Предлагаемое устройство на светодиодных индикаторах рисунок 1 позволяет с достаточной степенью точности показать напряжение на источнике питания, состоящего из двух аккумуляторов или гальванических элементов.

При полностью заряженных аккумуляторах напряжение на батарее составляет 2,4В (для “свежих” гальванических элементов 3 В). В этом случае светятся все три светодиода.

При плавном уменьшении напряжения до 2,3В сначала погаснет HL3, а потом при напряжении 2,15 В погаснет HL2. При дальнейшем снижении напряжения до 2В погаснет HL1.

Это сигнализирует о полной разрядке аккумуляторов и необходимости их замены или подзарядки. При использовании гальванических элементов пороги переключения необходимо настроить на напряжения 2,45 и 2,7В соответственно. Порог зажигания светодиодов HL2 и HL3 определяется сопротивлениями резисторов R1 и R2.

Принцип действия индикаторной ячейки основан на использовании свойства лавинообразного переключения транзисторов в динисторной схеме включения. До достижения определенного напряжения (напряжения открывания) транзисторы закрыты и ток через них пренебрежимо мал. Когда напряжение превышает указанное, транзисторы лавинообразно открываются, увеличивается протекающий ток и напряжение на транзисторах падает до 0,5...0,8В. При снижении напряжения уменьшается ток, и при уменьшении его менее тока удержания транзисторы закрываются. Это свойство можно использовать для управления каким-либо устройством. Например, отключать плеер или включать звуковую сигнализацию при снижении напряжения на аккумуляторах ниже допустимого.

Резистор вводит в схему ячейки отрицательную обратную связь по току. Изменением сопротивления резистора можно регулировать пороговое напряжение открытия и закрытия транзисторов. Если сопротивление резистора равно нулю (т. е. установлена перемычка), то р-n переходы база—эмиттер транзисторов эквивалентны обычному диоду.

В данном устройстве желательно применение интегральных транзисторных сборок. Это связано с тем, что от изменения температуры в широких пределах изменяются параметры транзисторов, что может повлиять на точность индикации. Допускается применение дискретных транзисторов серий КТ315, КТ361, КТ3102, КТ3107. Все транзисторы должны иметь коэффициент передачи тока базы не менее 80. Светодиоды можно применить любые из серии АЛ307.

Для транзисторов с коэффициентом передачи около 80 сопротивления резисторов, полученные экспериментальным путем, приведены в таблице.

Недостатком устройства является небольшой гистерезис включения и выключения индикаторной ячейки. Индикаторное устройство чувствительно к превышению напряжения питания. При подключении устройства к точкам с напряжением, превышающим напряжение питания индикатора, возможен выход из строя светодиодов. Установка резистора последовательно со светодиодом снижает яркость свечения. Для устройств с автономным питанием важна экономичность индикатора. Поэтому нужно включать питание индикатора кратковременным нажатием на кнопку SB1.

При настройке устройства вместо резисторов R1 и R2 следует установить подстроечные резисторы и выставить пороги срабатывания индикации. После этого необходимо измерить полученные значения сопротивления и установить постоянные резисторы такого же сопротивления.

Е. Марущак

Материал подготовил С. Струганов (UA9XCN).