4. Справочная информация по электронным компонентам

Приложение 1. Микропереключатели

Приложение 1

Микропереключатели

И сегодня редко какие радиотехнические устройства обходятся без механически управляемых выключателей и переключателей. В таблице П1 приведены сведения о микропереключателях - элементарных контактных «тройках», получивших наибольшее, пожалуй, распространение среди электромеханических контактных устройств.

Таблица П1

МП1-1

МП-7

МП-5

МП-9

МП-10

МП-11

МП3-1

Коммутируемые токи, мА

0,2- 100

0.5- 500

0,2- 400

0.2- 100

-

-

-

Коммутируемые напряжения, В

0,2-30

0,5-30

0,2-30

-

0,2-30

-

0,2-30

Число коммутаций, тыс.

25-50

7,5-10

15-100

25-50

5-50

15-100

30-100

Габариты, мм

20,3х 17,4х 8,2

12,8х 10,6х 5,2

20,3х 17,4х 8,2

20,3х 14,6х 7,2

20,3х 4,6х 7,2

20,3х 14,6х 7,2

20,3х 17,4х 8,2

 

Приложение 2. Фотодиоды

Приложение 2

Фотодиоды

Среди фоточувствительных приборов полупроводниковые фотодиоды занимают особое положение. Обладая почти таким же быстродействием, что и вакуумные, они имеют малые размеры и могут питаться от тех же источников, что и микросхемы прибора. То обстоятельство, что почти все они обладают высокой чувствительностью и к инфракрасному излучению, образуют с излучающим ИК

диодом своего рода высокочастотную комплементарную пару, привлекает к ним особое внимание.

Параметры некоторых фотодиодов отечественного производства приведены в таблице П2.

Таблица П2

Тип

1

2

3

4

5

ФД-3К

1,13

0.5... 1.1

15

0,5

11х11х1,7

ФД-8К

2х2

0,5...1,12

20

1,0

3,87х12,5

ФД-101КП

0,5

0,5...1,05

10

0,005

3,87х12,5

ФД-11К

2,5

0,5... 1,15

10

0,2

8.2х5,5

ФД-20-31К

1.4

0,47...1,17

20

0,1

7,2х5

ФД-21-КП

1,55

0,4...1,1

10

0,017

3,87х12,5

ФД-24К

10

0,47... 1,12

27

2.5

19,6х6,5

ФД-25К

1,9х1,9

0,4... 1,1

20

1,0

3,87х12,5

ФД-26К

1,9х1,9

0,4...1.1

20

3.0

3,87х12,5

ФД-27К

1,9х1,9

0,4...1,1

20

1,0

3.87х12,5

ФД-28КП

1,24х1,24

0,4...1,1

4

0,02

6х9,5

ФД-К-155

5,0

0,4...1,1

10

0,1

11,5

ФД-252

0,6

0,4...1,1

24

0,01

8x10

ФД-252-01

0,3

0,4...1,1

10

0,005

8х10

ФД-265А

1,4х1,4

0,4...1,1

4

0,1

4х8

1 - размер фоточувствительного элемента, мм

2 - спектр Dl, мкм : ;

3 - рабочее напряжение, В

4 - темновой ток,мкА,неболее

5 - габариты (без выводов), мм - высота х ширина х толщина - (диаметр х длина)

 

Приложение 3. ИК диоды

Приложение 3

ИКдиоды

Разработка полупроводниковых инфракрасных излучателей - ИК диодов - одно из самых значительных достижений полупроводниковой

Таблица ПЗ

1

2

3

4

5

6

7

АЛ107Г

12(100)

0,94-0,96

2(100)

100

2

25(0.8)

АЛ115В

9(100)

1/0;6

0,9-1

1,8(50)

600*

4

30(0,8)

AЛ119A

40(300)

1/1,5

0,93-0,96

3(300)

300

-

-

АЛ119В

25(300)

0,35/1,5

0,93-0,96

3(300)

300

-

-

АЛ123А

500(10000)*

0,35/0,5

0,94

2(300')

400

0

ЗЛ130А

350(3000)*

1,5/1,5

0,95

3(3000)

300

1

АЛ144А

20(100)

-

0,93-0,98

2(100)

150*

1

50

АЛ145Д

20(100)

-

0,93-0,98

1,6(100)

1100*

-

40

АЛ147А

16/ср(100)

0,3/0,3

0,85-0,89

1,8(100)

1500*

-

40

АЛ156В

12(100)

0,1/0,1

0,82-0,9

1,8(100)

2500*

3

20(0,8)

АЛ162А

100/ср(100)

0,3/0,3

0,85-0,89

1,8(100)

1500*

-

-

АЛ163А

11(100)

0.05/0,05

0.82-0,9

2(100)

1000*

3

70(0,8)

АЛ165Б

15(100)

-

0,87

2(100)

2500*

3

20(0,8)

АЛ168В

400/ср(80)

-

0,85-0,9

1,6(80)

1500*

2

-

АЛ170А

16/ср(40)

0,5/0,5

0,85-0,89

2,3(700)*

1000*

-

20(0,5)

АЛ170Б

40/ср(40)

0,5/0,5

0,85-0,89

2,3(700)*

1000*

-

10(0,5)

АЛ170В

100/ср(40)

0,5/0,5

0,85-0,89

2,3(700)*

1000*

-

4(0,5)

техники последних лет. Появился компактный, высокоэффективный, быстродействующий источник инфракрасного излучения, способный сконцентрировать в очень короткой вспышке мощность, многократно превышающую мощность непрерывного его излучения.

