Приложение 11
Ионисторы
В последние годы появился новых класс приборов, функционально близких к конденсаторам очень большой емкости; по существу - занимающих положение между конденсаторами и источниками питания. Это - ионисторы, конденсаторы с двойным электрическим слоем [13].
Номинальное напряжение ионистора зависит от вида используе- мого в нем электролита и является для него максимально допустимым. Для получения более высокого рабочего напряжения ионисторы
Рис. П11.1. Ионисторы
соединяют последовательно. Но делать это самостоятельно не рекомендуется - параметры ионисторов в такой связке должны быть очень близкими.
Внутреннее сопротивление Rвн ионистора может быть рассчитано по формуле: Rвн=U/Iкз, где Rвн - в омах; U - напряжение на ионисторе, В; Iкз - ток короткого замыкания, А. Для ионистора К58-3 (японский аналог DC-2R4D225) Rвн=10...100 Ом.
Электрическую емкость ионистора рассчитывают по формуле: C=I·t/U , где С - емкость, Ф; I - постоянный ток разрядки, А;
U - номинальное напряжение ионистора, В; t - время разрядки от Uном до нуля, с;
Важнейший параметр ионистора - ток утечки. Особенно при использовании его в качестве резервного источника питания.
Габариты некоторых ионисторов, выпускаемых в России, показаны на рис. П11.1. Ионистор К58-9а представляет собой залитый компаундом ионистор К58-3 с приваренными проволочными выводами («+» маркирован черной точкой). Ионисторы К58-96 и К58-9в (японский аналог DB-5R5D105) на напряжение 5 и 6,3 В состоят, соответственно, из двух и трех соединенных последовательно ионисторов К58-3.
В принципе ионистор - неполярный прибор. Вывод «+» указывают для обозначения полярности остаточного напряжения после его зарядки на заводе изготовителе.
Основные характеристики отечественных ионисторов приведены в таблице П11. Их рабочие температуры - -25...+70°С; отклонения емкости от номинальной - -20...+80%.
Долговечность ионистора зависит от условий эксплуатации. Так, при работе под напряжением Uном при температуре окружающей
Таблица П11
|
Тип ионистора |
Ёмкость, Ф |
Номинальное напряжение, В |
Внутреннее сопротивление, Ом |
Габариты a-b-c-d-e, MM |
Масса, г |
|
58-3 |
2,00 |
2,5 |
30 |
18,3-*-*-*-2,7 |
2,0 |
|
58-9а |
0,47 |
2,5 |
80 |
10,5-14-5-26-4,5 |
0,5 |
|
" |
2,00 |
2,5 |
30 |
19-23-5-38-5,5 |
2,0 |
|
58-96 |
0,62 |
5,0 |
60 |
27-22,5-10-35-13 |
11.0 |
|
" |
1,00 |
5,0 |
60 |
27-22,5-10-35-13 |
11,0 |
|
" |
0,62 |
6,3 |
90 |
27-22,5-10-35-13 |
11,0 |
|
58-98 |
1,00 |
5,0 |
60 |
21,5-8-5-4-* |
8,0 |
|
" |
0,62 |
6,3 |
90 |
21,5-10,5-5-16,5-* |
10,0 |
Рис. П11.2. Типовые разрядные характеристики ионисторов
Рис. П11.3. Зависимость емкости ионистора от тока разряда
среды +70°С гарантированная долговечность составит 500 часов. При работе под напряжением 0,8Uном она увеличивается до 5000 часов. Если же напряжение на ионисторе не превышает 0,6Uном , а температура окружающей среды - +40°С, то ионистор будет исправно работать не менее 40000 часов.
На рис. П11.2 показаны типовые разрядные характеристики ионисторов. Зависимость емкости ионистора от тока разряда (для температур +25°С и +70°С) показана на рис. П11.3.
На рис. П11.4 показана зависимость тока зарядки от времени зарядки ионистора (для температур -15-С , +25°С и +80°С).
Зависимость тока утечки ионистора от рабочего напряжения приведена на рис. П11.5, а от температуры окружающей среды - на рис. П11.6.
Обычная схема включения ионистора в качестве резервного источника питания приведена на рис. П11.7. Диод VD1 предотвращает разряд ионистора С1 при Uпит=0. Резистор R1 ограничивает зарядный ток ионистора, защищая источник питания от перегрузки при включении. Он не потребуется, если источник питания выдерживает кратковременную нагрузку током 100...250 мА.
Во многих случаях ионистор с успехом заменяет встраиваемые в прибор резервные источники питания. Весьма перспективен ионистор в качестве накопителя энергии при работе совместно с солнечными батареями. Здесь особенно ценна его некритичность к режиму заряда, практически неограниченное число циклов зарядразряд.
Ионистор не требует ухода в течении всего срока службы.
Рис. П11.4. Зависимость тока зарядки от времени зарядки ионистора
Рис. П11.5. Зависимость тока утечки ионистора от рабочего напряжения
Рис. П11.6. Зависимость тока утечки ионистора от температуры окружающей среды
Рис. П11.7. Включение ионистора в качестве резервного источника питания
