Menggunakan optocoupler dalam litar maklum balas penstabil voltan atau pengecas. Skim, penerangan

Perpustakaan teknikal percuma

ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK
Perpustakaan percuma / Skim peranti radio-elektronik dan elektrik

Menggunakan optocoupler dalam litar maklum balas penstabil voltan atau pengecas. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Perpustakaan teknikal percuma

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Pengecas, bateri, sel galvanik

Komen artikel

Litar ringkas dan kos rendah yang berfungsi secara serentak sebagai penstabil dan pengecas untuk bateri berkapasiti rendah boleh dipasang tanpa menggunakan penderia voltan kompleks. Dalam litar ini, diod (pemancar) optocoupler, termasuk dalam litar maklum balas mudah, melihat perubahan dalam voltan keluaran. Litar ini menghasilkan voltan keluaran yang stabil sebanyak 12,7 V pada arus 50 mA dan boleh digunakan untuk mengecas bateri sambil mengekalkan had arus dan voltan, yang agak mudah diubah.

Optocoupler adalah peranti optimum dari segi aplikasinya sebagai sensor voltan. Diod melihat voltan keluaran tanpa memuatkan litar dan tanpa melanggar mod operasi biasa, dan voltan merentasinya tidak berubah dan mempunyai nilai yang agak kecil untuk sebarang perubahan dalam pengecasan atau arus beban.

Seperti yang ditunjukkan dalam rajah, jambatan diod dan kapasitor C1 membetulkan dan menapis voltan masukan AC. Mari kita anggap bahawa litar berfungsi sebagai pengecas.

(klik untuk memperbesar)

Apabila bateri tidak dicas sepenuhnya, voltan padanya adalah di bawah 12,7 V (Vz + Vd). Voltan ini ditetapkan dengan memilih diod zener silikon yang sesuai, yang bersiri dengan diod optocoupler. Dalam kes ini, transistor siri 1N2270 dihidupkan dan menghantar arus ke bateri. Arus 1A dihadkan terutamanya oleh perintang 220 ohm.

Apabila voltan bateri melebihi (Vz+Vd), diod zener dihidupkan dan arus Iz mengalir melalui diod optocoupler, menghidupkan phototransistor dan mematikan transistor siri Q. Jika tiada bateri, apabila litar berada dalam pengawal selia mod, arus memasuki beban pada voltan 12,7 B. Dalam kes ini, sudah tentu, arus keluaran bergantung terutamanya pada rintangan beban.

Voltan riak ialah 25 mV dalam mod penstabilan dan 1 mV dalam mod pengecasan. Litar ini menyediakan penstabilan 30 mV / V dengan perubahan voltan dan 8 mV / mA dengan perubahan beban dalam julat dari 5 hingga 30 mA. Kedua-dua parameter boleh diperbaiki dengan menggantikan transistor Q dengan transistor kompaun.

Voltan dan arus keluaran boleh ditetapkan dengan pemilihan perintang R1 dan R2 yang sesuai dan diod zener. Di samping itu, rintangan perintang boleh ditentukan jika kapasiti bateri (C) dalam miliamp-jam dan voltan masukan (pada kapasitor C1) diberikan.

Secara eksperimen didapati bahawa untuk pengendalian litar yang terbaik, arus Ia hendaklah sama dengan 0,25 C. Nisbah ini adalah tipikal untuk bateri yang menggunakan arus pengecasan yang agak besar. Dengan mengandaikan voltan masukan V_in jauh lebih besar daripada penurunan voltan pemancar asas transistor Q, kita dapat

R2>V_in/0,25C-R1/j_fe,

di mana h_fe ialah keuntungan DC transistor Q. Untuk mencari nilai minimum R2, andaikan Io diketahui, oleh itu,

R2<(V_in-Vo/Io.

Persamaan ini sah dengan syarat Io>Iz.

Nilai R1 bergantung kepada nilai minimum Io yang sepadan dengan keadaan off transistor Q. Ia boleh ditunjukkan bahawa

R1>(V_in-Vo)/0,02C.

Persamaan ini mengandaikan bahawa nilai minimum Io ialah kira-kira 0,02C - nisbah yang ditentukan secara eksperimen dan bukan secara teori.

