Батареи

Введение

Оперативные запоминающие устройства (ОЗУ)

Счетчик команд (СК) в процессоре ЭВМ.

Делитель частоты импульсов.

Счетчик событий.

Применение счетчиков

Счетчики с различными коэффициентами пересчета.

Счетчики с коэффициентами пересчета, отличающимися от двоичных и десятичных, могут быть также построены путем введения дополнительных связей в двоичные счетчики.

События должны быть представлены импульсами с соответствующими логическими уровнями. Максимальное число событий должно быть не более Ксч -1, иначе произойдет переполнение счетчика.

Распределители импульсов (РИ).

РИ – устройство, распределяющее поток импульсов последовательно, импульс за импульсом, по нескольким выходам так, что результирующая временная диаграмма имеет вид, как на рис.4.15. Одно из главных применений РИ – системы обегающего контроля, где РИ управляют поочередным подключением однотипных датчиков ко входу измерителя.

Оперативная память (Random Access Memory – RAM), т.е. память с произвольным доступом, используется центральным процессором для совместного хранения данных и исполняемого программного кода. По принципам хранения информации ОЗУ можно разделить на статические и динамические.

Оперативную память можно рассматривать как некий набор ячеек, каждая из которых может хранить один информационный бит.

Рекомендуемая литература

1. Р.Токхейм «Основы цифровой электроники»-М., Мир 1988

2.Н.В.Воробьев, В.Д.Вернер «Элементная база и схемотехника средств сопряжения»

М., Высшая школа, 1984

Всем электронным схемам для функционирования необходима электроэнергия. Теоретически, это должно быть непрерывное и постоянное напряжение, а измене­ния тока должны соответствовать требованиям схемы. Часть схемы или системы, обеспечивающая энергообеспечение, называется источником питания.

Идеальный источник питания обеспечивает постоянное напряжение в течение всего времени и с любой нагрузкой. Кроме того, на выходное не должно наклады­ваться никакого другого напряжения. Естественно, на практике эти требования выполняются только приблизительно. Степень изменчивости выходного напряже­ния во времени определяется устойчивостью, а зависимость от нагрузки стабилиза­цией источника питания. Кроме того, источникам питания присущи шумы и иска­жения (см. гл. 2.7.4), которые вместе с остаточным напряжением образуют пульса­ции, а выходное напряжение батарей определяется еще степенью заряда.

Наиболее широко применяются батареи, которые состоят из нескольких гальвани­ческих элементов, соединенных последовательно или параллельно. Принцип рабо­ты гальванического элемента — преобразование химической энергии в электричес­кую. Между анодом и катодом (они изготовлены из различных материалов) посред­ством электролита происходит окислительно-восстановительная реакция. При этом электроды должны быть замкнуты на внешнюю электрическую цепь (по ней про­исходит разряд батареи). Теоретически, ток будет постоянным и не будет изменять­ся во времени. Но металлы, из которых изготовлены электроды, подвержены кор­розии, что уменьшает ток. Кроме того, величина тока зависит от композиции мате­риалов электродов. На рис. 13.1, а и бизображены схема гальванического элемента

и направление потоков электронов и ионов при разряде батареи. Теоретически, это основная схема большинства батарей. Кроме того, возможна подзарядка батареи через внешнюю схему — электрическая энергия будет храниться как химическая энергия. По этому принципу выделены две группы батарей:

1. Батареи первичных элементов — на практике не подзаряжаются. После раз­рядки батарею заменяют новой. Такие батареи используют в калькуляторах, фона­риках, электробритвах и проч.

2. Аккумуляторные батареи (вторичные источники питания) — на практике подзаряжаются через зарядное устройство. Такие батареи используют в автомоби­лях, портативных компьютерах, мобильных телефонах, электромобилях.

Топливный элемент производит энергию из простой электромеханической реак­ции. Его электроды инертны и не участвуют в реакции, как в гальваническом эле­менте. Данный вид элемента батареи использует в качестве реагента жидкость или газ, например водородно-кислородную смесь. Результатом окисления водорода является вода. Такие батареи использу­ются в космосе и в электромобилях.

Основные характеристики батареи следующие.

1. Напряжение незамкнутой цепи V_oc. Оно зависит от материалов электродов, электролита и температуры элемента.

2. Емкость батареи С. Измеряется в ампер-часах для определенного напряже­ния разрядки.

3. Зависимость напряжения на клем­мах от уровня заряда батареи. Эта зави­симость называется зарядно-разрядной характеристикой и зависит от тока, вырабатываемого батареей. Выражается она обычно в виде графиков (рис. 13.2). Ток определяется как: I =C/t,т. е. указывается ток, при котором батарея емкостью С разрядится заtчасов.

4. Зависимость напряжения на клеммах и выходного тока в виде графика (рис. 13.3)

5. Эксплуатационные данные на низких и высоких температурах.

6. Срок хранения и периодичность проверок рабочего состояния.

7. Условия хранения и транспортировки.

В табл. 13.1 приведены некоторые из наиболее широко известных типов батарей. Каждый вид производится в нескольких вариантах для различных применений.