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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Дождевые батареи 10.04.2016 За последние четыре года солнечные панели с использованием графена установили два рекорда эффективности. Сначала в 2012 г. ученые из университета штата Флорида (США) создали прототип фотовольтаической ячейки, которая состояла из кремниевой полупроводниковой пластины, покрытой слоем графена, обработанного трифторметансульфокислотой. Тот прототип продемонстрировал КПД 8,6%. Через два года испанские и английские ученые полностью избавились от кремниевой подложки в подобном устройстве, что позволило им повысить КПД до 15,6%. Для этого им пришлось применить графен, окись титана и перовскит. Очередным достижением в области использования графена для солнечных батарей стало недавнее изобретение китайских ученых. Их фотовольтаическая ячейка в состоянии вырабатывать электроэнергию в отсутствие солнца. Дело в том, что при помещении графена в водный раствор его электропроводность позволяет материалу связывать пару положительно заряженных ионов с парой отрицательно заряженных электронов в процессе реакции кислот-оснований Льюиса. С помощью этого свойства исследователи смогли удалить ионы свинца и органические красители из раствора и получить элементы, производящие электричество как из солнца, так и из капель дождя. Дождевая вода не является дистиллированной, а содержит различные соли, которые разделяются на положительно и отрицательно заряженные ионы. При контакте воды с графеном положительные ионы связываются с электронами на поверхности графена. В этой точке формируется двойной слой электронов и положительно заряженных ионов, образуя псевдоконденсатор. Разница потенциалов между двумя слоями оказалась достаточно большой, чтобы создавать ток и напряжение. На основе этой идеи исследователи создали в лабораторных условиях прототип солнечной батареи, сенсибилизированной красителем, покрытой тонкой пленкой графена, который окропили слегка подсоленной "дождевой" водой. Напряжение прототипа достигло сотен микровольт, а КПД преобразования солнечной энергии в электрическую составил 6,5%.

Другие интересные новости:

▪ Ручка, пишущая светодиодами

▪ Сетевой стандарт со скоростью передачи данных 800 Гбит/с

▪ Режим ребенка для скорейшего обычения взрослого

▪ Платформа для модульных смартфонов Motorola Project Ara

▪ Горячая вода вместо нефти и газа

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрику. ПУЭ. Подборка статей

▪ статья Зелен виноград. Крылатое выражение

▪ статья За что собаке-инвалиду присвоили звание сержанта армии США? Подробный ответ

▪ статья Трифолиата. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Антенна для диапазона 160 м с низкой высотой подвеса. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Особенности конструирования современных ламповых УЗЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025