Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Existují situace, kdy není možné realizovat autonomní napájení na základě jedné dobíjecí baterie v důsledku vzniku velkých krátkodobých proudů. V tomto případě byl společně použit vysokokapacitní vysokonapěťový kondenzátor, dokud nebyl použit ionistor namísto baterie nebo současně s ním.
Práce této třídy zařízení zahrnuje technologii, která umožňuje vytvořit elektrickou dvojitou vrstvu (EDLC), která je příznivě odlišuje od zařízení, kde se k hromadění náboje používají chemické reakce, reverzibilní (baterie) i nevratné (baterie).
Navzdory tomu, že se ionistory objevily relativně nedávno, jejich výroba byla založena mnoha výrobci u nás i v zahraničí, tyto rádiové komponenty jsou vyráběny firmami jako jsou Palm, Epcos, Elna atd.
Vnitřní zařízení
Ionistory se liší od kondenzátorů v tom, že jejich konstrukce nezahrnuje použití dielektrika mezi elektrodami, při výrobě jsou vybrány látky s opačným nábojovým potenciálem. Na obrázku je znázorněno zjednodušené zařízení těchto rádiových komponent.
Legenda:
- a, b - elektrody;
- c - oddělovač;
- d - aktivní uhlí.
Kapacita „obložení“ kondenzátoru závisí na jeho kapacitě, pro tento účel se jako elektrody v zařízeních, které jsou umístěny v elektrolytu, používá aktivní uhlí nebo pěnový uhlík. Účelem separátoru je zabránit zkratu elektrod.
Elektrolyt může být pevný nebo krystalický roztok zásady nebo kyseliny. Všimněte si, že v moderních výrobcích se tento typ elektrolytu nepoužívá z důvodu vysoké toxicity.
Níže uvedený obrázek ukazuje jako příklad provedení ionistů řady EN vyráběných společností Panasonic.
Na obrázku označeném:
- a - elektrody (aktivní uhlí působí jako materiál);
- b, e - horní a dolní část těla;
- c - oddělovač;
- d - izolační izolátor.
Parametry
Mezi hlavní elektrické charakteristiky ionistoru patří:
- pro svou měřicí jednotku Farad (F);
- vnitřní odpor (ohm);
- maximální vybíjecí proud (A);
- jmenovité napětí (V)
- parametry samovybíjení a vybíjení, druhý je poměrně důležitým parametrem, takže dáváme vzorec, podle kterého můžete vypočítat dobu vybití ionistoru: kde:
t je doba vybití měřená v sekundách;
С - kapacita zařízení (Ф);
V1, V2 - počáteční a konečná hodnota napěťového rozsahu, ve kterém byla zkouška provedena;
I - hodnota zkušebního proudu (A).
Pozitivní a negativní strany
Mezi nesporné výhody těchto zařízení patří následující vlastnosti:
- Vybíjení a nabíjení zařízení netrvá dlouho, což umožňuje jejich použití v případech, kdy není možné baterie instalovat kvůli dlouhému dobíjení;
- ve srovnání s dobíjecími bateriemi mají ionistory mnohem více cyklů nabíjení a vybíjení zařízení;
- pro dobíjení, nepotřebujete speciální nabíjecí zařízení, proto je údržba jednodušší;
- rádiové komponenty tohoto typu jsou mnohem lehčí než baterie a menší;
- široký rozsah pracovní teploty - od -40 do 70 ° C;
- životnost je mnohonásobně delší než výkonové kondenzátory a baterie.
Bez ohledu na to, jak dobré jsou tyto rádiové komponenty, mají také nedostatky, které komplikují operaci, a to:
- Relativně vysoká cena ionistorů vede k tomu, že jejich použití v technologii vede k nárůstu ceny. Podle odborníků bude v blízké budoucnosti tento problém vyřešen díky vývoji nových technologií;
- nízkými parametry jmenovitého napětí zařízení, řešením může být sériové připojení několika prvků (princip je stejný jako při připojení několika baterií). V tomto případě budete muset nainstalovat na každou komponentu zkrat ve formě rezistoru;
- Nadměrná teplota (ohřev vyšší než 70 ° C) způsobuje poruchu;
- Tento typ rádiových komponent neumožňuje akumulovat dostatek energie, navíc mají malou hustotu energie (tedy ne tak výkonnou jako baterie), která poněkud zužuje rozsah jejich použití. Paralelní spojení několika prvků umožňuje tento problém částečně zvládnout.
Samostatně je třeba poznamenat, že superkondenzátory označují prvky, jejichž připojení vyžaduje dodržení polarity. Nezkratujte přístroj, protože by to způsobilo vzestup teploty a výměnu rádiového prvku.
Aplikace
Ionory rozsahu jsou poměrně rozsáhlé, ale nejčastěji se používají jako nouzové nebo záložní zdroje pro časovače nebo paměťové čipy v různých zařízeních, od telefonů až po hudební centra, televizory, videokamery atd.
Video: účinnost při použití ionistorů
Některé poněkud exotické experimenty na použití supercapacitors byly také dělány, zvláště, oni byli používáni vytvořit zbraně gauss (elektromagnetická zbraň).
Typický obvod pro zapnutí superkondenzátorů jako zdrojů napájení je znázorněn na obrázku.
Označení na diagramu:
U - připojení k hlavnímu napájení;
D1 je dioda, která zabraňuje úniku ionistorového náboje, když není hlavní zdroj energie;
R1 - odpor, slouží pro dva účely:
- limit nabíjecího proudu;
- eliminuje přetížení hlavního zdroje napájení při zapnutí;
C - záložní zdroj založený na ionistoru;
Rn je zátěžový odpor.
Všimněte si, že bez odporu (označení v diagramu - R1) nelze upustit, pokud charakteristiky zdroje energie umožňují krátkodobý nárůst zátěžového proudu na 250 mA.
Kromě příkladu domácího použití mohou být ionistory použity pro připojení LED diody v baterii s nízkou spotřebou energie, zatímco nabíjení může být prováděno z energie solární baterie.
Uveďme ještě jeden běžný příklad použití tohoto zařízení k nastartování motoru automobilu. Schéma takové implementace je znázorněno na obrázku.
Tento systém může být realizován na každém osobním automobilu, kde je napětí palubní sítě 12V, symboly na obrázku :
- 1, 2, 3 - připojovací svorky (1 na kladný kontakt akumulátoru, 2 - záporné, 3 připojené k zámku zapalování);
- Ks - zámek zapalování;
- B1 - autobaterie;
- K1, K1.1 - stykač a jeho ovládací klíč;
- C - superkapacitor;
- Rc - odpor omezující nabíjecí proud ionistoru C.
Okruh používá superkondenzátor (označení: 12ПП-15 / 0, 002), který má následující charakteristiky:
- maximální jmenovité napětí - 15V;
- kapacita - 216F;
- vnitřní odpor je 0, 0015 Ohm;
- jmenovitý proud - 2 kA.
Výše uvedené vlastnosti postačují k nastartování motoru až do 150 koní Doba nabíjení ionistoru není delší než 5 sekund, po zapnutí startéru na několik prvních sekund přejde hlavní proudová zátěž na superkondenzátor, protože vnitřní odpor baterie je větší.
Takové startovací zařízení, ve kterém se používá ionistor, může být zakoupeno hotově, ale bude to mnohem levnější.