Автор Тема: Источник питания для радиолюбительского СВЧ маяка  (Прочитано 12510 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн R3GC Владимир

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3023
  • Репутация: +481/-75
Основная проблема при установке маяка-это его питание.  Для СВЧ маяка достаточно его работы в светлое время суток.  Оптимальная по габаритам и цене солнечная батарея  выдает 7.5 Вольт 0.5-1 Ампер. В качестве буфера нужен аккумулятор. Оптимально на 4 Вольта  и  размерами под трубу Ф50 мм.  Такого размера есть герметичные Pb и NiCd аккумуляторы. Но как они будут вести себя при температуре минус 30 ? Бывают ли литиевые аккумуляторы для  широкого диапазона температур? NiMH поэтому можно сразу исключить.. Также не рассматриваем всякие экзотические источники типа тепловых или водоактивируемых.  Еще один вид - электрохимические конденсаторы. Конденсаторы нашего производства работают от -50 до +50.
http://www.oao-energiya.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=56&Itemid=82&lang=ru
 Что можно сказать о импортных с ebay? Там выбор размеров и емкости больше.  И кто знает как примерно соотнести  емкость, например 300Ф в а.ч?
73!

Оффлайн RA3PCS

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 175
  • Репутация: +7/-1
  • QRA: KO94DA
Такого размера есть герметичные Pb и NiCd аккумуляторы. Но как они будут вести себя при температуре минус 30 ?
Свинцовые плохо будут себя вести, ёмкость сильно низится, NiCD будут хорошо работать, у них при пониженной температуре реакция выделения кислорода на положительном электроде замедляется, что приводит к замедлению процессов деградации, ёмкость снижается гораздо меньше чем у свинцовых, можно производить заряд токами больше ёмкости батареи в 5-7 раз, что существенно сокращает время заряда. Литий-ионные на морозе отказываютя нормально работать, если только они не специсполнения за соответсвующие деньги.
С уважением,
RA3PCS Илья.

Оффлайн R3GC Владимир

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3023
  • Репутация: +481/-75
Свинцовые плохо будут себя вести, ёмкость сильно низится,
Насчет снижения емкости не так важно. Будет ли работать после оттаивания? Или 1 раз замерзнет и выкидывать?  В основном срок слубы интересует.  Чтобы гол-два не подходить.  Современные NiCd тоже имеют эффект памяти?
73!

Оффлайн ru1qom Алексей

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 149
  • Репутация: +11/-3
Обычные литий-ионные аккумуляторы отрицательную температуру держат плоховато, а при высокой могут и возгореться. Так что желательно искать специально спроектированные для уличных условий. Скажем продукцию серьезных фирм для переносных фонарей, или другой подобной техники.

Указанные по ссылке конденсаторы производства "Энергии" - пусковые (стартерные), т.е. способны отдавать большой ток за малое время. Это очень сказывается на цене в сторону повышения. Прямая противоположность им - малогабаритные ионисторы емкостью до в фарады, способные отдавать ток 5..10 мА максимум.

Т.к. мощные конденсаторы по заявлению производителя обладают низким саморазрядом, для расчета можно воспользоваться приведенными характеристиками запасенной энергии. К примеру 48 кДж - это возможность отдать 48 Вт в течение 1000 сек (16 минут), или 4.8 Вт в течение двух с лишним часов. Но запредельная стоимость делает их малодоступными. Существуют еще буферные многофарадные конденсаторы для автомобильной аудиотехники, но и те весьма недешевы.

Другой вариант расчета - исходя из заявляемой емкости. Скажем конденсатор емкостью 1 фарада будет разряжаться током I=0.1А от напряжения U1=12В до U2=6В за время

t = C * ( U1 - U2 ) / I  = 60 сек. (1 минута)

Значит 300 фарад дадут возможность подпитывать в течение 5 часов. Из практики надо учитывать что емкость таких кондесаторов не совсем стабильный показатель, зависящий от тока разряда, температуры, и напряжений. Поэтому цифра довольно-таки прикидочная.


Оффлайн RA3PCS

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 175
  • Репутация: +7/-1
  • QRA: KO94DA
После оттаивания необходимо сначала зарядить полностью, только потом подавать нагрузку, иначе имеетя высокая вероятность разрушения пластин электродов, в любом случае у кислотных с гелевым электролитом при таких морозах происходит изменение структуры самого электролита, что приводит к снижению срока эксплуатации. NiCd можно одновременно заряжать и нагружать, только увеличится время заряда, соответственно, пропорционально величине тока потребления устройства. NiCd все и всегда будут иметь "эффект памяти", таков уж у них химический процесс, никуда не денешься, но при определённых способах заряда этот эффект не возникает, например, использовал импульсный способ заряда таких батарей, отработали 6 лет в переносном приборе диагностики трубопроводов, снижение ёмкости 18%, среднее напряжение после заряда повысилось только на 1,5 В, примерно, т.к. измерения проводились не лабораторным вольтметром.