Параметры некоторых ИК диодов отечественного производства приведены в таблице П3 [5].

1 - излучаемая мощность Ре, мВт или мВт/ср (при токе в диоде в мА);

2 - время нарастания/спада излучаемой мощности (0,1...0,9Рmax),мкс;

3 - длина волны, соответствующая максимальному излучению, мкм;

4 - падение напряжения на диоде, В (при токе, мА);

5 - максимальный ток в диоде, мА;

6 - максимальное обратное напряжение, В;

7 - угол излучения, в градусах (по уровню Ре max/2);

К таблице П3:

1. Спектральные характеристики ИК диодов имеют один максимум - Dl- в интервале длин волн 0,87...0,96 мкм..

2. Пространственная плотность излучения измеряется в милливаттах на стерадиан (мВт/ср).

3. Для измерения силы излучения пользуются и другой единицей - милликавделой (мКд). Их соотношение: 1 мКд - 1,683 мВт/ср.

4. При повышении температуры lmax диода смещается в сторону длинных волн.


*) импульсное значение

 

 

Приложение 4. Счетчики Гейгера

Приложение 4

Счетчики Гейгера

Счетчики Гейгера-Мюллера - самые распространенные детекторы (датчики) ионизирующего излучения. До сих пор им, изобретенным в самом начале нашего века для нужд зарождающейся ядерной физики, нет, как это ни странно, скольконибудь полноценной замены.

В своей основе счетчик Гейгера очень прост. В хорошо вакуумированный герметичный баллон с двумя электродами введена газовая смесь, состоящая в основном из легко ионизируемых неона и аргона. Баллон может быть стеклянным, металлическим и др. Обычно счетчи- ки воспринимают излучение всей своей поверхностью, но существуют

7-1.jpg

Рис. П4.1. Включение счетчика Гейгера

и такие, у которых для этого в баллоне предусмотрено специальное «окно». К электродам прикладывают высокое напряжение U^ (рис. П4.1), которое само по себе не вызывает каких-либо разрядных явлений. В этом состоянии счетчик будет пребывать до тех пор, пока в его газовой среде не возникнет центр ионизации - след из ионов и электронов, порождаемый пришедшей извне ионизирующей частицей. Первичные электроны, ускоряясь в электрическом поле, ионизируют «по дороге» другие молекулы газовой среды, порождая все новые и новые электроны и ионы. Развиваясь лавинообразно, этот процесс завершается образованием в межэлектродном пространстве электронноионного облака, резко увеличивающего его проводимость. В газовой среде счетчика возникает разряд, видимый (если баллон прозрачный) даже простым глазом.

Обратный процесс - возвращение газовой среды в ее исходное состояние в так называемых галогеновых счетчиках - происходит само собой. В действие вступают галогены (обычно хлор или бром), в небольшом количестве содержащиеся в газовой среде, которые способствуют интенсивной рекомбинации зарядов. Но этот процесс идет значительно медленнее. Отрезок времени, необходимый для восстановления радиационной чувствительности счетчика Гейгера и фактически определяющий его быстродействие - «мертвое» время - является важной его паспортной характеристикой.

Такие счетчики называют галогеновыми самогасящимися. Отличаясь самым низким напряжением питания, превосходными параметрами выходного сигнала и достаточно высоким быстродействием, они оказались особенно удобными для применения в качестве датчиков ионизирующего излучения в бытовых приборах радиационного контроля.

Счетчики Гейгера способны реагировать на самые разные виды ионизирующего излучения - a, b, g, ультрафиолетовое, рентгеновское, нейтронное. Но реальная спектральная чувствительность счетчика в значительной мере зависит от его конструкции. Так, входное окно счетчика, чувствительного к a- и мягкому b-излучению, должно быть очень тонким; для этого обычно используют слюду толщиной 3...10 мкм. Баллон счетчика, реагирующего на жесткое b- и g-излучение, имеет обычно форму цилиндра с толщиной стенки

7-2.jpg

Рис. П4.2. Зависимость скорости счета or напряжения питания в счетчике Гейгера

0,05....0,06 мм (он служит и като- дом счетчика). Окно рентгеновского счетчика изготавливают из бериллия, а ультрафиолетового - из кварцевого стекла.

В счетчик нейтронов вводят бор, при взаимодействии с которым поток нейтронов преобразуется в легко регистрируемые a- частицы. Фотонное излучение - ультрафиолетовое, рентгеновское, g-излучение - счетчики Гейгера воспринимают опосредованно - через фотоэффект, комптон-эффект, эффект рождения пар; в каждом случае происходит преобразование взаимодействующего с веществом катода излучения в поток электронов.

