This design completely shuts down t

This design completely shuts down the loading of the battery, and draws no current itself when active - this is because the gate current is virtually zero when the MOSFET is active (unlike a transistor).

A very clever design that is simplicity itself.



Executive Summary of the Rechargeable Battery Protection Circuit
A field-effect transistor is coupled, to conduct current from a rechargeable battery, to a load, so long as the voltage potential across the rechargeable battery is sufficient to turn on the field-effect transistor. This prevents the rechargeable battery discharging below a predetermined value, thereby protecting the rechargeable battery from permanent damage from overdischarge.

Background of the Rechargeable Battery Protection Circuit
The design relates to protecting batteries, especially rechargeable batteries, from discharging past the point where internal chemical and physical changes occur that render the battery incapable of being fully recharged.

Rechargeable batteries are expensive, the expense increasing with the capacity. Nickel-cadmium and lithium rechargeable batteries have long shelf lives and high capacity, characteristics that make them useful in applications such as laptop computers, portable electric tools and high intensity lamps.

Lithium batteries have a tendency to explode if operated beyond their capacity. Nickel-cadmium batteries reverse polarity if discharged below a threshold value.

Rechargeable batteries are irreversibly damaged if too much energy is drained before recharging. Internal chemical and physical alterations take place if power is taken after the energy level of the battery falls below a certain threshold.

Prior art circuits include relays wired in series or parallel with the load with the normally open contacts in series with the battery and the load. While the battery is sufficiently charged to keep the relay activated, the battery is coupled to the load. When the potential drops below a value depending on the characteristics of the relay, the relay drops out, opening the circuit between the battery and the load.

This arrangement consumes an inordinate amount of power in the relay coil and the relays suitable for the purpose are expensive. Relays that are kept on for long lengths of time tend to lock up and fail to drop out when sufficient power is no longer applied because of magnetization of the relay components.

Other prior art circuits include solid state circuits using a plurality of circuit components to sense the voltage being applied and to operate a switch, usually a transistor, when the sensed voltage falls to a predetermined value. The circuits themselves consume power which shortens the operating time of the rechargeable batteries.

U.S. Pat. No. 4,342,953 shows a battery protection circuit for preventing overdischarge of rechargeable batteries. A sensing stage is provided to cause a light, powered by the rechargeable battery, to dim as the cutoff voltage is approached.

U.S. Pat. No. 4,056,765 discloses a triplet of monitor circuits for sensing the output voltages associated with charging a battery. A first circuit employs a zener diode and detects excessively low battery voltage. A second circuit detects excessively low generator voltage. A third circuit detects an excessively high charging voltage. The circuits do not control the voltages but merely supply an indication of the various conditions.

U.S. Pat. No. 4,785,229 discloses a battery protection circuit for shutting down power when the monitored voltage falls below a predetermined threshold value.

U.S. Pat. No. 4,698,578 teaches a circuit for controlling the supply of power from a battery to a load. When the circuit detects that the remaining energy in the battery has dropped to a predetermined value, it supplies a notification to the operator.

U.S. Pat. No. 4,291,266 shows a circuit for charging a battery from solar cells, for example, by acting as an ideal diode, i.e., eliminating the forward voltage drop across an actual diode. This reduces the loss in a low drain circuit such as an electronic wristwatch.

U.S. Pat. No. 4,302,791 discloses a circuit using a pair of MOSFET transistors as switches to apply or to remove positive and negative voltages to a protected device simultaneously. This is useful when sequencing power to operational amplifiers, for example, when one of the power supplies is interrupted or abnormal, subjecting the powered device to unusual and unbalanced power conditions.

U.S. Pat. No. 4,546,302 relates to a protective circuit for a current regulated battery charging circuit from damage due to reverse polarity or short circuits.

U.S. Pat. No. 4,980,746 shows an integrated circuit diode for isolating a back up power supply battery so the battery cannot be charged while the primary power supply is active. The design is the construction of the diode on the substrate to prevent minority carrier diffusion.

U.S. Pat. No. 4,845,391 discloses a three terminal switching power supply incorporating fast switching speed with low forward voltage drop. The circuit can function as if it were a thyristor or triac that can be switched by a gate voltage of one polarity.

U.S. Pat. No. 4,704,542 teaches a standby power supply circuit that disconnects the battery when the voltage drops below a given potential.

U.S. Pat. No. 3,721,887 shows a bistable circuit that is energized by an A-C supply to an unregulated power supply to couple power to a load. When the A-C supply fails, the load is coupled to a battery back up supply. The load is disconnected from the battery when the latter's voltage drops below a threshold value. Power to the load can then be resupplied only when the A-C supply is restored.

U.S. Pat. No. 4,857,985 teaches an FET as part of an integrated circuit for protecting the integrated circuit from reverse polarity.

While suitable for their purposes, the prior art circuits use complicated circuitry for sensing voltages and controlling switches. The circuits themselves consume power and are subject to failure or damage under abnormal conditions.

Summary of the Rechargeable Battery Protection Circuit
According to the design, a field-effect transistor (FET) is coupled with its gate and source across the terminals of the rechargeable battery and its drain and gate forming the connections to the load. So long as the source-to-gate voltage exceeds a certain threshold, depending on the characteristics of the FET, the battery is effectively coupled to the load.

When the voltage supplied by the rechargeable battery falls below a certain value, i.e., the voltage required to turn on the FET, the FET ceases to conduct, effectively disconnecting the battery from the load, preventing any further discharge of the battery.

FETs having different characteristics are easily available so there is usually an FET type for any application. The characteristics of importance are the gate-to-source voltage needed to turn on the FET and the power rating. Since MOSFETs have low leakage currents, they are an effective switch for this application.

The simplicity of the circuit for protecting rechargeable batteries makes it universally useful for circuits with rechargeable batteries from laptop computers to flashlights.

