Tam sürümü görüntüleyin. Transistörlerden veya diyotlardan güneş pili nasıl yapılır? Bir güç çift kutuplu transistörünü bir soğutucuya monte etme

Koruma hakkında elektrik devreleri itibaren yanlış kutup alan etkili transistör kullanan güç kaynağı, uzun süredir çözülmemiş bir sorunum olduğunu hatırladım otomatik kapanmaşarj cihazının enerjisi kesildiğinde pili şarj cihazından çıkarın. Ve benzer bir yaklaşımın, çok eski zamanlardan beri bir kilitleme elemanı olarak bir diyotun kullanıldığı başka bir durumda uygulanmasının mümkün olup olmadığını merak etmeye başladım.

Bu makale tipik bir bisiklet rehberi çünkü. işlevselliği uzun süredir milyonlarca hazır cihazda uygulanan bir devrenin geliştirilmesinden bahsediyor. Bu nedenle, istek tamamen faydacı bir şey olarak bu malzeme için geçerli değildir. Aksine, bu sadece bir elektronik cihazın nasıl doğduğuna dair bir hikaye: ihtiyacın gerçekleşmesinden tüm engelleri aşarak çalışan bir prototipe kadar.

Bütün bunlar ne için?

Arka plan

Şebeke sargısının AC gerilimini düzelten aynı diyotun aynı zamanda akünün boşalmasını da önleyeceği oldukça açıktır. ikincil sargıŞebeke gerilimi kesildiğinde trafo. Tam dalga doğrultucu köprü devresi, biraz daha az belirgin olmasına rağmen, tam olarak aynı özelliklere sahiptir. Ve akım yükselticili parametrik bir voltaj regülatörünün kullanılması bile (yaygın 7812 yongası ve analogları gibi) durumu değiştirmez:

Gerçekten de, böyle bir dengeleyicinin basitleştirilmiş bir şemasına bakarsanız, çıkış transistörünün yayıcı bağlantısının, doğrultucu çıkışındaki voltaj kesildiğinde kapanan ve aynı kapatma diyotunun rolünü oynadığı açıktır. pil şarjı güvenli ve sağlam.

Ancak son yıllarda işler değişti. Parametrik stabilizasyona sahip trafo güç kaynaklarının yerini, çok daha yüksek verime ve güç/ağırlık oranına sahip, daha kompakt ve ucuz anahtarlamalı AC/DC gerilim dönüştürücüler almıştır. Ancak tüm avantajlarıyla birlikte, bu güç kaynaklarının bir dezavantajı vardır: çıkış devreleri çok daha karmaşık devrelere sahiptir ve bu genellikle ikincil devreden ters akım akışına karşı koruma sağlamaz. Sonuç olarak, “PSU -> tampon pil -> yük” şeklinde bir sistemde böyle bir kaynak kullanıldığında, şebeke gerilimi kapatıldığında pil, PSU'nun çıkış devrelerine yoğun bir şekilde boşalmaya başlar.

En basit yol (diyot)

Ancak, böyle bir çözümün ana sorunları yukarıda belirtilen makalede zaten dile getirildi. Ek olarak, bu yaklaşım, tampon modunda çalışma için 12 voltluk kurşun asit pili en az 13,6 voltluk bir voltaja ihtiyacınız var. Ve diyotun üzerine düşen neredeyse yarım volt, bu voltajı mevcut güç kaynağıyla birlikte kesinlikle ulaşılamaz hale getirebilir (sadece benim durumum).

Bütün bunlar seni gösteriyor alternatif rotalar aşağıdaki özelliklere sahip olması gereken otomatik anahtarlama:

1. Açık durumda küçük ileri voltaj düşüşü.
2. Güç kaynağı ünitesinden yük tarafından tüketilen doğru akıma ve açık durumdaki tampon bataryaya önemli bir ısınma olmadan dayanma yeteneği.
3. Kapalıyken yüksek ters voltaj düşüşü ve düşük öz tüketim.
4. Normalde kapalı durumdadır, böylece şarjlı bir pil başlangıçta enerjisi kesilmiş bir sisteme bağlandığında boşalmaya başlamaz.
5. Şebeke gerilimi uygulandığında akünün varlığına ve şarj durumuna bakılmaksızın otomatik olarak açık duruma geçiş.
6. Elektrik kesintisi durumunda kapalı duruma en hızlı otomatik geçiş.

