電圧変換器、12-16/24 ボルト 3 アンペア。スキーム、説明

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電圧コンバータ、12-16/24 ボルト 3 アンペア。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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提示された電圧コンバータ回路を使用すると、12 ～ 16 ボルトの入力電圧を 24 ボルトの安定した電圧、最大 3 アンペアの負荷電流に変換できます。

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エネルギー源としては、容量が 6 ～ 12 アンペアアワーのリチウムイオン電池 (4 個を直列に接続)、鉛蓄電池 12 Djkn、または自動車のバッテリーを使用することが想定されています。デバイスを使用するときは、バッテリーを深放電から保護し、バッテリーの状態を表示するように注意する必要があることを考慮する必要があります。コイルインダクタンス 100-160 mkGn (52 kHz 5A)。

出力電圧はポテンショメータ R3 を使用して調整されます。車の発電機からの干渉レベルを低減するために、コイル L2 ～ L3 にフィルターが組み込まれています。干渉レベルを制限する必要がない場合は、フィルターを取り付けることはできません。

マイクロサーキットはラジエーターに取り付ける必要があります。

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典型的なバッテリー設計には、アノード (正極)、電解質、およびカソード (負極) の XNUMX つの主要な要素が含まれます。今日、最も広く使用されているリチウムイオン電池は、リチウムイオンが電荷担体として機能します。アノードは通常グラファイトでできています。グラファイトは最も人気のあるアノード材料ですが、最も効率的とはほど遠いと、スタンフォード大学の材料科学者でプロジェクトリーダーの Yi Cui は言います。リチウムはより効率的です。

「アノードの製造に使用できるすべての材料の中で、リチウムは最大の可能性を秘めています。リチウムは軽量で、エネルギー密度が最も高いです。この材料を使用すると、単位重量と体積あたりの電力を増やすことができます。 . より軽く、より小さく、より強力なバッテリーです。」 Cui 氏はまた、彼の仮定によれば、リチウムアノードは理論的にはバッテリーの容量を 3 ～ 4 倍に増やすことができると述べています。

問題は、まず第一に、リチウムが電解質と急速に化学反応を起こし、さらにリチウムイオンがリチウムアノードに堆積するとサイズが大幅に増加し、バッテリーの劣化を引き起こすという事実にあります。

プロジェクトリーダーによると、多くの科学者がこれらの問題を解決するために何十年も苦労しましたが、彼のチームは最終的に20つの追加要素を適用することで解決することができました - 陽極を覆う一種の保護ケーシングで、厚さXNUMX nmのカーボンドームのグリッドです。 . このようなグリッドは、リチウムが電解質と反応するのを防ぎ、アノードが壊れることなく膨張するのに十分柔軟です。

通常、クーロン効率（充放電サイクル後にアノードに蓄えられるリチウムの相対量）が 99,9% 以上に達し、この値を長期間下回らないようになれば、電池は大量生産できます。

これまでのところ、実験室で作成されたリチウムアノード電池は、約 96% のクーロン効率を示しました。そして、わずか100回の充放電サイクルの後、50%を下回りました。スタンフォード大学の科学者は、99 サイクル後も 150% の値を達成することに成功しました。

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