Каждая фиксируемая счетчиком частица вызывает появление в его выходной цепи короткого импульса. Число импульсов, возникающих в единицу времени, - скорость счета счетчика Гейгера - зависит от уровня ионизирующей радиации и напряжения на его электродах. Типичный график зависимости скорости счета от напряжения питания Uпит показан на рис. П4.2. Здесь Uнс - напряжение начала счета; Uнг и Uвг - нижняя и верхняя граница рабочего участка, так называемого плато, на котором скорость счета почти не зависит от напряжения питания счетчика. Рабочее напряжение Uр обычно выбирают в середине этого участка. Ему соответствует Nр - скорость счета в этом режиме.

Зависимость скорости счета от уровня радиационного облучения счетчика - важнейшая его характеристика. График этой зависимости имеет почти линейный характер и поэтому нередко радиационную чувствительность счетчика выражают через имп/мкР (импульсов на микрорентген; эта размерность следует из отношения скорости счета - имп/с - к уровню радиации - мкР/с).

В тех случаях, когда она не указана (нередких, к сожалению), судить о радиационной чувствительности счетчика приходится по другому его тоже очень важному параметру - собственному фону. Так называют скорость счета, причиной которой являются две составляющие: внешняя - естественный радиационный фон, и внутренняя - излучение радионуклидов, оказавшихся в самой конструкции счетчика, а также спонтанная электронная эмиссия его катода. («фон» в дозиметрии имеет почти тот же смысл, что и «шум»

7-3.jpg

Рис. П4.3. Зависимость скорости счета от энергии гамма-квантов ("ход с жесткостью") в счетчике Гейгера

в радиоэлектронике; в обоих случаях речь идет о принципиально неустранимых воздействиях на аппаратуру.)

Еще одной важной характеристикой счетчика Гейгера является зависимость его радиационной чувствительности от энергии («жесткости») ионизирующих частиц. На профессиональном жаргоне график этой зависимости называют «ходом с жесткостью». В какой мере эта зависимость важна, показывает график на рис. П4.3. «Ход с жесткостью» будет влиять, очевидно, на точность проводимых измерений.

Не обсуждая вопрос о том, нужна ли высокая точность измерений бытовому радиометру, заметим, что подобные приборы промышленного изготовления отличаются от любительских только лишь коррекцией счетчика по жесткости. Для этого на счетчик надевают «рубашку» - пассивный фильтр, имеющий приблизительно обратную по отношению к счетчику жесткостную характеристику.

То, что счетчик Гейгера является лавинным прибором, имеет и свои минусы - по реакции такого прибора нельзя судить о перво- причине его возбуждения. Выходные импульсы, генерируемые счетчиком Гейгера под действием a-частиц, электронов, g-квантов

Таблица П4

1

2

3

4

5

6

7

СБМ19

400

100

2

310*

50

19х195

1

СБМ20

400

100

1

78*

50

11х108

1

СБТ9

380

80

0,17

40*

40

12х74

2

СБТ10А

390

80

2,2

333*

5

(83х67х37)

2

СБТ11

390

80

0,7

50*

10

(55х29х23,5)

3

СИ8Б

390

80

2

350-500

20

82х31

2

СИ14Б

400

200

2

300

30

84х26

2

СИ22Г

390

100

1,3

540*

50

19х220

4

СИ23БГ

400

100

2

200-400*

-

19х195

1

1 - рабочее напряжение, В;

2 - плато - область малой зависимости скорости счета от напряжения питания, В;

3 - собственный фон счетчика, имп/с, не более;

4 - радиационная чувствительность счетчика, имп/мкР (* - по кобальту-60);

5 - амплитуда выходного импульса, В, не менее;

6 - габариты, мм - диаметр х длина (длина х ширина х высота);

7.1 - жесткое b- и g-излучение;

7.2 - то же и мягкое b-излучение;

7.3 - то же и a-излучение;

7.4 - g-излучение.

(в счетчике, на все эти виды излучения реагирующем), ничем не различаются. Сами частицы, их энергии совершенно исчезают в порождаемых ими лавинах-близнецах.

В таблице П4 приведены сведения о самогасящихся галогеновых счетчиках Гейгера отечественного производства, наиболее подходящих для бытовых приборов радиационного контроля.

Внешний вид и основные размеры некоторых счетчиков Гейгера приведены на рис. П4.4.

7-4.jpg

Рис. П4.4. Счетчики Гейгера

 

Рис. П4.1. Включение счетчика Гейгера

Изображение: 

Рис. П4.2. Зависимость скорости счета or напряжения питания в счетчике Гейгера

Изображение: 

Рис. П4.3. Зависимость скорости счета от энергии гамма-квантов ("ход с жесткостью") в счетчике Гейгера

Изображение: 

Рис. П4.4. Счетчики Гейгера

Изображение: 

Приложение 5. Радиоизотопы

Приложение 5

Радиоизотопы

 

Приложение 6. Фотоумножители

Приложение 6

Фотоумножители

Фотоумножители, обладающие высоким усилением и быстродей- ствием, получили широкое распространение в дозиметрических приборах, использующих сцинтилляторы - вещества, реагирующие на проникающую в них ионизирующую частицу вспышкой света. Параметры некоторых фотоумножителей отечественного производства приведены в таблице П6 [8].