Naif çözüm (DC rölesi)

Bu devrede normalde açık olan röle kontakları sadece güç kaynağının çıkışına bağlı olan sargıdan akım geçtiğinde kapanır. Bununla birlikte, gereksinimler listesini incelerseniz, bu devrenin 6. paragrafa uymadığı ortaya çıkıyor. Sonuçta, röle kontakları bir kez kapatılmışsa, şebeke voltajının kaybı nedeniyle açılmalarına yol açmayacaktır. sargının (ve bununla birlikte tüm PSU çıkış devresinin) aynı kontaklar üzerinden aküye bağlı kalması! Kontrol devresi doğrudan yürütme devresine bağlandığında ve sonuç olarak sistem iki durumlu bir tetikleyicinin özelliklerini kazandığında tipik bir pozitif geri besleme durumu vardır.

Dolayısıyla, bu kadar naif bir yaklaşım, soruna bir çözüm değildir. Ayrıca mevcut durumu mantıksal olarak incelersek, “PSU -> tampon pil” aralığında, ideal koşullarda akımı tek yönde ileten bir valften başka bir çözüm olamayacağı sonucuna kolayca varabiliriz. Nitekim, herhangi bir harici kontrol sinyali kullanmıyorsak, devrenin bu noktasında ne yaparsak yapalım, anahtarlama elemanlarımızdan herhangi biri bir kez açıldığında elektriği ayırt edilemez hale getirecek, akümülatör tarafından üretilir, güç kaynağı tarafından üretilen elektrikten.

Sapma (AC Röle)

Bingo! Tüm gereksinimler karşılanır ve bunun için gereken tek şey, şebeke gerilimi verildiğinde kontakları kapatabilen bir röledir. Bu, şebeke gerilimi için derecelendirilmiş özel bir AC rölesi olabilir. Veya kendi mini PSU'suna sahip sıradan bir röle (burada basit bir doğrultucuya sahip herhangi bir transformatörsüz düşürme devresi yeterlidir).

Galibiyeti kutlamak mümkün olurdu ama bu kararı beğenmedim. Öncelikle, güvenlik açısından iyi olmayan bir şeyi doğrudan ağa bağlamanız gerekir. İkincisi, bu rölenin önemli akımları, muhtemelen onlarca ampere kadar anahtarlaması gerektiği gerçeği ve bu, tüm tasarımı başlangıçta göründüğü kadar önemsiz ve kompakt hale getirmez. Üçüncüsü, bu kadar kullanışlı bir alan etkili transistöre ne dersiniz?

İlk çözüm (FET + akü voltajı ölçer)

Böyle bir cihazın örnek bir diyagramı:

Gördüğünüz gibi, karşılaştırıcının doğrudan girişi sabit bir voltaj kaynağına bağlıdır. Bu kaynağın voltajı prensip olarak önemli değildir, asıl mesele karşılaştırıcının izin verilen giriş voltajları dahilinde olmasıdır, ancak akü voltajının yaklaşık yarısı, yani yaklaşık 6 volt olduğunda uygundur. Karşılaştırıcının ters girişi, PSU voltaj bölücüye bağlanır ve çıkış, anahtarlama transistörünün kapısına bağlanır. Tersine çevrilmiş girişteki voltaj doğrudan girişin voltajını aştığında, karşılaştırıcı çıkışı FET'in kapısını toprağa bağlayarak transistörün devreyi açıp kapatmasına neden olur. Bir elektrik kesintisinden sonra, bir süre sonra akü voltajı düşer, bununla birlikte karşılaştırıcının ters girişindeki voltaj düşer ve doğrudan girişteki seviyenin altına düştüğünde karşılaştırıcı, transistör geçidini "yıkar" topraklayın ve böylece devreyi kesin. Gelecekte, güç kaynağı tekrar “canlandığında” ters girişteki voltaj anında normal seviyeye yükselecek ve transistör tekrar açılacaktır.