Description of the Rechargeable Battery Protection Circuit
The design is the use of a three-terminal device having the characteristics of conducting electrical current from a first terminal to a second terminal so long as the voltage between the first and third terminals exceed a given threshold connected between a rechargeable battery and a load so that, when the rechargeable battery discharges to the point that its voltage is less that the threshold value, it disconnects the battery from the load to prevent any further discharge.

The characteristics of field-effect transistors have cut-off voltages between the gate and source that make such transistors useful for making the design. The characteristics of a metal-oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET) are especially suitable for the design because, in addition to the cut-off characteristics, the gate draws negligible current and therefore does not bleed additional current after cut-off as would be the case with a bipolar transistor.


Figure 1 : Is a circuit according to the invention for the rechargeable battery protection circuit



In the circuit of FIG. 1, an MOSFET 17 is coupled so that current is passed from a rechargeable battery 11 to a load 15 so long as the MOSFET 17 is forward biased by virtue of its gate terminal being connected to the negative terminal of the rechargeable battery 11 and its source to the positive terminal.

When the rechargeable battery 11 discharges to the point at which its voltage is at or below the value of the MOSFET 17 gate-to-source cut-off voltage, the MOSFET 17 effectively disconnects the battery 11 from the load 15, preventing further discharge of the rechargeable battery.

Because of the extremely low gate current of the MOSFET 17, the rechargeable battery 11 does not discharge further.

A typical commercially available MOSFET suitable for the described purpose is a Motorola MTP3N40 which has a cut-off voltage of approximately four volts.


Figure 2 : Is an alternate embodiment of the invention for the rechargeable battery protection circuit



If necessary, the cut-off voltage can be set by a voltage divider as illustrated in the embodiment shown in FIG. 2. The rechargeable battery 11, the load 15, and the MOSFET 17 operate as previously described except that the gate terminal of the MOSFET 17 is connected to a voltage divider formed by resistors 21 and 23.