Таблица П6

Параметр

ФЭУ-31

ФЭУ-54

ФЭУ-67Б

ФЭУ-71

ФЭУ-85

Область максимальной спектральной чувствительности, им

300-600

380-480

300-600

420-460

340-440

Чувствительность, А/лм (при напряжении питания, кВ)

1(0,9); 10(1,4)

10(>0,8); 100(1,9)

10(1,2); 100(1,0)

10(0,8); 100(1,25)

10(0,9); 1000(1,3)

Габариты (по баллону), мм

Ж21,5х73

Ж22,5х64

Ж30х90

Ж30х90

 

 

Приложение 7. Сцинтилляторы

Приложение 7

Сцинтилляторы

В таблице П7 приведены основные характеристики сцинтилляторов - веществ, реагирующих на проникающую в них ионизирующую частицу вспышкой света [9].

Таблица П7

ZnSe

CdS

CWO*

BGO*

CeJ

ZnS

Нафталин

Время высвечивания, мкс

3-5

0,3

5-9

<0,35

<1

10

0,06

Уровень послесвечения через 20 мс,%

<0,05

<0,1

<0,05

<0,05

-
-
-

Максимум излучения, нм

640

730; 1000

490

480

450

460

345

*) CWO - CdWO4; BGO - Bi4Ge3O12

 

Приложение 8. Проволочные сопротивления

Приложение 8

Проволочные сопротивления

Удельное сопротивление проводов высокого сопротивления, при- веденное в таблице П8 в удобной для расчета форме, позволит изготовить резистор нужного сопротивления, не прибегая к измерениям.

Таблица П8

d, мм

R , Ом (длина З см)

Нихром

Константан

Манганин

0,15

3,00

1,35

1,27

0,20

1,80

0,76

0,71

0,25

1,10

0,49

0,46

0,30

0,76

0,34

0,32

0,35

0,56

0,25

0,23

 

Приложение 9. Химические источники тока

Приложение 9

Химические источники тока

Радиоэлектронные приборы, работающие автономно, имеют встроенный источник питания того или иного типа. Рсссмотрим химические источники тока (ХИТ) различных систем.

Для питания бытовой и радиолюбительской аппаратуры чаще других используют марганцево-цинковые элементы и батареи с различными электролитами (солевым, хлоридным или щелочным) и воздушной деполяризацией. Широкое распространение получили также ртутно-цинковые, серебряно-цинковые и литиевые ХИТ.

Конструктивно ХИТ обычно имеет форму цилиндра (цилиндр малой высоты называют «пуговицей»). По рекомендации МЭК такие ХИТ имеют в обозначении:

одну букву, определяющую электрохимическую систему (L - алкалиновая, S - серебряно-цинковая, М или N - ртутно-цинковая и др.);

букву R (от английского Ring - круг), говорящую о форме элемента;

число от 03 до 600, условно определяющее размеры элемента.

Применяя ХИТ той или иной системы, следует, конечно, знать ее возможности, особенности эксплуатации и т.п.

Марганцево-цинковые элементы и батареи. Электрохимическая система: цинк - двуокись марганца - электрод.

Это, прежде всего, хорошо известные элементы и батареи Лекланше (угольно-цинковые), с солевым электролитом (водным раствором хлорида аммония и хлорида цинка). Они могут эксплуатироваться при температурах от -5 до +50°С. Имеют заметный саморазряд и недостаточно хорошую герметичность. Дешевы.

Другой тип - угольно-цинковые ХИТ с водным раствором хлорида цинка. Энергетические показатели этих источников примерно в 1,5 раза выше, чем у элементов и батарей предыдущей группы. Могут эксплуатироваться при температурах от -15 до +70° С. Имеют, меньший саморазряд и лучшую герметичность. Допускают больший разрядный ток.

Алкалиновые элементы и батареи. Электрохимическая система аналогична электрохимической системе марганцево-цинковых элементов, но в качестве электролита здесь используется щелочь в виде водного раствора гидроокиси калия. Алкалиновый элемент можно перезаряжать до 10...15 раз, но его повторная отдача не превысит 35% начальной. Для перезарядки годятся элементы, сохранившие герметичность и имеющие напряжение не менее 1,1 В. Алкалиновые ХИТ могут эксплуатироваться при температурах от -25 до +55°С. Допускают значительные разрядные токи.

Элементы и батареи с воздушной деполяризацией. Электрохимическая система: цинк - воздух - гидрат окиси калия. Гидроокись марганца МnООН окисляется кислородом воздуха до МnО2 Для подвода и удержания О2 используют специальные конструкции и материалы катода (элемент активизируется лишь после извлечения пробки, открывающей доступ воздуху). ХИТ с воздушной депо- ляризацией могут работать при температурах от -15 до +50°С. Они обладают высокими энергетическими показателями. Могут быть рекомендованы при значительных импульсных нагрузках.

