Circuito protezione batteria (low voltage cut-out)

[Carbonium]

Mi stavo chiedendo se era possibile realizzare un circuito semplice (cioè senza comparatori o altro che assorba troppo nel funzionamento), che reagisca in maniera bistabile quando una batteria scende sotto una certa soglia per prevenire che si scarichi ulteriormente.
La mia richiesta è che tale circuito piloti un ingresso logico che in pratica si spegne se a livello LO e resta acceso a livello HI.

Io ho imbroccato una certa strada, ma non sono sicuro sia la più conveniente e vorrei qualche conferma prima di andare avanti: sono un po' arrugginito di elettronica (teoria) e sulla pratica diciamo che sto facendo da autodidatta quando ho un po' di tempo.

La prima cosa a cui avevo ingenuamente pensato (a dire il vero subito mi era venuto più naturale pensare a un MOSFET a svuotamento, ma schemi con BJT sembrano più comuni nell'uso) era di utilizzare un transistor come interruttore. Per cui avevo pensato di fare i conti per mandarlo in saturazione (in teoria, nella pratica... ) con una certa che dipenda dalla mia che voglio monitorare. Se ho fatto le sostituzioni giuste dovrei fissare la .

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Però, se non sbaglio, uno schema del genere è invertente quindi non sarebbe compatibile col mio ingresso logico che opererebbe al contrario: basso quando maggiore della soglia. Per questo avevo pensato a un secondo stadio invertitore, ma magari sto "ammazzando una zanzara con un cannone".

Questo era il mio ragionamento semplicistico, probabilmente sbagliato, infatti cercando esempi in rete ho trovato che uno schema che si usa con le batterie al piombo è il seguente.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

A differenza di me dicono di aver pensato anche all'isteresi: cioè che tal circuito stacca il relé (il quale ovviamente do per scontato che tiene collegato il carico) sotto 10V e non riattacca entro 10,6V se la R di emettitore è 33 ohm. Quindi se intuisco bene: il filtro (condensatore più R di emettitore) serve a evitare le possibili oscillazioni di Vcc (isteresi) e usano il darligton solo perché altrimenti il guadagno non sarebbe sufficiente ad azionare il relé (la cui resistenza interna è la mia che per me è solo una pull-up dell'ingresso logico).
Il diodo zener invece mi sembra il punto fondamentale: se ho capito bene abbassa la tensione a valori poco superiori alla in modo da azzerare la corrente di base quando Vcc cala sotto la soglia. Non sono così sicuro sia indispensabile, però, se Vcc è molto più bassa (cioè di 1-2V invece di 12V), qualcuno può correggermi se scrivo fesserie?

[IsidoroKZ]

Qualunque cosa faccia con circuiti discreti, consuma sempre di piu` di una soluzione integrata. Il tuo circuito non va bene per due ragioni: una e` che si basa sul guadagno di corrente del transistore, parametro che non bisogna mai usare, l'altra perche' non ha isteresi.

Anche lo schema che hai trovato non fornisce isteresi. L'isteresi di quel circuito e` quella che hanno tutti i rele`, e dipende dal rele`. Anche nel secondo circuito la tensione di intervento e` "questionabile".

Per il circuito che vuoi fare, suggerisco l'ISL21440: tutto l'integrato consuma meno di 1uA e con il circuito attorno meno di 3uA. Oppure cerca un altro comparatore micropower con riferimento di tensione incorporato.

[Carbonium]

IsidoroKZ ti ringrazio perché sei sempre tra i primi a rispondere.
Il dubbio mi era venuto già guardando nei datasheet e immaginavo che non fosse il massimo basarsi sul guadagno visto quanto è variabile all'atto pratico, purtroppo queste cose di progettazione le ignoro parecchio, visto che ho una formazione più sulla teoria dei dispositivi che sul loro uso pratico.
Per l'isteresi devo ammettere pure che là non l'avevo capito tanto come saltava fuori... anche perché a me per quel poco di digitale che conosco, mi veniva da pensare a un latch per un problema del genere. A quel punto se la complessità diventa di quel tipo capisco che si faccia prima con un integrato comparatore fatto apposta.

Pazienza allora, pensavo fosse possibile fare qualcosa di semplice, ma almeno capisco perché in giro non avevo trovato materiale e nessuna richiesta simile, grazie ancora.

Solo un ultima curiosità ma il mosfet a svuotamento, a parte gli ovvi problemi di consumo e isteresi sarebbe stato un candidato migliore visto il controllo del gate in tensione (ammesso di trovarlo fatto su misura)?

[IsidoroKZ]

Non ho capito come vuoi usare un mosfet a svuotamento: per aprirlo devi andare a una tensione piu` negativa del source (se e` un N). Con i MOS hai sempre il problema del basso guadagno e della soglia che va a spasso.