用兩只LED組成簡單的電池狀態(tài)指示器

      正確維護(hù)的可充電電池能夠提供良好的服務(wù)與長久的壽命。維護(hù)工作包含對電池電壓的定期監(jiān)控。圖1中的電路適用于大多數(shù)可充電電池。電路包括一個基準(zhǔn)LED，即LEDREF，它工作在1mA恒流下，提供與電池電壓無關(guān)的恒定亮度基準(zhǔn)光。它的工作方式是與二極管串聯(lián)一個電阻R1。因此，即使從充電狀態(tài)到放電狀態(tài)時，電池電壓發(fā)生變化，電流的變化也只有10%。于是，一只電池從滿充狀態(tài)到全放電狀態(tài)時，LEDREF的亮度保持恒定。

　　可變LED，即LEDVAR的光輸出會隨電池電壓的變化而改變。從并排安裝的LED上可以輕松地比較出光的強(qiáng)度，從而看出電池的狀態(tài)。用擴(kuò)散型LED作透明LED可能損壞眼睛。安裝LED時要有充分的遮光，這樣一只LED發(fā)的光就不會影響到其它LED的亮度。

　　當(dāng)電池電壓從滿充狀態(tài)變化到全放電狀態(tài)時，LED電流會從10mA變化到小于1mA。與電阻串聯(lián)的齊納二極管DZ會使電流隨電池電壓而變化。齊納電壓與LED上壓降之和應(yīng)略小于最低的電池電壓。這個電壓出現(xiàn)在R2上。當(dāng)電池電壓變化時，會在R2上產(chǎn)生一個大的電流變動。如果電壓約為1V，則通過LEDVAR的電流為10mA，它比LEDREF亮得多。如果電壓小于0.1V，則LEDVAR的光強(qiáng)將小于LEDREF，表明電池已放電。

　　當(dāng)電池剛充滿時，電池電壓超過13V。電路可以承受這個電壓，因為它有10mA的余量。如果LED很亮，就要快速釋放按鍵開關(guān)S1，以避免LED的損壞（圖2）。

　　圖中用一塊12V的鉛酸電池指示器作為例子，但本設(shè)計可以擴(kuò)展到適應(yīng)其它類型的充電電池。另外，還可以用它作電壓監(jiān)控。它用兩只綠色LED指示電池是否充電到了60%以上。一組紅色LED指示電池電量是否跌至20%以下。LEDREFG與LEDREFR均串聯(lián)10k電阻R1和R2。對于可變亮度LED，齊納二極管與100電阻R3和R4串聯(lián)。二極管D1、D2,和D3提供所需要的箝位電壓。表1給出了用LED亮度指示電池電壓的方法。

　　下式可計算綠色LED的可變亮度：VBATT=IG×100+VD1+ VD2+VLEDG+VDZ1。對于1mA的綠色LED電流，VBATT=10?3 ×100+0.6+0.6+1.85+9.1=12.25（V）。所選擇的LED在1mA時有1.85V的壓降。

　　如果LED有不同的特性，則必須重新計算電阻值。在此電壓時，LED有相同的亮度，電池充電至60%。鉛酸電池電壓見參考文獻(xiàn)1。

　　下式計算紅色LED的可變亮度：

　　VBATT=IR×100+VD3+VLEDR+VZD2。對于1mA的綠色LED電流，VBATT= 10-3×100+0.6+1.85+9.1=11.65(V)。

　　在這個電壓時，兩只紅色LED有相同的亮度，而電池電量為20%，LEDVARG關(guān)閉。圖3表明，兩個可變亮度LED的亮度都高于基準(zhǔn)LED，指示電池已充電至100%。