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用于12V系统的电池监视器

用于12V系统的电池监视器
作者:Mert Nellis, W0UFO
翻译:LifeWieller
本文已发表于《电子制作》2014年4月刊

对于众多火腿来说,在操作电台或是给电池充电的时候能够确保电池处于正常状态是很有必要的。没有人愿意被电池故障影响到自己的心情。与其选择市面上的商品化的电池监视器,为什么不利用手头的原件自己做一个呢?
电路图如图1所示。四比较器LM339 是整个电路的主要元件。除此之外还需要一个5V的电压基准源和4个发光二极管。发光二极管用来指示四个电池电压区间。

使用
当电池电压高于50%电量电压时候橙色的LED会点亮。如果继续充电,当电压达到完全充电电压时,橙色和绿色的LED同时亮起。当电池电压低于50%电量电压时橙色和绿色LED熄灭,黄色LED亮起。如果继续放电至完全放电则红色LED发光,表明需要充电。如果你的手头没有不同颜色的发光二极管,也可以用发光二极管的位置或标签表示电量。

电路设计
本电路直接从电池取电。内部的5V电压基准可使用78L05稳压芯片或5.1V齐纳二极管。电路图中使用了齐纳二极管作为基准,但是如果有需要的话也可使用78L05和滤波电容代替。只要电池还有一点电量,本电路就能正常工作。
在电路中设计了切换开关S1,其作用是切换电池插座和测试插座,以方便调试电路。电源入口处串联的二极管D2作为反接保护二极管。

装配
这个电路可以采用搭棚方式焊接,或焊接在洞洞板上。具体元件布局取决于你所使用的元件。尽可能利用你能找到的材料,比如塑料盒等。这个电路为直流电路,所以元件布局对电路功能或性能并无影响。图2-图4是我的元件和电路板安装方式可供参考。

校准
电池插座与测试插座通过开关S1切换,因此只需拨动开关即可切换校准与工作模式。首先将充满电的12V铅酸蓄电池连接到校准插座,此时电池电压应为13.8V左右。调整R3至橙色发光二极管点亮,绿色发光二极管刚好点亮。放电中点电压由R1,R2,R10决定,大约为12V。红色发光二极管点亮时的电池电压可以由R1调整,此时电池电压应为10V左右。
电量指示:当电池电量低时指示低电量的红色和黄色发光二极管点亮。随着充电进行,电池电压升高,红色发光二极管首先熄灭,然后是黄色发光二极管熄灭,橙色发光二极管点亮。当电池充满电时绿色发光二极管点亮。

电池极性
在连接电池时需特别注意正负极。只有在正负极连接正确时候电路才会正常工作。串联在电路中的二极管D2可在无意接反正负极的时候保护电路。

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