By choosing resistor values in a manner well known in the art, the cut-off voltage of the MOSFET 17 can be set to a predetermined value. In the case of the MTP3N40, the MOSFET 17 can be biased to cut-off when the voltage supplied by the rechargeable battery 11 falls below six volts.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ออกแบบนี้ทั้งหมดปิดโหลดของแบตเตอรี่ และวาดไม่ปัจจุบันเองเมื่อใช้งาน - เนื่องจากประตูปัจจุบันเป็นแทบเป็นศูนย์เมื่อมอสเฟตใช้งานอยู่ (ต่างจากทรานซิสเตอร์)ออกแบบฉลาดมากที่เรียบง่ายเองบทสรุปของวงจรป้องกันแบตเตอรี่แบบชาร์จเป็นฟิลด์–ผลทรานซิสเตอร์เป็นของควบคู่ การดำเนินกระแสแบตเตอรี่แบบชาร์จ บรรทุก ตราบใดที่แรงดันไฟฟ้าอาจเกิดขึ้นในแบตเตอรี่แบบชาร์จเพียงพอที่จะเปิดใช้งานฟิลด์–ผลทรานซิสเตอร์ นี้ป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่แบบชาร์จปล่อยต่ำกว่าค่าที่กำหนดไว้ เพื่อป้องกันแบตเตอรี่แบบชาร์จจากความเสียหายถาวรจาก overdischargeพื้นหลังของวงจรป้องกันแบตเตอรี่แบบชาร์จการออกแบบที่เกี่ยวข้องเพื่อป้องกันแบตเตอรี่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งแบตเตอรี่แบบชาร์จ จากปล่อยอดีตที่จุดที่เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี และกายภาพภายในที่ทำให้แบตเตอรี่เต็มกำลัง recharged หมันแบตเตอรี่แบบชาร์จได้ราคาแพง ค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้นกับกำลังการผลิต นิกเกิล แคดเมียมและลิเทียมแบตเตอรี่แบบชาร์จได้ยาวชั้นชีวิต และกำลังการผลิตสูง ลักษณะที่ให้ประโยชน์ในการใช้งานเช่นคอมพิวเตอร์แล็ปท็อป เครื่องมือไฟฟ้าแบบพกพา และโคมไฟความเข้มสูงแบตเตอรี่ลิเธียมมีแนวโน้มที่จะกระจายถ้าดำเนินการเกินกว่ากำลังการผลิต แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมกลับขั้วออกด้านล่างค่าขีดจำกัดการแบตเตอรี่แบบชาร์จสะท้อนเสียถ้าพลังงานเกินจะระบายออกก่อนที่จะไป การเปลี่ยนแปลงทางเคมี และกายภาพภายในเกิดขึ้นถ้าพลังงานถูกหลังจากระดับพลังงานของแบตเตอรี่ลดลงต่ำกว่าขีดจำกัดบางอย่างศิลปะก่อนวงจรรวมรีเลย์แบบใช้สายในชุดหรือขนานกับโหลดที่ มีติดต่อเปิดปกติในชุดแบตเตอรี่และโหลด ในขณะที่แบตเตอรี่พอคิดให้รีเลย์ที่เปิดใช้งาน แบตเตอรี่เป็นควบคู่กับโหลด เมื่อศักยภาพขีดค่าขึ้นอยู่กับลักษณะของการ relay รีเลย์ที่หยดออก เปิดวงจรระหว่างแบตเตอรี่และโหลดการจัดเรียงนี้ใช้นานกว่าปกติของไฟฟ้าในขดลวดของรีเลย์ และรีเลย์ที่เหมาะสมสำหรับวัตถุประสงค์มีราคาแพง รีเลย์ที่อยู่บนสำหรับความยาวนานของเวลามักจะ ล็อค และไม่สามารถปล่อยออกเมื่อไม่มีใช้พลังงานที่เพียงพอเนื่องจาก magnetization ของคอมโพเนนต์ของรีเลย์อื่น ๆ ศิลปะทราบวงจรรวมวงจรของแข็งใช้ได้ประกอบวงจรสัมผัสแรงดันไฟฟ้าที่ถูกใช้ และมีสวิตช์ มักจะเป็นทรานซิสเตอร์ เมื่อแรงดันไฟฟ้า sensed ตรงกับค่าที่กำหนดไว้ วงจรตัวเองใช้พลังงานซึ่งช่วยประหยัดเวลาทำงานของแบตเตอรี่แบบชาร์จสหรัฐอเมริกาพัฒน์ หมายเลข 4,342,953 แสดงแบตเตอรี่ป้องกันวงจรป้องกันของแบตเตอรี่แบบชาร์จ overdischarge ขั้น sensing ไว้ทำไฟ ขับเคลื่อน ด้วยแบตเตอรี่แบบชาร์จ สลัวเป็นเวลาแรงดันตัดยอดสหรัฐอเมริกาพัฒน์ หมายเลข 4,056,765 ชัดเจน triplet วงจรจอภาพสำหรับเอาท์พุทที่เกี่ยวข้องกับการชาร์จแบตเตอรี่ไร้สาย วงจรแรกใช้ซีเนอร์ไดโอด และตรวจพบแรงดันแบตเตอรี่ต่ำมากเกินไป วงจรที่สองตรวจพบแรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ต่ำมากเกินไป วงจรที่สามตรวจพบแรงดันชาร์จสูงมากเกินไป วงจรการควบคุมแรงดัน ได้เพียงจัดหาข้อบ่งชี้เงื่อนไขต่าง ๆสหรัฐอเมริกาพัฒน์ หมายเลข 4,785,229 ชัดเจนวงจรป้องกันแบตเตอรี่สำหรับปิดไฟฟ้าเมื่อแรงดันไฟฟ้าตรวจสอบลดลงต่ำกว่าค่าขีดจำกัดที่กำหนดไว้สหรัฐอเมริกาพัฒน์ หมายเลข 4,698,578 สอนวงจรสำหรับการควบคุมอุปทานของพลังงานจากแบตเตอรี่เพื่อโหลด เมื่อวงจรตรวจพบว่า พลังงานที่เหลือในแบตเตอรี่ได้ลดลงเป็นค่าที่กำหนดไว้ ส่งการแจ้งเตือนเพื่อดำเนินการสหรัฐอเมริกาพัฒน์ หมายเลข 4,291,266 แสดงวงจรสำหรับชาร์จแบตเตอรี่จากพลังงานแสงอาทิตย์เซลล์ เช่น โดยทำหน้าที่เป็นไดโอดเหมาะ เช่น ขจัดแรงดันไปข้างหน้าปล่อยผ่านไดโอดตัวจริง ลดการสูญเสียในวงจรท่อระบายน้ำต่ำเช่นนาฬิกาข้อมือราคาเป็นอิเล็กทรอนิกส์สหรัฐอเมริกาพัฒน์ หมายเลข 4,302,791 ชัดเจนเป็นวงจรที่ใช้คู่ของมอสเฟต transistors เป็นสวิตช์ การใช้ หรือ การเอาแรงดันบวก และลบเพื่อป้องกันอุปกรณ์พร้อม การทำเช่นนี้มีประโยชน์เมื่อลำดับเบสอำนาจดำเนินงานเครื่องขยายเสียง เช่น เมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอย่างใดอย่างหนึ่งถูกขัดจังหวะ หรือผิด ปกติ แล้วก็กดชัตเตอร์อุปกรณ์ขับเคลื่อนพลังงานปกติ ความสมดุลเงื่อนไขสหรัฐอเมริกาพัฒน์ 4,546,302 