Pengarang: LA Cherkason; Penerbitan: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

Lihat artikel lain bahagian Pengecas, bateri, sel galvanik.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Perangkap udara untuk serangga 01.05.2024

Pertanian adalah salah satu sektor utama ekonomi, dan kawalan perosak adalah sebahagian daripada proses ini. Satu pasukan saintis dari Majlis Penyelidikan Pertanian India-Institut Penyelidikan Kentang Pusat (ICAR-CPRI), Shimla, telah menghasilkan penyelesaian inovatif untuk masalah ini - perangkap udara serangga berkuasa angin. Peranti ini menangani kelemahan kaedah kawalan perosak tradisional dengan menyediakan data populasi serangga masa nyata. Perangkap dikuasakan sepenuhnya oleh tenaga angin, menjadikannya penyelesaian mesra alam yang tidak memerlukan kuasa. Reka bentuknya yang unik membolehkan pemantauan kedua-dua serangga berbahaya dan bermanfaat, memberikan gambaran keseluruhan populasi di mana-mana kawasan pertanian. "Dengan menilai perosak sasaran pada masa yang tepat, kami boleh mengambil langkah yang perlu untuk mengawal kedua-dua perosak dan penyakit," kata Kapil ...>>

Ancaman serpihan angkasa kepada medan magnet Bumi 01.05.2024

Semakin kerap kita mendengar tentang peningkatan jumlah serpihan angkasa yang mengelilingi planet kita. Walau bagaimanapun, bukan sahaja satelit aktif dan kapal angkasa yang menyumbang kepada masalah ini, tetapi juga serpihan dari misi lama. Bilangan satelit yang semakin meningkat yang dilancarkan oleh syarikat seperti SpaceX mewujudkan bukan sahaja peluang untuk pembangunan Internet, tetapi juga ancaman serius terhadap keselamatan angkasa. Pakar kini mengalihkan perhatian mereka kepada implikasi yang berpotensi untuk medan magnet Bumi. Dr. Jonathan McDowell dari Pusat Astrofizik Harvard-Smithsonian menekankan bahawa syarikat sedang menggunakan buruj satelit dengan pantas, dan bilangan satelit boleh meningkat kepada 100 dalam dekad akan datang. Perkembangan pesat satelit kosmik ini boleh membawa kepada pencemaran persekitaran plasma Bumi dengan serpihan berbahaya dan ancaman kepada kestabilan magnetosfera. Serpihan logam daripada roket terpakai boleh mengganggu ionosfera dan magnetosfera. Kedua-dua sistem ini memainkan peranan penting dalam melindungi atmosfera dan mengekalkan ...>>

Pemejalan bahan pukal 30.04.2024

Terdapat beberapa misteri dalam dunia sains, dan salah satunya ialah kelakuan aneh bahan pukal. Mereka mungkin berkelakuan seperti pepejal tetapi tiba-tiba bertukar menjadi cecair yang mengalir. Fenomena ini telah menarik perhatian ramai penyelidik, dan akhirnya kita mungkin semakin hampir untuk menyelesaikan misteri ini. Bayangkan pasir dalam jam pasir. Ia biasanya mengalir dengan bebas, tetapi dalam beberapa kes zarahnya mula tersekat, bertukar daripada cecair kepada pepejal. Peralihan ini mempunyai implikasi penting untuk banyak bidang, daripada pengeluaran dadah kepada pembinaan. Penyelidik dari Amerika Syarikat telah cuba untuk menerangkan fenomena ini dan lebih dekat untuk memahaminya. Dalam kajian itu, saintis menjalankan simulasi di makmal menggunakan data daripada beg manik polistirena. Mereka mendapati bahawa getaran dalam set ini mempunyai frekuensi tertentu, bermakna hanya jenis getaran tertentu boleh bergerak melalui bahan. Menerima ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Bateri natrium-ion 12.03.2015

Ahli kimia telah membuat bateri natrium-ion yang berfungsi sama seperti bateri litium-ion yang biasa kita gunakan.

Beberapa tahun yang lalu, telah dicadangkan bahawa sudah tiba masanya untuk manusia memikirkan tentang kekurangan yang akan berlaku, tetapi bukan tentang minyak dan gas, yang biasanya kita takuti, tetapi tentang kekurangan logam alkali - litium. Dalam kehidupan kita semakin banyak peranti elektronik dan semua jenis gajet. Dan kesemuanya, dari telefon bimbit hingga ke kereta elektrik, menggunakan tenaga elektrik yang disimpan dalam bateri. Kebanyakannya ialah bateri litium-ion. Hari ini ia adalah jenis bateri boleh dicas semula yang paling biasa. Dan walaupun kita tidak mungkin melihat perang ke atas deposit litium dalam masa terdekat, kosnya mungkin meningkat. Dan ini bermakna sudah tiba masanya untuk memikirkan bateri yang lebih murah yang akan menggunakan sel lain. Pemaju bertaruh pada saudara terdekat litium dalam sistem berkala - natrium, sebagai logam yang lebih biasa dan murah.