Bu devrenin pratik uygulaması için elimde bulunan LM393 çipi kullanıldı. Bu çok ucuz (perakende satışta on sentten daha az), ancak aynı zamanda ekonomik ve oldukça iyi performans gösteren bir ikili karşılaştırıcıdır. 36 volta kadar gerilimleri kabul eder, en az 50 V/mV aktarım oranına sahiptir ve girişleri oldukça yüksek empedansa sahiptir. Piyasada bulunan ilk yüksek güçlü P-kanalı MOSFET FDD6685, anahtarlama transistörü olarak alındı. Birkaç deneyden sonra, bu pratik şema anahtar:

İçinde, kararlı bir voltajın soyut kaynağı, bir direnç R2 ve bir zener diyot D1'den çok gerçek bir parametrik dengeleyici ile değiştirilir ve bölücü, bölme faktörünü ayarlamanıza izin veren bir ayar direnci R1 temelinde yapılır. istenilen değere Karşılaştırıcı girişleri çok önemli bir empedansa sahip olduğundan, dengeleyicideki sönümleme direnci yüz kOhm'dan fazla olabilir, bu da kaçak akımı ve dolayısıyla cihazın genel tüketimini en aza indirir. Ayar direncinin değeri hiç kritik değildir ve devrenin performansı üzerinde herhangi bir sonuç olmaksızın, on ila birkaç yüz kOhm arasında seçilebilir. LM393 karşılaştırıcısının çıkış devresinin bir açık kollektör devresine göre inşa edilmiş olması nedeniyle, işlevsel olarak tamamlanması için birkaç yüz kOhm dirençli bir yük direnci R3 de gereklidir.

Cihazın ayarı, trimleme direnci motorunun konumunu, mikro devrenin 2. bacağındaki voltajın 3. bacaktaki voltajı yaklaşık 0.1..0.2 volt aştığı bir konuma ayarlamaya indirgenmiştir. Kurmak için, bir multimetre ile yüksek empedanslı devrelere girmemek daha iyidir, ancak direnç kaydırıcısını daha düşük (şemaya göre) konuma ayarlayarak, güç kaynağı ünitesini bağlayın (pili bağlamayız) henüz) ve mikro devrenin pim 1'indeki voltajı ölçerek, direnç kontağını yukarı hareket ettirin. Voltaj aniden sıfıra düşer düşmez, ön ayar tamamlanmış sayılabilir.

Minimum voltaj farkında kapatmaya çalışmamalısınız çünkü bu kaçınılmaz olarak devrenin yanlış çalışmasına yol açacaktır. Gerçek koşullarda, tam tersine, hassasiyeti kasıtlı olarak hafife almak gerekir. Gerçek şu ki, yük açıldığında, PSU'daki kusurlu stabilizasyon ve bağlantı tellerinin sonlu direnci nedeniyle devrenin girişindeki voltajın kaçınılmaz olarak düşmesidir. Bu, aşırı hassas bir cihazın böyle bir düşüşü PSU'nun kapatılması olarak kabul etmesine ve devreyi kesmesine yol açabilir. Sonuç olarak, PSU yalnızca yük olmadığında bağlanacak ve kalan süre boyunca pilin çalışması gerekecektir. Doğru, pil biraz boşaldığında, alan etkili transistörün dahili diyotu açılacak ve PSU'dan gelen akım bunun içinden devreye akmaya başlayacaktır. Ancak bu, transistörün aşırı ısınmasına ve pilin uzun süreli düşük şarj modunda çalışmasına neden olacaktır. Genel olarak, son kalibrasyon, mikro devrenin pim 1'indeki voltajı kontrol ederek ve sonuç olarak güvenilirlik için küçük bir marj bırakarak gerçek yük altında yapılmalıdır.