P.S. Если кислоный аккумулятор китайский, вряд-ли проживёт больше 1.5 лет ((((, это как повезёт.
С уважением,
RA3PCS Илья.

Оффлайн RK3QYA Team

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 814
  • Репутация: +31/-9
Из личного опыта, я бы использовал свинцовые герметичные аккумуляторы от UPS или герметичные
автомобильно-мотоциклетные.

Причин здесь две:

1. Способность работы в буферном режиме (т.е. выставили 14В и ограничение тока на источнике питания
и не боитесь, что взорвется)

2. При отрицательных температурах, в основном, падает их способность принимать заряд, емкость же снижается не так
сильно.

Несколько слов про никель-кадмий: основной недостаток - необходимость специального зарядного устройства, да и найти их
все сложнее, т.к. кадмий токсичен и выводится из оборота. В свое время использовали НКН-120 - неубиваемая техника
при правильном электролите.

Эффект памяти характерен, в основном, для никель-металлогидридных элементов, получивших сейчас наибольшее
распространение. Дешевые NiMH аккумуляторы сильно теряют емкость на минусе и, опять же, требуют специального
зарядного устройства.

Литий-ионные аккумуляторы последних поколений практически не теряют заряд на холоде (90% при минус 40),
но очень дорогие. Требуют контроллера заряда.
Alexander, RU5KO

Оффлайн ru1qom Алексей

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 149
  • Репутация: +11/-3
Малогабаритные свинцовые гелевые емкостью в районе 1 ач дохнут за первую же зиму - проверено практикой. Так что это не вариант.

Оффлайн RK3QYA Team

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 814
  • Репутация: +31/-9
Малогабаритные свинцовые гелевые емкостью в районе 1 ач дохнут за первую же зиму - проверено практикой. Так что это не вариант.


Все зависти от производителя: FIAMM или YUASHA работают годами.  Автомобильные ходят, в среднем, пять-шесть лет.
Alexander, RU5KO

Оффлайн RA3PCS

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 175
  • Репутация: +7/-1
  • QRA: KO94DA
Из личного опыта, я бы использовал свинцовые герметичные аккумуляторы от UPS или герметичные
автомобильно-мотоциклетные.
Да, у меня тоже такая кислотная из UPS, после зимовки отправилась на помойку.
С уважением,
RA3PCS Илья.

Оффлайн ru1qom Алексей

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 149
  • Репутация: +11/-3
Я имел ввиду относительно дешевые китайские, свободно доступные в любом соотв. магазине.

Оффлайн RK3QYA Team

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 814
  • Репутация: +31/-9
Да, у меня тоже такая кислотная из UPS, после зимовки отправилась на помойку.

Вопрос: она у Вас была в буфере и было ли ограничение глубины разряда?
Alexander, RU5KO

Оффлайн RK3QYA Team

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 814
  • Репутация: +31/-9
Я имел ввиду относительно дешевые китайские, свободно доступные в любом соотв. магазине.

Дешевые - наверное, соглашусь: экспериментов не проводил.

Но автомобильные ставим в спецтехнику много лет - проблем еще ни разу не было.

P.S. Глубина допустимого разряда ограничена, чтобы не убить батарею.
Alexander, RU5KO

Оффлайн RA3PCS

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 175
  • Репутация: +7/-1
  • QRA: KO94DA
Эффект памяти характерен, в основном, для никель-металлогидридных элементов
Нет, у NiCd элементов "эффект памяти" выражен намного сильнее, т.к. в электрохимической системе аккумулятора появляется «лишний» двойной электрический слой и его напряжение снижается на 0.1 В - это особенность всех соединений кадмия.
С уважением,
RA3PCS Илья.

Оффлайн RA3PCS

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 175
  • Репутация: +7/-1
  • QRA: KO94DA
Вопрос: она у Вас была в буфере и было ли ограничение глубины разряда?
Да, она была установлена в заводском UPS распределительного устройства уличного исполнения. Отработала 2 года.
С уважением,
RA3PCS Илья.

Оффлайн ru1qom Алексей

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 149
  • Репутация: +11/-3
Дешевые - наверное, соглашусь: экспериментов не проводил.Но автомобильные ставим в спецтехнику много лет - проблем еще ни разу не было.
Так ведь речь о тех которые можно засунуть в корпус размерам 5..10 см :)
У меня маловато опыта с никель-кадмиевыми и металл-гидридными именно круглосуточно на морозе, но предполагаю что если поставить интеллектуальный контроллер заряда-разряда - будет значительно лучше, в маячке ведь небольшие токи. К примеру в условиях неотапливаемого помещения, металл-гидридные около дела работают на токах 50 мА. Правда возможно какое-то выделение тепла от трансформатора питания.
Вот если бы снабдить маячок солнечной батареей и ветроустановкой, а неиспользуемую энергию пустить на подогрев - будет совсем хорошо.