Ртутно-цинковые элементы и батареи. Электрохимическая система: цинк - окись ртути - гидрат окиси натрия. Источники тока имеют высокие энергетические показатели. Работоспособны лишь при положительных температурах (0...+50°С). При малых токах разряда и стабильной температуре напряжение на элементе остается почти неизменным. Практически не имеют газовыделения. Из-за наличия ртути экологически вредны и к применению не рекомендуются.

Серебряно-цинковые элементы и батареи. Электрохимическая система: цинк - одновалентное серебро - гидрат окиси калия или натрия. Источники обладают малым саморазрядом, имеют хорошие энергетические характеристики и почти неизменное напряжение в процессе работы (при неизменной температуре). Температурный диапазон - О...+55°С

Литиевые элементы и батареи с органическим электролитом. Сюда входят более десяти электрохимических систем. Напряжение на элемент - от 1,5 до 3,6 В. Энергетические показатели выше, чем у ртутно- и серебряно-цинковых элементов: по массе - в 3 раза, по объему - в 1,5...2 раза. Литиевые источники обладают исключительно малым саморазрядом (сохраняют более 85% емкости после 10 лет хранения). Они герметичны и имеют довольно стабильное напряжение. В микромощных устройствах, где важна надежность контактов, используют литиевые источники с выводами под пайку.

В таблице П9.1 приведены данные алкалиновых элементов и батарей по МЭК и ГОСТ, ТУ ([11], с. 36, 37).

В таблице П9.2 приведены данные серебряно-цинковых элементов и батарей по МЭК и ГОСТ ([11], с. 38, 39).

В таблице П9.3 приведены данные элементов и батарей Лекланше по международным (МЭК) и государственным (ГОСТ, ТУ) стандар- там ([11], с. 34, 35).

Таблица П9.1

Обозначение по стандарту

Габариты (Ж х h или L х В х Н), мм

Масса,г

Напряжение, В

Емкость, мА·ч

мэк

ГОСТ, ТУ

Элементы

LR1

293

12х30,2

9,5

1,5

650

LR03

286

10,5х44,5

13

1,5

800

LR6

LR6;A316; ВА316; 316-ВЦ; "Сапфир"

14,5 х 50.5

25

1.5

1000...3700

LR10

А332; ВА332

20,5 х 37

26

1,5

1300...2800

LR14

LR14; А343; ВА343

26,2 х 50

65

1,5

3000...8200

LR20

LR20; А373; ВА373

34.1 х61,5

125

1.5

5500... 16000

Батареи

6LF22

"Корунд"

26,5 х 17,5 х 48,5

46

9

620

 

Таблица П9.2

Обозначение по стандарту

Габариты (Ж х h), мм

Масса,г

Напряжение, В

Емкость, мА·ч

МЭК

ГОСТ, ТУ

Элементы

SR41

СЦ-21; СЦ-0.038

7,9 х 3,6

0,7

1,5... 1,55

38...45

SR42

СЦ.0.08

11.6х3,6

1.6

1,5...1,55

80...100

SR43

СЦ-32; СЦ-0,12

11,6х4,2

1.8

1,5...1,55

110...120

8R44

СЦ-0,18

11,6х5.4

2.3

1.5...1.55

130...190

СЦ-30

11,6х2,6

1,5

1,5... 1,55

60

Батареи

4SR44

13 х 25,2

14.2

6

170

 

Таблица П9.3

Обозначение по стандарту

Габариты (Ж х h или L х В х Н), мм

Масса,г

Напряжение, В

Емкость, мА·ч

МЭК

ГОСТ, ТУ

Элементы

R1

R 1:293

12х30,2

7,5

1,5

150

R03

R03; 286

10,5х44,5

8,5

1,5

180

R6

R6; 316; "Уран-М"

14,5 х 50,5

19

1,5

450...850

R10

R10; 332

21,8х37,3

30

1,5

280

R12

R12; 336

21,5х60

48

1,5

730

R14

R14; 343; "Юпитер-М"

26,2 х 50

46

1,5

1530... 1760

R20

R20; 373; "Орион-М"

31,4х61,5

95

1,5

4000

R40

R40; AR40

67 х 172

600

1,5

39000... 46000

Батареи

2R10

2R10

21,8х4,6

58

3

280

3R12

3R12;3336; "Планета"

62 х 22 х 67

125

4,5

1500

4R25

4R25

67 х 67 х 102

650

6

4000

6F22

6F22; "Крона"

26,5 х 17,5 х 48,5

30

9

190...250

6F100

6F100

66 х 52 х 81

460

9

3600

В таблице П9.4 приведены данные ртутно-цинковых элементов и батарей по МЭК и ГОСТ ([11], с. 39-41)..

В таблице П9.5 приведены данные литиевых элементов.

Таблица П9.4

Обозначение по стандарту

Габариты (Ж х h ), мм

Масса,г

Напряжение, В

Емкость, мА·ч

МЭК

ГОСТ, ТУ

Элементы

MR6

MR6

10,5х44,5

25

1,35

1700

MR9

РЦ53

16 х 6,2

4,2...4,6

1,35

250...360

MR19

РЦ85

30,8 х 17

43 .