Bu şemanın önemli dezavantajları, kalibrasyonun görece karmaşıklığı ve düzgün çalışması için potansiyel pil gücü kaybına katlanma ihtiyacıdır.

Son dezavantaj peşimi bırakmadı ve biraz düşündükten sonra beni akü voltajını değil, doğrudan devredeki akımın yönünü ölçme fikrine götürdü.

İkinci çözüm (alan etkili transistör + akım yönü ölçer)

En karamsar hesaplamalara göre, FDD6685 transistörünün yaklaşık 14 mΩ açık kanal direnci ve LM393 karşılaştırıcısının 50 V / mV "min" sütunundan diferansiyel hassasiyeti ile, 12 voltluk tam voltaj salınımına sahip olacağız. karşılaştırıcının çıkışında, transistörden geçen akım 17 mA'nın biraz üzerindedir. Gördüğünüz gibi, değer oldukça gerçek. Uygulamada, yaklaşık bir kat daha küçük olmalıdır, çünkü karşılaştırıcımızın tipik hassasiyeti 200 V/mV'dir, transistör kanalının gerçek koşullarda direnci, kurulum dikkate alındığında, muhtemelen 25 mΩ'dan az değildir. ve kapıdaki kontrol voltajı salınımı üç voltu geçmemelidir.

Soyut uygulama şuna benzer:

Burada karşılaştırıcı girişleri, alan etkili transistörün zıt taraflarındaki pozitif baraya doğrudan bağlanır. Akım içinden farklı yönlerde geçtiğinde, karşılaştırıcının girişlerindeki voltajlar kaçınılmaz olarak farklı olacaktır ve farkın işareti akımın yönüne ve büyüklüğü de gücüne karşılık gelecektir.

İlk bakışta devre son derece basit görünüyor, ancak burada karşılaştırıcının güç kaynağında bir sorun var. Mikro devreye doğrudan ölçmesi gereken devrelerden güç sağlayamayacağımız gerçeğinde yatmaktadır. Veri sayfasına göre, LM393 girişlerindeki maksimum voltaj, besleme voltajı eksi iki volttan yüksek olmamalıdır. Bu eşik aşılırsa, karşılaştırıcı doğrudan ve ters girişler arasındaki voltaj farkını fark etmeyi bırakır.

Sorunun iki olası çözümü vardır. İlki, karşılaştırıcının besleme voltajını arttırmaktır. Aklınıza gelen ikinci şey, biraz düşünürseniz, iki bölücü kullanarak kontrol voltajlarını eşit olarak düşürmektir. İşte şöyle görünebilir:

Bu şema sadeliği ve özlülüğü ile büyülüyor, ancak ne yazık ki gerçek dünyada gerçekleştirilemez. Gerçek şu ki, karşılaştırıcı girişleri arasında sadece birkaç milivoltluk bir voltaj farkıyla uğraşıyoruz. Aynı zamanda, en yüksek doğruluk sınıfındaki dirençlerin direnç yayılımı bile %0,1'dir. Kabul edilebilir minimum 2 ila 8 bölme oranı ve 10 kΩ'luk makul bir bölücü empedansı ile ölçüm hatası, 17 mA akımda transistör boyunca voltaj düşüşünden birkaç kat daha yüksek olan 3 mV'a ulaşacaktır. Bölücülerden birinde “düzeltici” kullanılması da aynı nedenle söz konusu değildir, çünkü hassas bir çok turlu direnç (artı) kullanıldığında bile direncini %0,01'den fazla bir doğrulukla seçmek mümkün değildir. , zaman ve sıcaklık kaymasını unutmayın). Ek olarak, yukarıda belirtildiği gibi, teorik olarak bu devrenin neredeyse "dijital" yapısı nedeniyle kalibre edilmesine gerek yoktur.