Mengapa anda tidak boleh mengambil dan menggantikan litium dalam bateri dengan natrium? Ini semua tentang saiz atom. Walaupun litium dan natrium sangat serupa dalam sifat kimianya, atom natrium jauh lebih besar daripada atom litium. Dan ternyata sangat kritikal untuk operasi bateri. Bateri litium mempunyai dua elektrod, satu diperbuat daripada karbon atau grafit dan satu lagi diperbuat daripada oksida logam seperti kobalt. Ion litium berfungsi sebagai pembawa cas antara elektrod, itulah sebabnya, sebenarnya, ia dipanggil bateri lithium-ion. Semasa pengecasan semula, ion litium dibebaskan daripada elektrod oksida logam dan bergerak ke elektrod kedua, yang diperbuat daripada karbon.

Saiz atom litium adalah sedemikian rupa sehingga ia boleh disepadukan dengan mudah ke dalam struktur elektrod. Proses ini dipanggil interkalasi, di mana ion logam "memerah" di antara lapisan atom grafit. Semasa nyahcas, proses terbalik berlaku - ion litium meninggalkan elektrod grafit dan kembali ke elektrod kedua.

Perkara utama dalam proses elektrokimia ini hanyalah penggabungan ion ke dalam elektrod. Lebih cepat dan mudah ia berlalu, lebih besar kuasa serta-merta. Jika prosesnya perlahan, bateri tidak akan dapat memberikan arus yang diperlukan untuk mengendalikan peranti. Ini adalah tepat kesukaran dalam membangunkan bateri natrium-ion. Elektrod karbon tidak sesuai kerana ion natrium, kerana saiznya, sangat enggan untuk bercantum ke dalam struktur grafit.

Itulah sebabnya pakar elektrokimia mencari bahan elektrod yang sesuai untuk elektronik konvensional. Lagipun, adalah mungkin untuk membuat bateri pada ion natrium, dan ia akan berfungsi, keseluruhannya ialah ia tidak akan sekecil, luas dan berkuasa seperti litium. Tetapi kuasa dan saiz adalah parameter yang paling penting untuk peranti mudah alih.

Pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor Yong Lei dari Universiti Teknikal Ilmenau di Jerman menghasilkan bahan yang boleh digunakan untuk membuat elektrod dalam bateri natrium-ion, supaya ia tidak lebih rendah daripada litium dari segi kuasa. dan kapasiti.

Mula-mula, ahli kimia menganalisis sifat bahan elektrod yang perlu ada untuk memastikan pengenalan ion natrium yang berkesan. Pilihan jatuh pada sebatian aromatik terkonjugasi daripada kelas trans-stilbene. Mereka mempunyai keupayaan untuk memindahkan cas, stabil semasa mengecas dan menyahcas bateri, dan membentuk lapisan antara molekul di antaranya natrium boleh diperkenalkan dengan mudah.

Ahli kimia menguji seberapa baik elektrod yang diperbuat daripada bahan sedemikian akan berfungsi dan ternyata pada ketumpatan arus purata 1 A / g, kapasitinya ialah 160 mAh / g, yang sama sekali tidak kalah dengan bateri lithium-ion. Bateri juga menunjukkan prestasi yang baik dalam ujian ketahanan, mengekalkan kapasiti 70% selepas 400 kitaran cas-nyahcas. Dan walaupun pelaksanaan komersil projek itu masih jauh, keputusan yang dicapai menunjukkan bahawa bateri natrium-ion mempunyai hak untuk hidup dan boleh, pada dasarnya, menggantikan bateri Li-ion yang sudah biasa.

Berita menarik lain:

▪ Bateri mudah alih Baseus 180 mA

▪ Meter padu paling sejuk di alam semesta

▪ Memproses habuk bulan menjadi oksigen

▪ Jam tangan pintar kanak-kanak Garmin Bounce

▪ Solek dan budaya pop membuatkan orang takut kepada badut

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak untuk pereka radio amatur. Pemilihan artikel

▪ artikel Dan segala yang dilihatnya di hadapannya, dibenci atau dibencinya. Ungkapan popular

▪ artikel Apakah kajian sains sejarah? Jawapan terperinci

▪ artikel Bekerja pada mesin jahit. Arahan standard mengenai perlindungan buruh

▪ artikel Tenaga alternatif daripada sisa. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ artikel Pinout bagi transistor bipolar dan kesan medan biasa. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web