1,35

3000

MR42

РЦ31

11,6х3,6

1,4...1,6

1,35

110

MR52

РЦ55

16,4 х 11,4

8...9

1,35

450...500

РЦ63

21 х7,4

11

1,34

700

РЦ65

21 х 13

18,1

1,34

1500

РЦ73

25,5х8,4

17,2

1,34

1200

РЦ75

25,5 х 13,5

27,3

1,34

2200

РЦ82

30,1 х 9,4

30

1,34

2000

РЦ83

30,1 х 9,4

28,2

1,34

2000

РЦ93

31 х60

170

1,34

13000

Батареи

3MR9

ЗРЦ53

17х21,5

15

4,05

250...360

4MR9

4РЦ53

17х27

20

5,4

360

2MR52

2РЦ 55с

17х23

19

2,7

450

3MR52

ЗРЦ 55с

17х35

28

4,05

450

4РЦ 55с

16,2 х 53

40

5,4

450

5РЦ 55с

16,2 х 66

50

6,7

450

6РЦ63

23х48

72

7,2

600

 

Таблица П9.5

Шифр типоразмера

Габариты

(Ж х h), мм

Масса, г

Напряжение, В

Емкость, мА·ч

333

3,8 х 33

1,1

3

40

426

4,2 х 25,9

0,55

3

20

436

4,2 х 35,9

0,85

3

40

721

7,9х2,1

0,45

1,5

18

772

7,9 х 7,2

1

3

30

921

9,5х2,1

0,55

1.5

35

926

9,5х2,6

0,7

1,5

45

1121

11,6х2,1

0,85

1,5

50

1136

11,6х3,6

1,25

1.5

100

1154

11,6х5,4

1,85

1,5

170

1154

11,6х5,4

1,7

3

130

1220

12,5х2

0,8

3

30

1225

12,5х2.5

0,9

3

36

1616

16 х 1,6

1

3

30

1620

16х2

1,2

3

50

2010

20 х 1

1,1

3

20

2016

20х1,6

1,7

3

50...65

2020

20х2

2,3

3

90

2025

20 х 2,5

2,5

3

120(100)

2032

20 х 3,2

3

3

170(130)

2192 .

21 х9,1

11

3,5

400

2192

21 х 9,2

8,9

3

800

2312

23 х 1,6

2,3

3

90

2320

23х2

3

3

80...110

2325

23 х 2,5

3,7

3

140...160

2420

24,5 х 2

3,2

3

120(100)

2430

24,5 х 3

4

3

200(160)

2432

24,5 х 3,2

4,2

3

180

2525

25 х 2,5

4

3

200

2779

27,3 х 7,9

13

3

1200

3506

35,5 х 6

19,5

3

1700

11100

11,6х 10,8

3,3

3

160

12600

12х60,2

16

3

1000

13250

13 х 25,2

9

6

160

14250

14,1 х24,5

7,3

1,5

1600

14250

14,5 х 25

10

3

1000

14500

14,1 х 49,5

17,4

1,5

3900

17230

17х23

9,5

3

750

17340

17х33,5

13,5

3

1200

26180

26,2 х 18,2

25

3,5

1000

26500

26х50

47

3

5000

34610

32 х 60,5

110

1,5

16000

Примечание: фирма Sanyo выпускает овальные литиевые элементы CR 736-2 (напряжение 3 В, емкость - 70 мА-ч, габариты 15,7х7,8х3,6 мм) для батарей типа «Крона» ([II], с. 42-44)

О некоторых особенностях элементов и батарей зарубежного производства, преимущественном их назначении можно судить по сделанным на них надписям ([II], с. 79, 80):

Alkaline - элемент (батарея) со щелочным электролитом

Camera - для фотокиноаппаратуры

Cigarette Lighter - для карманной зажигалки

Communication Device - для средств связи

Fishing Float - для поплавка

Game - для электронной игрушки

Hearing Aid - для слухового аппарата

Lighter - к зажигалке

Lithium - литиевый элемент (батарея)

Marganese-Zinc - марганец-цинковый элемент (батарея)

Measuring Equipment - для измерительных приборов

Medical Instrument - для медицинских приборов

Mercuric Oxide - ртутно-цинковый элемент (батарея)

Microphone - для микрофона

Mini Radios - для миниатюрного радиоприемника

Nickel-Zinc- никель-цинковый элемент (батарея)

Photographic Light Meter - для фотоэкспонометра

Pocket Bell - для карманного будильника

Silver Oxide - серебряно-цинковый элемент (батарея) Standart - универсальный элемент (батарея) Watch - для часов Wristwatch - для наручных часов

 

Приложение 10. КМОП-микросхемы

Приложение 10

КМОП-микросхемы

В таблице П10 приведены основные электрические параметры наиболее употребительных КМОП-микросхем ([12], с. 299-359).