Yukarıdakilere dayanarak, pratikte yalnızca besleme voltajını artırma seçeneği vardır. Prensip olarak, sadece birkaç parça ile istenen voltaj için bir yükseltici dönüştürücü oluşturmanıza izin veren çok sayıda özel mikro devre olduğu göz önüne alındığında, bu o kadar da bir sorun değildir. Ancak o zaman, cihazın karmaşıklığı ve tüketimi neredeyse ikiye katlanacak ve bundan kaçınmak istiyoruz.

Düşük güçlü bir yükseltici dönüştürücü oluşturmanın birkaç yolu vardır. Örneğin, çoğu entegre dönüştürücü, doğrudan çip üzerinde bulunan bir "güç" anahtarına seri bağlanmış küçük bir endüktörün kendinden endüktif voltajının kullanıldığını varsayar. Bu yaklaşım, örneğin bir LED'i onlarca miliamperlik bir akımla çalıştırmak için nispeten güçlü bir dönüşümle doğrulanır. Bizim durumumuzda, bu açıkça gereksizdir, çünkü sadece yaklaşık bir miliamperlik bir akım sağlamak gereklidir. Kontrol anahtarlı, iki kapasitörlü ve iki diyotlu bir DC voltaj katlama devresi bizim için çok daha uygundur. Çalışma prensibi şemaya göre anlaşılabilir:

Transistörün kapatıldığı ilk anda ilginç bir şey olmuyor. Güç rayından D1 ve D2 diyotlarından geçen akım çıkışa girer, bunun sonucunda C2 kondansatöründeki voltaj girişe verilen voltajdan biraz daha düşüktür. Bununla birlikte, transistör açılırsa, C1 kondansatörü D1 diyotundan akar ve transistör neredeyse besleme voltajına kadar şarj olur (eksi D1 ve transistör arasındaki ileri düşüş). Şimdi, transistörü tekrar kapatırsak, yüklü kapasitör C1'in direnç R1 ve güç kaynağı ile seri bağlandığı ortaya çıkıyor. Sonuç olarak, voltajı güç kaynağının voltajına eklenecek ve direnç R1 ve diyot D2'de bazı kayıplara maruz kaldıktan sonra, C2'yi Uin'i neredeyse ikiye katlayacak şekilde şarj edecektir. Bundan sonra, tüm döngü baştan başlatılabilir. Sonuç olarak, transistör düzenli olarak değişirse ve C2'den elde edilen enerji çok büyük değilse, 12 volttan yaklaşık 20 volt, aralarında tek bir parça olmayan yalnızca beş parça (anahtar sayılmaz) pahasına elde edilir. sarma veya genel eleman.

Böyle bir katlayıcıyı uygulamak için, zaten listelenen öğelere ek olarak, bir salınım üretecine ve anahtarın kendisine ihtiyacımız var. Bu çok fazla ayrıntı gibi görünebilir, ama aslında öyle değil çünkü ihtiyacımız olan hemen hemen her şeye zaten sahibiz. Umarım LM393'ün iki karşılaştırıcı içerdiğini unutmamışsınızdır? Ve şimdiye kadar bunlardan sadece birini kullanmış olmamız gerçeği? Sonuçta, bir karşılaştırıcı aynı zamanda bir amplifikatördür, yani onu alternatif akım üzerinde olumlu geri besleme ile kaplarsanız, bir jeneratöre dönüşecektir. Aynı zamanda, çıkış transistörü düzenli olarak açılıp kapanacak ve mükemmel bir çift anahtarın rolünü oynayacaktır. Planlarımızı uygulamaya çalıştığımızda şunu elde ederiz:

İlk başta, jeneratörü çalışma sırasında gerçekten ürettiği voltajla besleme fikri oldukça çılgın görünebilir. Bununla birlikte, daha yakından bakarsanız, jeneratörün başlangıçta D1 ve D2 diyotları üzerinden güç aldığını görebilirsiniz, bu da başlaması için oldukça yeterlidir. Üretim gerçekleştikten sonra, katlayıcı çalışmaya başlar ve besleme voltajı kademeli olarak yaklaşık 20 volta çıkar. Bu işlem bir saniyeden fazla sürmez, ardından jeneratör ve onunla birlikte ilk karşılaştırıcı, çok daha yüksek güç alır. çalışma gerilimişema. Bu bize alan etkili transistörün kaynağı ve tahliyesi arasındaki voltaj farkını doğrudan ölçme ve amacımıza ulaşma fırsatı verir.

