摘要: 所描述的电路使用低功耗CMOS比较器来提供低电量状态的LED视觉指示,而不会产生过多的电池电流损耗。
本应用笔记介绍了一种电路,该电路使用低功耗CMOS比较器来提供低电量状态的LED视觉指示。这种LBO(低电量指示器)是通过在低频和低占空比下脉冲LED来实现的。该电路实现了这一点,而不会消耗过多的电池电流,这可能导致永久性电池损坏,并最终导致危险废物的处理。这个电路也有助于保存电池电流在关断周期通过放置比较器在关闭。方程和电路分析包括确定占空比和比较器跳闸点。
在大多数电池供电的设备中,实现低电量警告的通常方法是照亮LED。然而,通过吸收电流,LED加剧了电池电量不足的情况。通过在低频率和低占空比下工作,可以大大降低LED的功耗。
现有的低电池输出(LBO),如在DC-DC转换器上发现的,提供了一种方便的方式来点亮LED(图1)。MAX9030是一种小型,廉价的比较器,具有6引脚SC70封装的关机功能。当电池电压处于正常工作水平时,设备处于关机状态;当电池电压低于预设阈值时,它会断言LBO。
图1所示 在低频率和低占空比下运行这种低电池警告LED可以节省电力并延长电池寿命
请注意,如图所示,LBO(高激活)是可用的,但低激活警告(低激活LBO)需要框中所示的可选电路。然后,MAX9030打开,导致LED闪烁,根据以下分析:
首先,保持低占空比:
DC = t(ON)/(t(ON) + t(OFF))
导通时间由充电电容的时变电压方程导出:
V(t) = V(1 - e(-t/RC))
t(ON) = - r (5)Cln(1 - V(TRIPHI)/V(OUT))
断开时间由放电电容器上时变电压的方程导出:
V(t) = Ve(-t/RC)
t(OFF) = -R(4)Cln(V(TRIPLO)/V(OUT))
比较器的高和低行程水平是使用基尔霍夫现行定律得出的:
V (TRIPHI) = [R (3) (R (1) + (2)] / [R (3) (R (1) + (2) + R (1) (2))
V (TRIPLO) = [R (3) (2)] / [R (3) (R (1) + (2) + R (1) (2))
比较器的典型V(OUT)是V(DD)。假设占空比为2.5%,假设LBO在电池电压等于3V时触发比较器,那么产生的跳闸电平为低1V,高2V。与此性能相对应的标准组件值为:
C1 = 0.1µf
R1 = r2 = r3 = 1毫欧
R4 = 3.6毫欧
R5 = 91k欧姆
图1电路可容纳任何类型的杠杆收购输出(高电平或低电平)。MAX9030工作时的电源电流通常为35µA,关闭时仅为0.05µA。该电路体积小,功耗低,成本低,是电池供电系统的理想选择。
频繁的低电量指示或过放电会永久损坏电池。对于镍氢(NiMh)和锂离子(Li+)电池来说尤其如此。一个充满电的镍氢电池约为1.4V(未加载);它提供1.2V的标称平均电压,可以放电到约0.9V。任何进一步的放电都可能对电池造成永久性损伤。另外,一个充满电的锂离子电池可以提供4.2V(卸载)和3.6V的标称平均电压。它可以放电到2.5V左右。Li+电池绝不能在低于3V的情况下放电,以避免不可逆的损坏。一旦损坏,这些电池中的大多数最终将成为危险废物,并可能被填埋。
保护环境不受过度危险废物处置的影响是一个全球关注的问题。该应用电路有助于避免电池过放电,从而减少丢弃的电池数量及其对环境的负面影响。
这篇文章的类似版本出现在2001年5月3日的EDN杂志上。
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