Таблица П10

Тип микросхемы

Uпит, В

U0вых, В

U1вых, В

I0вых, мА

I1вых, мА

Iпот, мкА

t01, нс

t10, нс

Свх, пф

К561ЛА7

5

0,95

3,6

0,25

0,25

-

160

160

-

10

2,9

7,2

0,45

0,55

-

80

80

11

15

-

-

-

-

2

-

-

-

564ЛА7

5

0,95

3,6

0,25

0,25

0,05

160

160

-

К561ЛА9

10

2,9

7,2

0,25

-0,3

5

125

125

-

К561ЛЕ5

5

0,95

3,6

0,3

0,3

0,5

260

180

-

10

2.9

7,2

0,6

0.25

5

130

115

-

564ЛЕ5

5

0,95

3.6

0,4

0,5

0,05

205

110

-

К561ЛН2

5

0,95

3,6

2,6

1,25

-

120

110

-

10

2,9

7.2

8

1,25

-

90

50

30

15

-

-

-

-

2

-

-

-

К176ЛП1

9

0,3

8,2

-

-

0,3

200

200

-

К561ЛП2

5

0,95

3,6

2,6

1,25

-

120

120

-

10

2,9

7,2

8

1,25

-

90

50

30

15

-

-

-

-

2

-

-

-

К561КП2

10

-

-

-

-

-

400

400

15

15

-

-

-

-

100

-

-

-

К176ИЕ1

9

0,3

4,2

-

-

20

-

-

-

К176ИЕ2

9

0,3

8,2

-

-

100

-

-

• -

К176ИЕЗ

9

0,3

8.2

-

-

250

-

-

-

К176ИЕ4

9

0,3

8,2

-

-

250

-

-

-

К561ИЕ10

5

0,8

4,2

0,2

0,2

50

1500

1500

-

10

1,0

9,0

0,5

0,2

100

500

500

-

К176ИЕ12

9

0,3

8,2

-

-

25

-

-

-

К561ИЕ16

5

0,8

4,2

0,15

0,15

-

-

-

-

10

1,0

9,0

0,35

0,35

-

340

340

5

15

-

-

-

-

20

-

-

-

КР1561ИЕ20

5

0,5

4,5

0,44

-0,8

20

5000

5000

-

10

1,0

9,0

1,1

-0.4

40

1800

1800

-

15

1,5

13.5

3,0

-1,2

80

1400

1400

-

К176ИД2

9

0,3

8,2

-

-

100

850

850

-

К561ИР2

5

0,8

4,2

0,12

0,08

-

970

970

-

10

1,0

9,0

0.25

0,2

-

380

380

10

15

-

-

-

-

100

-

-

-

 

 

Приложение 11. Ионисторы

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

7-5.jpg

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

7-6.jpg

Рис. П11.2. Типовые разрядные характеристики ионисторов

7-7.jpg

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.

7-8.jpg

Рис. П11.4. Зависимость тока зарядки от времени зарядки ионистора

7-9.jpg

Рис. П11.5. Зависимость тока утечки ионистора от рабочего напряжения

7-10.jpg

Рис. П11.6. Зависимость тока утечки ионистора от температуры окружающей среды

7-11.jpg

Рис. П11.7. Включение ионистора в качестве резервного источника питания

 

Рис. П11.1. Ионисторы

Изображение: 

Рис. П11.2. Типовые разрядные характеристики ионисторов

Изображение: 

Рис. П11.3. Зависимость емкости ионистора от тока разряда

Изображение: 

Рис. П11.4. Зависимость тока зарядки от времени зарядки ионистора

Изображение: 

Рис. П11.5. Зависимость тока утечки ионистора от рабочего напряжения

Изображение: 

Рис. П11.6. Зависимость тока утечки ионистора от температуры окружающей среды

Изображение: 

Рис. П11.7. Включение ионистора в качестве резервного источника питания

Изображение: 

Приложение 12. Режимы зарядки аккумуляторов

Приложение 12

Режимы зарядки аккумуляторов

Проблемы зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов попрежнему актуальны. Какое зарядное устройство лучше? Как определить момент окончания зарядки? Какой режим зарядки предпочтительнее? и др. - все это составило предмет исследований, которым посвящена статья, опубликованная в ноябрьском номере 1995 года чешского журнала «Amatererske Radio»; краткое изложение ее помещено в журнале Радио № 7 за 1996 год.

Зарядное устройство обязано, прежде всего, передать аккумулятору соответствующий электрический заряд. Но это требование дополняется обычно пожеланиями обеспечить быстроту зарядки аккумулятора, сохранить на протяжении длительного времени его номинальную емкость, сделать зарядку безопасной и др.

В зарядных устройствах любого типа важнейшим является определение момента окончания зарядки аккумулятора. Это делается несколькими способами.

1. При зарядке аккумулятора постоянным, не изменяющимся в процессе зарядки током ее прекращают вручную по истечении определенного времени. На такой режим ориентированы многие наиболее дешевые зарядные устройства. Зарядный ток в них составляет обычно I=0,1·Е, где I - зарядный ток в амперах, а Е - емкость аккумулятора в амперчасах. В этом режиме емкостной КПД аккумулятора принимают равным 2/3 и, соответственно, длительность зарядки устанавливают равной 15 часам. Режим зарядки малым током (он может быть и меньше 0,1·Е при соответствующем увеличении продолжительности зарядки) замечателен тем, что даже при значительной перезарядке аккумулятор не будет поврежден, во всяком случае - не взорвется.

