Circuito de bajo nivel de batería - Cambio del nivel de "disparo"

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Estoy recreando un circuito simple de bajo nivel de batería que enciende un LED de bajo consumo para indicar que se debe cambiar la batería. El circuito se muestra a continuación.

Haydoscosasquemegustaríacambiarenestecircuito.

  1. Elvoltajedecorteesdeaproximadamente6.9V.Basadoenmianálisisinicial,todoloquenecesitohacerparacambiarestoescambiareldiodoZener.LatensióndecorteeslasumadeVz(latensióndelarodillaZener)ylacaídade0.7Veneldiodo,Vd.Porlotanto,siquieroqueelcorteseamásrápidoduranteelciclodedescarga(esdecir,7.5V),asumoquesolonecesitocambiareldiodoZenerde6.2VporundiodoZenerde6.8V.¿Esestasuposicióncorrecta?¿Algunodelosvaloresderesistencianecesitacambiar?
  2. QuieroeliminarelLEDverdedelcircuitoyelBcTNPNBc547másalaizquierda,ysolotengounindicadorde"batería baja". ¿Cómo reduzco el circuito existente a solo esto?
pregunta DevNull

3 respuestas

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  1. También debe cambiar la resistencia de 10k para limitar la corriente máxima que fluye a través del diodo Zener (aumente el valor si usa un zener de menor voltaje). Para 6.8 V zener, la corriente será más pequeña, por lo que la resistencia de 10k está bien.
  2. Puedes reemplazarlo con una resistencia. 1 k o más debería funcionar.
respondido por el Cornelius
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  1. Su análisis es aproximadamente correcto. Si el 6.9V es razonablemente preciso, debe funcionar el cambio del zener por un tipo similar de zener con 6.9V Vbr. Puede que no sea exacto, por supuesto, debido a las tolerancias y otras razones.

  2. Simplemente reemplace el LED verde + 330R con una resistencia, algo así como 10K estaría bien. También reduciría los 47K a 10K.

respondido por el Spehro Pefhany
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  1. Sus cálculos basados en el Vz del zener dependen un poco de la corriente del zener. Los zeners con polarización inversa tienen su voltaje de rodilla especificado a una corriente especificada, su esquema permite una "corriente de fuga" muy pequeña, pero esto también influye en la polarización del zener. Esto significa que se requiere cierta experimentación o búsqueda de gráficos para encontrar su valor.

  2. Le propondría un poco de matemáticas para encontrar la mejor solución para su situación exacta con las pérdidas más bajas:

Desea que el LED se encienda a aproximadamente 7.2V. Voy a hacer la suposición de que desea que funcione en el rango de 6V a 7.2V, por lo que usaremos esos dos como los extremos de nuestro cálculo. Además, para facilitar el ejemplo, voy a asumir un hfe del BC547 de 100. un tipo BC547C puede subir hasta 500 en las circunstancias correctas.

Primero que nada, mencionas un LED de bajo consumo. De nuevo, esto supone un supuesto, ya que no se hacen especificaciones, asumiré que la corriente del LED es de 2 mA y que el LED rojo se adhiere a los puntos en común, y necesita aproximadamente 1.9 V a esa corriente. ¡Aquí vamos !:

V + más bajo = 6V, I (led) = 0.002A, V (led) = 1.9V, significa: R (led) = (6V - 1.9V) / 0.002A = 2.1k Ohm.

Corriente LED a 7.2V: I (led-7.2) = (7.2V - 1.9V) / 2.1kOhm = 2.5mA

La corriente en la base del transistor del LED se convierte en 25uA a 7.2V y 20uA a 6V (dividida por hfe, que se supone 100). Lo que significa:

Valor de resistencia de polarización, máximo: Rbias = (V + - Vbase) / I (base) = (7.2V - 0.7V) / 25uA = 260kOhm; o (6V - 0.7V) / 20uA = 265kOhm. Significado 260kOhm es nuestro límite superior. Vamos a elegir 133kOhm para estar bien en el lado seguro:

R (pull-up) = 100kOhm y R (base) = 33kOhm (hace 133kOhm juntos).

Ahora, el primer transistor solo se enciende cuando la batería está entre 9V y 7.2V para evitar que el transistor LED se encienda. Usamos eso para hacer los cálculos restantes:

I (pull-up) = 9V / 100kOhm = 90uA; o 7.2V / 100kOhm = 72uA. Ambos valores están por debajo de 100uA y queremos poner al menos un par de uA en la base del primer transistor, así que usaremos 1uA como mínimo.

Si queremos que el transistor se encienda al primer signo de una diferencia de 0.7V, debemos asumir un voltaje diferencial de 15 a 30mV sobre la resistencia, haciendo que:

R (base) = 30mV / 1uA = 30kOhm.

El resto está determinado por su elección de Zener y Resistor para determinar el voltaje de disparo inicial, en este caso, la configuración de su transistor utilizará aproximadamente 95uA a 150uA de corriente cuando se apague. El resto de los "residuos" será determinado por su Zener. Una vez que la batería se encuentre en el nivel de disparo, el zener comenzará a cortarse, por lo que su pérdida se minimizará lentamente, pero luego, por supuesto, su LED agotará 2 mA.

Para una operación confiable, desea que Iz no se aleje demasiado de su óptimo, es decir, no sea un factor de 100. Pero es probable que haya tipos que puedan producir efectos decentes con una corriente de polarización de 0.5 mA.

El esquema se convierte en:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el Asmyldof

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