汽车12V电池电量指示器电路图

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。

第三种情况：

C：电池电压大于12V，小于13V；

当电池电压大于12V，小于13V时，三极管Q3进一步导通，进入到饱和区，发光二极管D2还是处于被点亮的状态。但是由于Q3的饱和导通，使三极管Q4的基极电压被拉低，Q4截止，发光二极管D1熄灭。

再看另外一边，稳压二极管D5反向击穿，处于稳压状态，使e点保持在12V。取电池电压中间值12.5V来估算有一些三极管Q1，Q2的导通状态。Q1，Q2要导通，它们的发射结要正偏，则d点电压要在11.8V以下，而e点是12V的电压，不满足导通条件，所以Q1，Q2是截止的，发光二极管D3是熄灭的状态。

备注：如果钻下牛角尖可以发现取电池电压13V的时候，三极管Q1，Q2貌似能导通的样子。但是你估算一下三极管Q1，Q2的基极电流：（13-0.7-12）/500R=600uA。

这个电流是可以使三极管导通的。所以我取了一个中间值来讲解，因为每个电压区间的边界值并不是导通和截止的临界值，而且这个临界值也不是固定不变的，分成区间来说明只是为了新手能够好理解。

对新手而言，只要明白这个变化过程就好，具体在哪个点变化的要根据三极管的器件datasheet来查找参数计算。这个在仿真的时候，用一个可调电源模拟输入，可以明显的看到变化。

总结：当电池电压大于12V，小于13V时，D1灭，D2亮，D3灭。

第四种情况：

D：电池电压大于13V，小于14V；

当电池电压大于13V，小于14V时，由于三极管Q2的集电极接到发光二极管D2的阴极，这样D2亮还是灭要同时看Q2，Q3的状态。Q3还是会保持饱和导通的状态，Q4截止。

再看看Q1，Q2：取中间值13.5V来说明，稳压管D5导通，三极管Q1，Q2的发射结都会正向偏置而导通，发光二极管D3被点亮但由于Q1，Q2的基极电流还不够大，只能维持在放大区工作，它们的管压降在1.6V左右（仿真得到的数值），使发光二极管D2还能满足点亮的条件。

总结：当电池电压大于13V，小于14V时，D1灭，D2，D3亮。

第五种情况：

E：电池电压大于14V；

电池电压大于14V时，Q3的导通状态不变。三极管Q1，Q2会进入饱和区，使它们的管压降进一步降低，不足以维持发光二极管D2的导通条件，D2会处于熄灭状态。

这样当电池电压大于14V时，D1，D2熄灭，D3亮。

整个讲解说明过程是以电池电压慢慢上升来的，实际使用电池是放电状态，电池电压慢慢下降，可以从后往前看。