2. Аккумулятор заряжают постоянным током, многократно превышающим 0,1·Е (в 10...20 раз). Зарядка прекращается автоматически по истечении заданного - более короткого - времени.

В режиме такой интенсивной зарядки обязательно должно соблюдаться следующее. Во-первых, аккумулятор необходимо предварительно разрядить (обычно - до 1 В на банку); во-вторых, должна быть обеспечена строгая зависимость продолжительности зарядки от установленного значения зарядного тока и, в третьих, обеспечено аварийное его отключение (например, по перегреву корпуса).

По идее к этой категории относятся многие зарядные устройства, появившиеся на нашем рынке, но, к сожалению, далеко не все они обеспечивают должную безопасность.

3. Ток зарядки - не обязательно постоянный. Зарядку аккумулятора прекращают при увеличении его температуры. Этот способ имеет серьезные недостатки (аккумулятор почти всегда перезаряжается, ненадежен тепловой контакт и др.) и используется, как правило, лишь для аварийного отключения аккумулятора.

4. Ток зарядки - фиксированный, многократно, как правило, превышающий 0,1·Е. По достижении на аккумуляторе заданного напряжения зарядка заканчивается автоматически. Этот принцип долгое время использовался в самых лучших зарядных устройствах, потеснив систему зарядки аккумулятора малым током.

Установка порогового напряжения здесь весьма критична. Обычно его значение выбирают в пределах 1,45...1,55 В на аккумуляторную банку, чаще - 1,48 В. Пороговое напряжение зависит, к тому же, от температуры окружающей среды и «возраста» аккумулятора.

Неизменный ток зарядки здесь, вообще говоря, не обязателен. Но это упрощает учет потерь на подводящих проводах. Если из-за их неучета на аккумуляторе будет установлено заниженное пороговое напряжение, это обернется недобором заряда, а установленное лишь на один милливольт выше реального, приведет к тому, что процесс зарядки аккумулятора никогда не кончится. Вернее, кончится тем, что аккумулятор либо перегреется - при малом зарядном токе, либо взорвется - при большом.

Во избежание этого некоторые зарядные устройства по достижении напряжения, чуть меньше порогового, переходят на дозарядку аккумулятора безопасным током, которым ее и завершают.

5. Процесс зарядки контролируют по скорости увеличения напряжения на аккумуляторе: оно быстро увеличивается непосредственно перед ее завершением. Отследив этот момент, зарядное устройство уменьшает большой ток зарядки (он доходит в них до 2·Е) до малого, безопасного, которым зарядка и завершается. По причинам, изложенным в п.4, оба эти тока также лучше иметь фиксированными, не изменяющимися во времени.

Этот способ стал привлекать к себе внимание с появлением специализированной микросхемы U2402B.

6. Как и в предыдущем случае, при зарядке постоянным током состояние аккумулятора определяют по скачку напряжения. Для получения хороших характеристик зарядку ведут током не менее 2·Е.

В таких зарядных устройствах обычно используют аналого-цифровые преобразователи (например, микросхему ТЕА1100 фирмы Philips), которые позволяют заметить 1%-ный скачок напряжения и во время прекратить зарядку. Зарядным устройствам, собранным на базе такой микросхемы, не нужны регулировки, связанные с изменением числа заряжаемых аккумуляторов. В качестве защитной меры в них контролируется продолжительность зарядки.

Ни один из рассмотренных выше способов зарядки сам по себе не является оптимальным. Поэтому нередко они сочетаются.

К наиболее интересным можно отнести сегодня зарядное устройство ULTRA DUO, в котором зарядка заканчивается по всплеску напряжения на аккумуляторе (как в варианте 6), но зарядный ток в ходе ее принимает разные значения. В этой процедуре минимизируется время зарядки аккумулятора.

В зарядном устройстве MULTI-CHARGE-A-MATIC CG-325 фирмы HITEC окончание зарядки определяется как ив предыдущем случае, но зарядка ведется установленным постоянным током (максимально 4,5 А). Кроме таких обычных функций, как разрядка аккумулятора перед зарядкой, проверка его емкости, защита от переполюсовки, контроль длительности зарядки и звуковая сигнализация ее окончания, это устройство благодаря встроенному преобразователю напряжения может заряжать от 12-вольтного автомобильного аккумулятора десять последовательно соединенных никель-кадмиевых аккумуляторов (напряжение на которых в заряженном состоянии доходит до 16 В). Это оценят прежде всего автомобилисты, пользующиеся портативными радиостанциями.

По установившейся терминологии зарядка аккумулятора может быть очень быстрой (до 15 мин), быстрой (до 1 ч), ускоренной (до 3...4 ч), нормальной (от 12 до 16 ч) и медленной. Реальная емкость аккумулятора зависит от температуры и значений тока зарядки и разрядки. Наибольшая измеренная емкость получается при зарядке аккумулятора большим током и разрядке малым.