หมายเลขที่เกี่ยวข้องกับวงจรป้องกันในตัวปัจจุบันควบคุมแบตเตอรี่วงจรจากความเสียหายเนื่องจากการกลับขั้วหรือลัดวงจรสหรัฐอเมริกาพัฒน์ หมายเลข 4,980,746 แสดงเป็นไดโอดวงจรรวมสำหรับแยกแบตเตอรี่จ่ายพลังงานสำรองจึงไม่สามารถชาร์จแบตเตอรี่ขณะใช้งานไฟหลัก การออกแบบการก่อสร้างไดโอดบนพื้นผิวเพื่อป้องกันชนกลุ่มน้อยผู้ขนส่งแพร่ได้สหรัฐอเมริกาพัฒน์ หมายเลข 4,845,391 เปิดเผยมีสามเทอร์มินัลสลับพลังงานอุปทานเพจสลับความรวดเร็วกับการปล่อยแรงดันต่ำไปข้างหน้าอย่างรวดเร็ว วงจรสามารถทำงานนั้น thyristor หรือ triac ที่สามารถสลับได้ โดยแรงดันไฟฟ้าประตูของขั้วหนึ่งสหรัฐอเมริกาพัฒน์ หมายเลข 4,704,542 สอนวงจรการจัดหาพลังงานที่ยกเลิกติดต่อแบตเตอรี่เมื่อแรงดันไฟฟ้าเกินขีดศักยภาพให้สหรัฐอเมริกาพัฒน์ พลังงาน bistable เป็นวงจรที่แสดงหมายเลข 3,721,887 โดยจัดเป็น A-C การไฟฟ้าการรีดพลังงานคู่เพื่อโหลด เมื่อไม่สามารถจัดหา A-C โหลดเป็นควบคู่กับแบตเตอรี่สำรองจ่าย โหลดไม่ได้เชื่อมต่อจากแบตเตอรี่เมื่อแรงดันไฟฟ้าหลังของขีดจำกัดค่า แล้วจะ resupplied จะโหลดเฉพาะเมื่อคืนจัด A-Cสหรัฐอเมริกาพัฒน์ หมายเลข 4,857,985 สอน FET ที่เป็นส่วนหนึ่งของวงจรรวมการป้องกันวงจรรวมจากกลับขั้วขณะที่เหมาะสมสำหรับวัตถุประสงค์ของพวกเขา วงจรศิลปะก่อนใช้วงจรที่ซับซ้อนสำหรับการตรวจวัดแรงดัน และควบคุมสวิตช์ วงจรตัวเองใช้พลังงาน และอาจมีความล้มเหลว หรือความเสียหายภายใต้เงื่อนไขปกติสรุปวงจรป้องกันแบตเตอรี่แบบชาร์จตามการออกแบบ การฟิลด์–ผลทรานซิสเตอร์ (FET) เป็นควบคู่กับประตูและแหล่งที่มาของข้ามขั้วแบตเตอรี่แบบชาร์จ และท่อระบายน้ำ และประตูขึ้นรูปการเชื่อมต่อกับโหลด ตราบใดที่แรงดันแหล่งประตูเกินบางขีดเริ่ม ขึ้นอยู่กับลักษณะของ FET แบตเตอรี่อยู่ได้อย่างมีประสิทธิภาพควบคู่ไปโหลดเมื่อแรงดันไฟฟ้าจากแบตเตอรี่แบบชาร์จลดลงต่ำกว่าค่ากำหนด เช่น แรงดันไฟฟ้าต้องเปิด FET, FET ที่ยุติการดำเนินการ ยกแบตเตอรี่โหลด ป้องกันใด ๆ ปล่อยเพิ่มเติมของแบตเตอรี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพFETs มีลักษณะแตกต่างกันจะได้โดยง่ายจึงมักจะมีชนิดของ FET การสำหรับโปรแกรมประยุกต์ใด ๆ ลักษณะสำคัญเป็นประตูต้นทางแรงดันไฟฟ้าต้องเปิด FET และประเมินพลังงานที่ ตั้งแต่ MOSFETs มีกระแสรั่วไหลต่ำ พวกเขาได้สลับมีประสิทธิภาพสำหรับโปรแกรมประยุกต์นี้ความเรียบง่ายของวงจรป้องกันแบตเตอรี่แบบชาร์จทำให้แพร่หลายเป็นประโยชน์สำหรับวงจรกับแบตเตอรี่แบบชาร์จจากคอมพิวเตอร์แล็ปท็อปกับไฟฉายคำอธิบายของวงจรป้องกันแบตเตอรี่แบบชาร์จการออกแบบคือ การใช้อุปกรณ์สามเทอร์มินัลที่มีลักษณะของการทำกระแสไฟฟ้าจากสถานีแรกการเทอร์มินัลที่สองเป็นแรงดันไฟฟ้าระหว่างเทอร์มินัลแรก และที่สามเกินขีดจำกัดกำหนดที่เชื่อมต่อระหว่างโหลดและแบตเตอรี่แบบชาร์จนั้น เมื่อแบตเตอรี่แบบชาร์จ discharges จุดของแรงดันไฟฟ้าที่น้อยกว่าที่ค่าขีดจำกัด ได้ยกเลิกติดต่อแบตเตอรี่โหลดเพื่อป้องกันไม่ให้จำหน่ายได้อีกด้วยลักษณะของฟิลด์–ผล transistors ได้แรงดันตัดระหว่างประตูและแหล่งที่ทำให้ transistors ดังกล่าวเป็นประโยชน์สำหรับการออกแบบ ลักษณะของแบบโลหะ-ออกไซด์-สารกึ่งตัวนำฟิลด์–ผลทรานซิสเตอร์ (มอสเฟต) จะเหมาะกับการออกแบบเนื่องจาก นอกจากลักษณะตัด ประตูดึงระยะปัจจุบัน และดังนั้นจึง ไม่มีเลือดออกเพิ่มเติมปัจจุบันหลังตัดเท่าที่จะเป็นในกรณีของทรานซิสเตอร์ไฟที่ไบโพลาร์รูปที่ 1: เป็นวงจรตามการประดิษฐ์สำหรับวงจรป้องกันแบตเตอรี่แบบชาร์จ ในวงจรของ FIG. 1, 17 มอสเฟตมีควบคู่นั้นปัจจุบันถูกส่งผ่านจากแบตเตอรี่แบบชาร์จ 11 ไปโหลด 15 เป็น 17 มอสเฟตจะลำเอียงไปข้างหน้าอาศัยเทอร์มินัลของประตูที่กำลังเชื่อมต่อกับเทอร์มินัลลบของแบตเตอรี่แบบชาร์จ 11 และแหล่งให้เทอร์มินัลบวกเมื่อแบตเตอรี่แบบชาร์จ 11 discharges ไปยังจุดที่แรงดันไฟฟ้าเป็นที่ หรือต่ำ กว่าค่าของแรงดันไฟฟ้าตัดประตูแหล่งมอสเฟต 17, 17 มอสเฟตมีประสิทธิภาพยกเลิกติดต่อแบตเตอรี่ 11 โหลด 15 ป้องกันเพิ่มเติมจำหน่ายแบตเตอรี่แบบชาร์จเพราะกระแสต่ำมากประตู 17 มอสเฟต แบตเตอรี่แบบชาร์จ 11 ไม่ถ่ายเพิ่มเติมแบบทั่วไปใช้ได้ในเชิงพาณิชย์มอสเฟตเหมาะสมสำหรับวัตถุประสงค์อธิบายไว้เป็น MTP3N40 โมโตโรล่าซึ่งมีแรงตัดประมาณ 4 โวลท์รูปที่ 2: เป็นการลื่นอื่นของประดิษฐ์สำหรับวงจรป้องกันแบตเตอรี่แบบชาร์จ ถ้าจำเป็น สามารถ โดยแบ่งแรงดันตั้งแรงดันตัดดังที่แสดงในลื่นแสดงใน FIG. 2 แบตเตอรี่แบบชาร์จ 11 โหลด 15 และ 17 มอสเฟตมีอธิบายไว้ก่อนหน้านี้เป็น การเชื่อมต่อเทอร์มินัลเก 17 มอสเฟตแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้น โดย resistors 21 และ 23โดยการเลือกค่าตัวต้านทานในลักษณะรู้จักกันดีในศิลปะ สามารถตั้งแรงดันตัด 17 มอสเฟตเป็นค่าที่กำหนดไว้ ในกรณีของ MTP3N40 สามารถมีลำเอียง 17 มอสเฟตจะตัดเมื่อแรงดันไฟฟ้าจากแบตเตอรี่แบบชาร์จ 11 ลดลงต่ำกว่า 6 โวลต์

