电压检测器

2.带关闭控制的线性稳压器

带关闭控制的线性稳压器如图4所示。shdn为关闭控制端:加高电平时,电源正常工作;加低电平时,电源被关闭,在关闭状态时耗电极省,一般小于1ua。

电池低电压指示及控制电路

设计计算

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