节省电池的自动闩锁电路
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尽管可充电电池有很多优点,但过度放电会遭到损坏,以及缩短使用寿命。图1中的电路可以在电池电压低于某个预设极限时关闭电池供电的电器,例如,用 NiMH(镍氢)电池供电的LED闪光灯。虽然本电路的目标是LED闪光灯,但它也可以适用于任何电池供电的设备。由于无法保证用户会拆下电池去重新充电,因此当电池电压掉到可用极限以下时该电路就锁住闪光灯,这也是一个有力的暗示,即到了重新充电的时间了。
虽然用一个简单的非闩锁型电压比较器就能切断电源,但去掉电池负载时会造成电压波动,比较器恢复电源时又会强制进入闪光模式。本电路可关闭闪光灯,并且除非用户用开关S1手动接通灯,否则它会一直保持关断状态。
IC1是On Semiconductor公司的600mA NCP1421 PFM升压同步整流DC/DC转换器,它构成电路的心脏,但这个基本电路适用于其它提供类似功能的转换器(参考文献1)。NCP1421的主要特性包括一个集成 LBI/EN(低电池输入/使能)和一个漏极开路LBO(低电池输出)。电路用两个 AA NiMH 电池供电工作,由一个普通的升压稳压器构成:一只电感器、输入和输出电容器,以及IC1右侧的电流检测电路。R3和R2分压产生的LED正向电压,以及电流检测电阻器R1上的电压共同产生一个反馈电压,与NCP1421的1.2V标称基准电压作比较。
在输入侧,IC1的LBI/EN脚通过一个R4、R5和R10组成的分压网络连接到电池上。当LBI/EN电压超过1.2V时,NCP1421保持使能状态。当LBI/EN电压降低到1.2V以下时,LBO检测脚为低电平,Q3导通,为Q1的基极提供电流。当Q1导通时,Q2的基极为低电平,锁住由Q1和Q2构成的虚拟可控硅(SCR),IC2是集成式双晶体管MBT3946DW1。
另外,Q1将LBI/EN脚锁定为低电平,以防止IC1在卸除负载时再次导通。要重新起动这个电路,必须用开关S1切断电路的电源。电阻器R4、R5和R10为LBO检测器设定电池电压断点。R5亦设定了SCR激活时电池流出的电流值。当电池电压跌至大约1.3V时,电路关闭,此时LBI/EN脚达到1.2V。