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การออกแบบนี้จะสมบูรณ์ปิดการโหลดของแบตเตอรี่และดึงปัจจุบันไม่มีตัวเองเมื่อใช้งาน -. นี้เป็นเพราะในปัจจุบันประตูแทบจะเป็นศูนย์เมื่อ MOSFET มีการใช้งาน (ไม่เหมือนทรานซิสเตอร์). การออกแบบที่ฉลาดมากที่มีความเรียบง่ายของตัวเองบทสรุปผู้บริหารคุ้มครองชาร์จแบตเตอรี่วงจรทรานซิสเตอร์สนามผลคือคู่ที่จะดำเนินการในปัจจุบันจากแบตเตอรี่เพื่อโหลดตราบใดที่มีศักยภาพแรงดันไฟฟ้าในแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟจะเพียงพอที่จะเปิดทรานซิสเตอร์สนามผลกระทบ นี้จะช่วยป้องกันแบตเตอรี่คายประจุต่ำกว่าค่าที่กำหนดไว้จึงปกป้องแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟจากความเสียหายถาวรจาก overdischarge. ประวัติความเป็นมาของการป้องกันการชาร์จแบตเตอรี่วงจรการออกแบบที่เกี่ยวข้องกับการปกป้องแบตเตอรี่ชาร์จแบตเตอรี่โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากการปฏิบัติที่ผ่านมาจุดที่สารเคมีภายในและทางกายภาพการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นที่ทำให้แบตเตอรี่ความสามารถในการรับการชาร์จใหม่ได้อย่างเต็มที่. แบตเตอรี่ที่สามารถชาร์จมีราคาแพงค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้นกับความสามารถในการ นิกเกิลแคดเมียมและลิเธียมแบตเตอรี่ชาร์จมีชีวิตหิ้งยาวและความจุสูง, ลักษณะที่ทำให้พวกเขามีประโยชน์ในการใช้งานเช่นเครื่องคอมพิวเตอร์แล็ปท็อป, เครื่องมือไฟฟ้าแบบพกพาและโคมไฟความเข้มสูง. แบตเตอรี่ลิเธียมมีแนวโน้มที่จะระเบิดได้หากดำเนินการเกินความจุของพวกเขา แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมขั้วกลับถ้าปล่อยออกมาต่ำกว่าค่าเกณฑ์. แบตเตอรี่ที่สามารถชาร์จได้รับความเสียหายถาวรถ้าพลังงานมากเกินไประบายก่อนที่จะชาร์จประจุใหม่ สารเคมีภายในและการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพที่เกิดขึ้นถ้ากำลังจะนำมาหลังจากที่ระดับพลังงานของแบตเตอรี่ลดลงต่ำกว่าเกณฑ์ที่กำหนด. วงจรศิลปะก่อนรวมถึงรีเลย์สายในชุดหรือแบบคู่ขนานกับโหลดที่มีรายชื่อเปิดตามปกติในชุดที่มีแบตเตอรี่และโหลด . ในขณะที่แบตเตอรี่ชาร์จพอที่จะให้การถ่ายทอดการเปิดใช้งานแบตเตอรี่จะคู่กับการโหลด เมื่อมีศักยภาพลดลงต่ำกว่าค่าขึ้นอยู่กับลักษณะของการถ่ายทอดที่ถ่ายทอดหยดออกมาเปิดวงจรระหว่างแบตเตอรี่และโหลด. ข้อตกลงนี้กินจำนวนมากมายของพลังงานในขดลวดรีเลย์และรีเลย์เหมาะสมสำหรับวัตถุประสงค์ที่มี แพง รีเลย์ที่จะถูกเก็บไว้สำหรับความยาวนานมีแนวโน้มที่จะล็อคขึ้นและล้มเหลวที่จะเลื่อนออกเมื่อพลังงานเพียงพอที่จะนำไปใช้ไม่ได้เพราะการสะกดจิตของชิ้นส่วนการถ่ายทอด. อื่น ๆ วงจรศิลปะก่อนรวมถึงวงจรของรัฐที่มั่นคงโดยใช้เสียงข้างมากของชิ้นส่วนวงจรรู้สึก แรงดันไฟฟ้าที่ถูกนำมาใช้ในการดำเนินงานและสวิทช์มักทรานซิสเตอร์เมื่อแรงดันไฟฟ้ารู้สึกตรงกับค่าที่กำหนดไว้ วงจรตัวเองใช้พลังงานซึ่งช่วยลดระยะเวลาการดำเนินงานของแบตเตอรี่ชาร์จ. สหรัฐแพ็ต หมายเลข 4342953 แสดงวงจรป้องกันแบตเตอรี่สำหรับการป้องกัน overdischarge ของแบตเตอรี่ชาร์จ ขั้นตอนการตรวจจับให้บริการที่จะทำให้เกิดแสงที่ขับเคลื่อนโดยแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟที่สลัวเป็นแรงดันไฟฟ้าตัดเดิน. สหรัฐแพ็ต หมายเลข 4056765 เปิดเผยแฝดของวงจรการตรวจสอบสำหรับการตรวจจับแรงดันเอาท์พุทที่เกี่ยวข้องกับการชาร์จแบตเตอรี่ วงจรครั้งแรกที่พนักงานไดโอดซีเนอร์และตรวจสอบแรงดันแบตเตอรี่ต่ำเกินไป วงจรที่สองตรวจจับแรงดันไฟฟ้าต่ำเกินไปกำเนิด วงจรที่สามตรวจจับแรงดันไฟฟ้าชาร์จสูงมากเกินไป