İşte anahtarımızın son şeması:

Açıklanacak bir şey yok, yukarıda her şey anlatılıyor. Gördüğünüz gibi cihaz tek bir ayar elemanı içermiyor ve doğru monte edildiğinde hemen çalışmaya başlıyor. Halihazırda bilinen aktif elemanlara ek olarak, maksimum ters voltajı en az 25 volt ve maksimum 10 mA ileri akımı olan herhangi bir düşük güçlü diyot kullanabileceğiniz yalnızca iki diyot eklenmiştir (örneğin, yaygın Eski bir anakarttan lehimlenebilen 1N4148).

Bu devre, tamamen işlevsel olduğu kanıtlanan bir devre tahtası üzerinde test edildi. Elde edilen parametreler beklentilerle tamamen uyumludur: her iki yönde anında geçiş, yük bağlandığında yetersiz yanıt yok, aküden akım tüketimi sadece 2,1 mA.

Kablolama seçeneklerinden biri baskılı devre kartı da ektedir. 300 dpi, ayrıntıları yandan görüntüleyin (bu nedenle ayna görüntüsünde yazdırmanız gerekir). Alan etkili transistör iletkenlerin yan tarafına monte edilmiştir.

Monte edilmiş cihaz, tamamen kuruluma hazır:

Eski moda bir şekilde yetiştirdim, bu yüzden biraz çarpık çıktı, ancak yine de cihaz, herhangi bir aşırı ısınma belirtisi olmadan birkaç gün boyunca 15 ampere kadar akıma sahip bir devrede düzenli olarak işlevlerini yerine getiriyor.

Yukarıdaki devrelerde gördüğümüz gibi, yüksek güçlü transistörler veya CWB'ler veya birçok watt gücü dağıtan güç doğrultucular gibi diğer yüksek akım cihazları kullanmak genellikle gereklidir. Uygun şekilde monte edilmiş ucuz ve çok yaygın güç transistörü 2N3055, 115 watt'a kadar güç dağıtır. Tüm güçlü cihazlar metal yüzeyleri ile harici bir radyatör arasında termal temas sağlayan muhafazalarda üretilirler. Çoğu durumda, cihazın metal yüzeyi terminallerden birine elektriksel olarak bağlıdır (örneğin, güçlü bir transistörde, her zaman kollektöre bağlıdır).

Prensip olarak, bir soğutucunun görevi, transistörlerin veya diğer cihazların bağlantı noktalarını belirtilen maksimum çalışma sıcaklıklarını aşmayan bir sıcaklıkta tutmaktır. Metal kasalardaki silikon transistörler için maksimum bağlantı sıcaklığı tipik olarak 200°C'dir ve plastik kasalardaki transistörler için 150°C'dir. Bu parametreleri bilmek, bir soğutucu tasarlamak basittir: Cihazın belirli bir devrede dağıtacağı gücü bilerek, transistörün, radyatörün termal iletkenliğini ve ortamın maksimum çalışma sıcaklığını dikkate alarak bağlantı sıcaklığını hesaplarız. transistörü çevreliyor. Ardından, bağlantı sıcaklığı üretici tarafından belirtilen maksimum değerden çok daha düşük olacak şekilde böyle bir radyatör seçiyoruz. Burada güvenli oynamak mantıklıdır, çünkü maksimuma yakın sıcaklıklarda transistör hızla arızalanır.

