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由分立器件设计的汽车12V电池电量指示器(上)

2018年08月15日 综合电路图 暂无评论 阅读 3,497 次

汽车12V电池电量指示器电路:

(点击图片查看高清原图!)

 

电路图功能:

本例电路由三极管,电阻,稳压管,LED等分立器件设计而成,检测汽车12V电池的电压,根据电压来点亮不同的LED,以此来表示电池电压的多少。

 

电路图讲解:

既然是检测电池电压,那就是在电池不同电压值时可以让发光二极管处于不同的发光状态,以此来让我们知道电池的电量还剩下多少。

那电池的不同电压值怎么去检测呢?靠的就是图中的稳压二极管来采样。

图中有两个稳压二极管,分别是1N4740,1N4742。根据它们的数据手册,可以查看到它们的关键参数——1N4740是10V的稳压管,1N4742是12V的稳压管。

根据汽车12V铅酸电池放电限制电压10.5V,和充满电限制电压14.4V的条件,我们简要的将电池电压分为下面几种情况来分析:

A:电池电压大于10V,小于11V;

B:电池电压大于11V,小于12V;

C:电池电压大于12V,小于13V;

D:电池电压大于13V,小于14V;

E:电池电压大于14V。

 

首先我们看第一种情况:

A:电池电压大于10V,小于11V;

当电池电压大于10V,小于11V时,稳压管D4(10V)导通,但Q3截止。三极管Q4通过发光二极管D2,电阻R3,R4的基极偏置电路而导通,使发光二极管D1被点亮。

这里有两个情况对新手来说比较难理解:

1、为什么稳压管D4导通了,反而Q3截止呢?

2、为什么发光二极管D2有电流流过而不亮呢?

 

第一个问题:

稳压管D4是10V的击穿电压,所以在电池电压大于10V,小于11V这个区间内,我们取中间值10.5V,稳压管D4要分去10V的电压,这样b点的电压值最大也只有0.5V,满足不了三极管Q3发射结正偏的要求,所以Q3截止。

 

第二个问题:

在电池电压大于10V,小于11V内,流过发光二极管的电流是通过电阻R3,R2,以及Q4的发射结到电池负极的。

所以发光二极管有电流流过但是不亮,是因为流过D2的电流太小,不足以使它点亮。

流过发光二极管的电流初步估算为:(12-0.7)V/(50.3)K = 0.225mA。这点电流是不足以使发光二极管D2点亮的。

再看看D3的工作情况,D5反向截止,三极管Q1,Q2截止,D3熄灭。

总结:电池电压大于10V,小于11V时,D1亮,D2,D3灭。

 

第二种情况:

B:电池电压大于11V,小于12V;

当电池电压在大于11V,小于12V区间内时,三极管Q3能导通了,流过发光二极管D2的电流变大了,使得D2被点亮,而且Q4还是导通的,D1也是被点亮的。

D5还是处于反向截止状态,三极管Q1,Q2截止,D3熄灭。

电压上升了,Q3能够导通,D2被点亮应该都能理解了。这里要理解的就是D4还保持导通状态。

我们还是取中间值11.5V来计算:

Q3的基极电流 = (11.5 - 0.7)V / 10K = 0.08mA(80uA),查看BC237BP数据手册可以判断Q3处于放大状态,a点电压还是能够使Q4导通。

总结:电池电压大于11V,小于12V时,D1,D2亮,D3灭。

 

后面三种情况下次分析。AB这两种情况,关键是理解发光二极管D2,三极管Q3的工作过程。

备注:这个电路通过仿真来理解会很直观,仿真时,可用万用表测量Q3的基极电流,和Uce电压来理解。

 

 



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