วงจรไม่ได้ควบคุมแรงดันไฟฟ้า แต่เพียงจัดหาบ่งบอกถึงสภาวะต่างๆได้. สหรัฐแพ็ต หมายเลข 4785229 เปิดเผยวงจรป้องกันแบตเตอรี่ปิดพลังงานเมื่อตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าเกณฑ์ที่กำหนดไว้ค่า. สหรัฐแพ็ต หมายเลข 4698578 สอนวงจรสำหรับการควบคุมการจัดหาพลังงานจากแบตเตอรี่ในการโหลด เมื่อวงจรตรวจพบว่าพลังงานที่เหลืออยู่ในแบตเตอรี่ได้ลดลงถึงค่าที่กำหนดไว้ก็วัสดุการแจ้งเตือนไปยังผู้ประกอบการ. สหรัฐแพ็ต หมายเลข 4291266 แสดงให้เห็นวงจรสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ออกจากเซลล์แสงอาทิตย์สำหรับตัวอย่างเช่นโดยการทำหน้าที่เป็นไดโอดที่เหมาะคือการขจัดแรงดันไปข้างหน้าข้ามไดโอดที่เกิดขึ้นจริง ซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียในวงจรท่อระบายน้ำต่ำเช่นนาฬิกาข้อมืออิเล็กทรอนิกส์. สหรัฐแพ็ต หมายเลข 4302791 เปิดเผยวงจรโดยใช้คู่ของทรานซิสเตอร์ MOSFET เป็นสวิทช์ที่จะใช้หรือการเอาแรงดันไฟฟ้าบวกและลบกับอุปกรณ์ที่มีการป้องกันพร้อมกัน นี้จะเป็นประโยชน์เมื่อลำดับอำนาจเครื่องขยายเสียงในการดำเนินงานเช่นเมื่อหนึ่งในอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ถูกขัดจังหวะหรือผิดปกติหนอนบ่อนไส้อุปกรณ์ขับเคลื่อนให้เข้ากับสภาพการใช้พลังงานที่ผิดปกติและไม่สมดุล. สหรัฐแพ็ต หมายเลข 4546302 เกี่ยวข้องกับวงจรป้องกันสำหรับแบตเตอรี่ที่ชาร์จในปัจจุบันที่มีการควบคุมวงจรจากความเสียหายที่เกิดจากการกลับขั้วหรือสั้นวงจร. สหรัฐแพ็ต หมายเลข 4980746 แสดงไดโอดวงจรรวมสำหรับการแยกกลับขึ้นแบตเตอรี่แหล่งจ่ายไฟเพื่อให้แบตเตอรี่ที่ไม่สามารถเรียกเก็บเงินในขณะที่แหล่งจ่ายไฟหลักมีการใช้งาน การออกแบบการก่อสร้างของไดโอดบนพื้นผิวเพื่อป้องกันการแพร่กระจายของชนกลุ่มน้อยผู้ให้บริการ. สหรัฐแพ็ต หมายเลข 4845391 เปิดเผยสามขั้วสลับไฟฟ้าผสมผสานความเร็วในการเปลี่ยนอย่างรวดเร็วด้วยแรงดันไปข้างหน้าลดลงต่ำ วงจรสามารถทำงานเป็นว่ามันเป็นทรานซิสเตอร์หรือ Triac ที่สามารถเปลี่ยนจากแรงดันประตูหนึ่งขั้ว. สหรัฐแพ็ต หมายเลข 4704542 สอนวงจรไฟสแตนด์บายที่ยกเลิกการเชื่อมต่อแบตเตอรี่เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงต่ำกว่าศักยภาพที่กำหนด. สหรัฐแพ็ต หมายเลข 3721887 แสดงให้เห็นวงจร bistable ที่พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟ AC เข้ากับแหล่งจ่ายไฟอลหม่านสู่อำนาจคู่ที่จะโหลด เมื่ออุปทาน AC ล้มเหลวโหลดจะคู่กับแบตเตอรี่สำรองอุปทาน โหลดจะถูกตัดการเชื่อมต่อจากแบตเตอรี่เมื่อแรงดันหลังลดลงต่ำกว่าค่าเกณฑ์ อำนาจในการโหลดนั้นจะสามารถ resupplied เฉพาะเมื่ออุปทาน AC มีการเรียกคืน. สหรัฐแพ็ต หมายเลข 4857985 สอน FET เป็นส่วนหนึ่งของวงจรรวมสำหรับการปกป้องวงจรรวมจากขั้วกลับ. ในขณะที่เหมาะสมสำหรับวัตถุประสงค์ของพวกเขาวงจรศิลปะก่อนใช้วงจรที่ซับซ้อนสำหรับการตรวจวัดแรงดันไฟฟ้าและการควบคุมสวิทช์ วงจรตัวเองใช้พลังงานและอาจมีความล้มเหลวหรือความเสียหายภายใต้เงื่อนไขที่ผิดปกติ. บทสรุปของการคุ้มครองชาร์จแบตเตอรี่วงจรตามที่ออกแบบทรานซิสเตอร์สนามผล (ขุน) เป็นคู่กับประตูและแหล่งที่มาทั่วขั้วของแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟ และท่อระบายน้ำและการสร้างการเชื่อมต่อประตูที่จะโหลดของ ตราบใดที่แรงดันไฟฟ้าที่มาถึงประตูสูงกว่าเกณฑ์ที่กำหนดขึ้นอยู่กับลักษณะของ FET ที่แบตเตอรี่เป็นคู่อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อโหลด. เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่จัดทำโดยแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟต่ำกว่าค่าบางอย่างเช่นแรงดันไฟฟ้า