Использование оптрона в цепи обратной связи стабилизатора напряжения или зарядного устройства. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы

 Комментарии к статье

Простая недорогая схема, которая одновременно выполняет функции стабилизатора и зарядного устройства для малоемкостных аккумуляторов, может быть собрана без применения сложных датчиков напряжения. В этой схеме диод (излучатель) оптрона, включенный в несложную цепь обратной связи, воспринимает изменения выходного напряжения. Схема формирует стабилизированное выходное напряжение 12,7 В при токе 50 мА и может быть использована для зарядки аккумуляторов с сохранением предельных величин тока и напряжения, которые довольно просто изменяются.

Оптрон является оптимальным устройством с точки зрения его применения в качестве датчика напряжения. Диод воспринимает выходное напряжение, не нагружая схему и не нарушая нормального рабочего режима, а напряжение на нем не изменяется и имеет сравнительно небольшое значение при любых изменениях токов зарядки или нагрузки.

Как показано на схеме, диодный мост и конденсатор C1 выпрямляют и фильтруют входное напряжение переменного тока. Предположим, что схема работает как зарядное устройство.

(нажмите для увеличения)

При неполном заряде аккумулятора напряжение на нем ниже 12,7 В (Vz+Vd). Это напряжение устанавливается путем выбора соответствующего кремниевого стабилитрона, который включен последовательно с диодом оптрона. В этом случае последовательный транзистор 1N2270 открывается и пропускает ток в аккумулятор. Ток 1A ограничивается главным образом 220-Ом резистором.

Когда напряжение аккумулятора превышает значение (Vz+Vd), стабилитрон включается, и ток Iz протекает через диод оптрона, включая фототранзистор и запирая последовательный транзистор Q. В отсутствие аккумулятора, когда схема работает в режиме стабилизатора, ток поступает в нагрузку при напряжении 12,7 В. При этом, естественно, выходной ток зависит в основном от сопротивления нагрузки.

Напряжение пульсаций равно 25 мВ в режиме стабилизации и 1 мВ в режиме зарядки. Схема обеспечивает стабилизацию 30 мВ/В при изменении напряжения и 8 мВ/мА при изменении нагрузки в пределах от 5 до 30 мА. Оба параметра можно улучшить, заменив транзистор Q составным транзистором.

Выходные напряжение и ток могут устанавливаться соответствующим выбором резисторов R1 и R2 и стабилитрона. Кроме того, сопротивления резисторов можно определить, если заданы емкость аккумулятора (С) в миллиампер-часах и входное напряжение (на конденсаторе C1).

Экспериментально было найдено, что для лучшей работы схемы ток Ia должен быть равен 0,25 С. Такое соотношение характерно для аккумуляторов, потребляющих сравнительно большой зарядный ток. Предполагая, что входное напряжение V_in намного превышает падение напряжения база-эмиттер транзистора Q, получим

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

где h_fe - коэффициент усиления по постоянному току транзистора Q. Чтобы найти минимальное значение R2, предположим, что Iо известно, следовательно,

R2<(V_in-Vo)/Io.

Это уравнение справедливо при условии, что Io>Iz.

Значение R1 зависит от минимальной величины Iо, соответствующей запертому состоянию транзистора Q. Можно показать, что

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

Указанное уравнение предполагает, что минимальное значение Iо составляет около 0,02С-соотношение, определенное экспериментально, а не теоретически.

Автор: L. A. Cherkason; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Эффективные аккумуляторы на базе магния 24.11.2021 Первые литийионные аккумуляторы вышли на рынок в 1991 году при активном участии компании Sony, но лишь в 2019 году их создатели получили Нобелевскую премию в области химии. Человечество сейчас остро нуждается в новых технологиях хранения электрического заряда. Поиск альтернатив литиевым батареям активно ведется, в качестве одной из них предлагается использовать магний. Даже само по себе свойство одного иона магния переносить два электрона против одного в ионе лития позволяет значительно увеличить плотность хранения электроэнергии. По предварительным подсчетам, магнийионные батареи смогут хранить до 1 кВт электроэнергии в одном литре объема. Их разработкой занимается научный консорциум E-Magic, объединяющий исследователей Дании, Израиля, Германии, Испании и Великобритании. Поддержку проекту оказывают власти Евросоюза, а серийными аккумуляторами на базе ионов магния разработчики готовы осчастливить участников рынка лишь в следующем десятилетии. Стоимость магния в условиях массового производства может быть ниже, чем у лития. Магний используется при создании отрицательного электрода аккумуляторов. Представители E-Magic отмечают, что им уже удалось создать прототип магнийионного аккумулятора, выдерживающего до 500 циклов зарядки и разрядки. В США представителями корпоративного исследовательского института Toyota ведутся разработки по использованию магнийионной батареи с положительным электродом на базе органического состава и электролита на основе бора. Прототипы пока выдерживают не более 200 циклов зарядки и разрядки, но отличаются от литиевых более высокой стабильностью. Японские ученые экспериментируют с аккумуляторами, чьи положительные электроды изготовлены из оксида марганца, а отрицательные из магния. Другой альтернативой литию является цинк - тем более, что он уже многие десятилетия применяется при создании элементов питания. Цинкионные батареи подвержены меньшему риску возгорания по сравнению с литийионными.

Другие интересные новости:

▪ Вертолет Airbus на зеленом топливе

▪ Жирная вода

▪ Говорящая стиральная машина

▪ Система струйной печати Kateeva YIELDjet Explore Pro

▪ BlueNRG-1 - новое однокристальное решение Bluetooth Low Energy

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Альтернативные источники энергии. Подборка статей

▪ статья Страха ради иудейска. Крылатое выражение

▪ статья Как соотносится численность населения в самом большом и самом маленьком штатах США? Подробный ответ

▪ статья Эксплуатация резервуарных парков ГСМ. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Установки для получения биодизельного топлива из биомассы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Типичные дефекты Си-Би радиостанции Alan. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026