ที่จำเป็นในการเปิด FET ที่ FET สิ้นสุดสภาพการดำเนินการได้อย่างมีประสิทธิภาพถอดแบตเตอรี่ออกจากภาระการป้องกันการปล่อยเพิ่มเติมใด ๆ ของแบตเตอรี่. FETs มีลักษณะที่แตกต่างกันได้อย่างง่ายดายเพื่อให้มีมักจะเป็นประเภท FET สำหรับโปรแกรมใด ๆ ลักษณะของความสำคัญเป็นประตูสู่แหล่งที่มาของแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นในการเปิด FET และระดับพลังงาน ตั้งแต่ MOSFETs มีกระแสรั่วไหลต่ำพวกเขาจะเป็นสวิทช์ที่มีประสิทธิภาพสำหรับโปรแกรมนี้. ความเรียบง่ายของวงจรในการป้องกันแบตเตอรี่ชาร์จทำให้ระดับสากลที่มีประโยชน์สำหรับวงจรกับแบตเตอรี่ที่ชาร์จไฟได้จากคอมพิวเตอร์แล็ปท็อปไฟฉาย. คำอธิบายของการป้องกันการชาร์จแบตเตอรี่วงจรการออกแบบเป็นการใช้งานของอุปกรณ์สามขั้วที่มีลักษณะของการดำเนินการกระแสไฟฟ้าจากสถานีแรกที่ขั้วสองตราบใดที่แรงดันไฟฟ้าระหว่างขั้วแรกและที่สามเกินเกณฑ์ที่กำหนดเชื่อมต่อระหว่างแบตเตอรี่และโหลดเพื่อให้เมื่อ ที่แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟไปยังจุดที่แรงดันไฟฟ้าที่เป็นน้อยกว่าค่าเกณฑ์ก็ยกเลิกการเชื่อมต่อแบตเตอรี่ออกจากโหลดเพื่อป้องกันไม่ให้ปล่อยเพิ่มเติมใด ๆ . ลักษณะของทรานซิสเตอร์สนามผลมีแรงดันไฟฟ้าที่ตัดระหว่างประตูและแหล่งที่มาที่ทำให้ดังกล่าว ทรานซิสเตอร์ประโยชน์สำหรับการออกแบบ ลักษณะของโลหะออกไซด์ทรานซิสเตอร์สนามผลเซมิคอนดักเตอร์ (MOSFET) มีความเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการออกแบบเพราะนอกเหนือไปจากลักษณะตัดประตูดึงปัจจุบันเล็กน้อยและดังนั้นจึงไม่มีเลือดออกในปัจจุบันเพิ่มเติมหลังจากตัดตามที่จะ เป็นกรณีที่มีทรานซิสเตอร์สองขั้ว. รูปที่ 1: เป็นวงจรตามการประดิษฐ์สำหรับวงจรป้องกันแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟในวงจรของมะเดื่อ 1 เป็น MOSFET 17 เป็นคู่ดังนั้นในปัจจุบันที่มีการส่งผ่านจากแบตเตอรี่ 11 ถึงภาระ 15 ตราบใดที่ MOSFET 17 จะลำเอียงไปข้างหน้าโดยอาศัยอำนาจตามขั้วประตูที่ถูกเชื่อมต่อกับขั้วลบของแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟที่ 11 และแหล่งที่มาของ ไปที่ขั้วบวก. เมื่อแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟ 11 ปล่อยไปยังจุดที่แรงดันไฟฟ้าที่เป็นที่หรือต่ำกว่ามูลค่าของ MOSFET 17 ประตูต่อแหล่งจ่ายแรงดันตัดที่ MOSFET 17 ได้อย่างมีประสิทธิภาพยกเลิกการเชื่อมต่อแบตเตอรี่ 11 จากการโหลด 15 ป้องกันการปล่อยต่อไปของแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟ. เพราะประตูที่ต่ำมากในปัจจุบันของมอสเฟต 17 แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟ 11 ไม่ปล่อยต่อไป. ทั่วไป MOSFET ใช้ได้ในเชิงพาณิชย์ที่เหมาะสมสำหรับวัตถุประสงค์อธิบายเป็น MTP3N40 โมโตโรล่าที่มีการตัด แรงดันไฟฟ้าประมาณสี่โวลต์. รูปที่ 2: เป็นศูนย์รวมทางเลือกของการประดิษฐ์สำหรับวงจรป้องกันแบตเตอรี่ชาร์จหากจำเป็นให้แรงดันไฟฟ้าตัดที่สามารถตั้งค่าโดยแบ่งแรงดันไฟฟ้าดังแสดงในรูปที่แสดงในรูป 2. แบตเตอรี่ที่ชาร์จไฟ 11 โหลด 15 และ 17 MOSFET ทำงานตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ยกเว้นว่าขั้วประตูของมอสเฟต 17 ที่เชื่อมต่อกับวงจรแบ่งแรงดันที่เกิดขึ้นจากตัวต้านทาน 21 และ 23 โดยการเลือกค่าความต้านทานในลักษณะที่เป็นที่รู้จักเป็นอย่างดี ในงานศิลปะ, แรงดันไฟฟ้าที่ตัดออกจากมอสเฟต 17 ที่สามารถตั้งค่าที่กำหนดไว้ ในกรณีที่ MTP3N40 ที่ผู้ MOSFET 17 สามารถลำเอียงที่จะตัดออกเมื่อแรงดันไฟฟ้าที่จัดทำโดยแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟ 11 หลุดหกโวลต์

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การออกแบบนี้อย่างสมบูรณ์ปิดโหลดของแบตเตอรี่และดึงกระแสตัวเอง เมื่อไม่มีการใช้งาน - นี้เป็นเพราะประตูปัจจุบันเป็นเสมือนศูนย์เมื่อมอสเฟตอยู่ ( ซึ่งแตกต่างจากทรานซิสเตอร์ ) .

การออกแบบที่ฉลาดมากที่ความเรียบง่ายนั่นเอง



สรุปผู้บริหารของวงจรป้องกันการชาร์จแบตเตอรี่ field-effect ทรานซิสเตอร์เป็นคู่กันจะนำไฟจากแบตเตอรี่ ให้ โหลด ตราบใดที่แรงดันไฟฟ้าที่อาจเกิดขึ้นผ่านแบตเตอรี่เพียงพอที่จะเปิด field-effect ทรานซิสเตอร์ ป้องกันแบตเตอรี่คายประจุต่ำกว่าค่ากำหนด งบป้องกันแบตเตอรี่จากความเสียหายถาวรจาก overdischarge .

ความเป็นมาของการชาร์จแบตเตอรี่วงจร
การออกแบบที่เกี่ยวข้องกับการปกป้องแบตเตอรี่โดยแบตเตอรี่ชาร์จจากการปฏิบัติผ่านจุดที่การเปลี่ยนแปลงทางเคมีและทางกายภาพภายในเกิดขึ้นที่ทำให้แบตเตอรี่ไม่สามารถชาร์จได้เต็มที่

แบบชาร์จแบตเตอรี่มีราคาแพง ค่าใช้จ่ายเพิ่มความจุแคดเมียมนิกเกิลและแบตเตอรี่ลิเธียมชาร์จมีชีวิตหิ้งยาวและความจุสูง คุณลักษณะที่ทำให้พวกเขามีประโยชน์ในการใช้งาน เช่น คอมพิวเตอร์แล็ปท็อป , เครื่องมือไฟฟ้าแบบพกพาและไฟความเข้มสูง แบตเตอรี่ลิเธียม

มี แนวโน้ม ที่ จะ ระเบิด ถ้าทำงานเกินความจุของพวกเขา แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมขั้วด้านล่าง ถ้าปลดเกณฑ์ค่า

การชาร์จแบตเตอรี่จะเสียหายเสียหายถ้าพลังงานมากเกินไปเนื้อก่อนชาร์ต การเปลี่ยนแปลงทางเคมีและทางกายภาพภายในสถานที่ใช้พลังงานถ้าถ่ายตามระดับพลังงานของแบตเตอรี่ต่ำกว่าเกณฑ์บางอย่าง

ก่อนศิลปะวงจรรวมแบบมีสายในอนุกรมหรือขนานกับโหลดกับคอนแทคปกติเปิดในชุดแบตเตอรี่และโหลดในขณะที่แบตเตอรี่เพียงพอค่าใช้จ่ายเพื่อให้รีเลย์ทำงาน แบตเตอรี่เป็นคู่ที่จะโหลด เมื่อศักยภาพต่ำกว่าค่าขึ้นอยู่กับลักษณะของ Relay , Relay หยดออก เปิดวงจรระหว่างแบตเตอรี่และโหลด

จัดนี้ใช้เป็นจํานวนมากของพลังงานในขดลวดรีเลย์รีเลย์และเหมาะสมสำหรับวัตถุประสงค์ที่มีราคาแพงรีเลย์ที่ถูกเก็บไว้บนสำหรับความยาวนานของเวลามักจะล็อคขึ้นและล้มเหลวที่จะปล่อยออกมาเมื่อพลังเพียงพอจะไม่ใช้เพราะการสะกดจิตของรีเลย์ส่วนประกอบ

อื่นก่อน รวมถึงศิลปะวงจรวงจรสถานะของแข็งโดยใช้เสียงข้างมากของส่วนประกอบวงจรความรู้สึกแรงดันถูกใช้ และใช้สวิตช์ปกติทรานซิสเตอร์เมื่อรู้สึกถึงแรงดันตก ที่กําหนดไว้ล่วงหน้าค่า วงจรที่ตัวเองใช้พลังงานซึ่งช่วยลดเวลาในการดำเนินงานของ แบตเตอรี่แบบชาร์จ

ของแพท ไม่ 4342953 แสดงวงจรป้องกันแบตเตอรี่เพื่อป้องกัน overdischarge ของแบตเตอรี่แบบชาร์จ ภาพเวทีให้เพราะแสงที่ขับเคลื่อนโดยแบตเตอรี่ชาร์จจะมัวเป็นตัดแรงดันเข้าหา

ของแพท ไม่ 4056765 เปิดเผยแฝดสามวงจรตรวจสอบผลผลิตแรงดันไฟฟ้าที่ชาร์จแบตเตอรี่ sensing . วงจรแรกใช้ซีเนอร์ไดโอด และตรวจจับแรงดันแบตเตอรี่ต่ำมากเกินไป วงจรที่สองตรวจพบต่ำมากเกินไปเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงดัน วงจรตรวจแรงดันสูงชาร์จมากเกินไป 3 .วงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้า ไม่แต่เพียงให้ข้อบ่งชี้ของเงื่อนไขต่าง ๆ

ของแพท ไม่ 4785229 เปิดเผยการป้องกันแบตเตอรี่วงจรเพื่อปิดพลังงานเมื่อตรวจสอบแรงดันต่ำกว่ากำหนดเกณฑ์ค่า

ของแพท ไม่ 4698578 สอนวงจรควบคุมอุปทานของพลังงานจากแบตเตอรี่เพื่อโหลดเมื่อวงจรตรวจจับที่เหลือพลังงานในแบตเตอรี่ลดลงตามที่กำหนด ค่า ส่งการแจ้งเตือนไปยังผู้ประกอบการ

ของแพท ไม่ 4291266 แสดงวงจรสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่จากเซลล์แสงอาทิตย์ตัวอย่าง โดยทำหน้าที่เป็นเหมาะ ไดโอด ได้แก่ การขจัดแรงดันไปข้างหน้าผ่านไดโอด ที่เกิดขึ้นจริงซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียในท่อต่ำวงจรเช่นนาฬิกาข้อมืออิเล็กทรอนิกส์

ของแพท ไม่ 4302791 เปิดเผยวงจรโดยใช้คู่ของมอสเฟตทรานซิสเตอร์เป็นสวิทช์ไปใช้ หรือจะเอาเป็นบวกและลบเพื่อป้องกันแรงดันไฟฟ้าอุปกรณ์พร้อมกัน นี้จะเป็นประโยชน์เมื่อการจัดลำดับอำนาจเครื่องขยายเสียง ปฏิบัติ ตัวอย่างเช่น เมื่อหนึ่งในพลังงานที่ถูกขัดจังหวะ หรือผิดปกติ