Isıl direnç. Radyatörü hesaplarken, sıcaklık farkının derece cinsinden iletilen güce oranına eşit olan termal direnç Θ kullanılır. Isı transferi yalnızca iletimle gerçekleşiyorsa, termal direnç sabit bir değerdir ve sıcaklığa bağlı değildir, yalnızca termal temas cihazına bağlıdır. Bir dizi termal kontak için toplam termal direnç, her bir bağlantının termal dirençlerinin toplamına eşittir. Bu nedenle, bir radyatör üzerine monte edilmiş bir transistör için, p-n bağlantısından dış ortama ısı transferi sırasındaki toplam termal direnç, geçişin termal dirençlerinin toplamına eşittir - mahfaza Θ pc, bağlantı mahfazası - radyatör Θ cr ve geçiş radyatörü - çevre Θ rs. Böylece, p-n - bağlantısının sıcaklığı şuna eşit olacaktır:

T p \u003d T s + (Θ pc + Θ cr + Θ rs) P

P, dağıtılan güçtür

Bir örnek düşünün. Daha önce gösterilen harici geçiş transistörü güç kaynağı devresi, düzensiz bir +15V girişte (10Vdip, 2A) maksimum 20W transistör dağılımına sahiptir. Bu devrenin 50°C'lik bir ortam sıcaklığında çalışması gerektiğini varsayalım - kompakt elektronik cihazlar için inanılmaz bir durum değil- ve bağlantı sıcaklığını 150°C'nin altında tutmaya çalışalım, yani. üreticinin belirttiği 200°C'den çok daha düşük. Bağlantı noktasından gövdeye termal direnç 1,5 °C/W'dir. TO-3 paketindeki güçlü bir transistör, elektrik yalıtımı ve ısıl temas sağlayan özel bir conta ile monte edilmiş olup, paketten radyatöre 0,3 °C/W mertebesinde bir ısıl dirence sahiptir. Ve son olarak, Wakefield radyatörü, model 641 (Şekil 6.6), dış ortamla sınırda 2,3 ° C / W mertebesinde bir termal dirence sahiptir. Bu nedenle, p-n - geçişi ile dış ortam arasındaki toplam termal direnç 4,1 ° C / W'ye eşit olacaktır. 20 W'lık bir güç kaybıyla bağlantı noktası sıcaklığı, ortam sıcaklığından 84°C daha yüksek olacaktır; 134°C'ye eşit olacaktır (bu durumda maksimum dış sıcaklıkta). Bu nedenle, seçilen radyatör uygundur ve yerden tasarruf etmeniz gerekiyorsa biraz daha küçük bir radyatör seçebilirsiniz.

Soğutucu Notları.

1. Birkaç yüz watt gibi yüksek gücün dağıldığı devrelerde cebri hava soğutması gerekli olabilir. Bunu yapmak için, fanlarla çalışacak şekilde tasarlanmış ve soğutucudan dış ortama çok düşük bir termal dirence - 0,05 ila 0,2 °C / W arasında - sahip olan büyük soğutucular üretilir.

2. Genellikle gerekli olduğu gibi, transistörün elektriksel olarak soğutucudan yalıtılması gerekiyorsa, özellikle aynı soğutucuya birden fazla transistör takılıysa, transistörler ve soğutucular arasında ince yalıtım ara parçaları ve ayrıca montaj vidaları için yalıtım ekleri kullanın. Contalar standart transistör paketleri için mevcuttur ve mika, yalıtımlı alüminyum ve berilyum dioksit Be0 2'den yapılmıştır. Termal olarak iletken bir yağlayıcı kullanıldığında, 0,14 °C/W (berilyum) ile 0,5 °C/W arasında ek termal direnç oluştururlar. Bir mika conta ile bir yağlayıcının klasik kombinasyonuna iyi bir alternatif, termal olarak iletken bir bileşik ile dispersiyon kaplamalı yağlayıcılar kullanılmadan organosilikon bileşiklerine dayalı izolatörler olabilir; genellikle bor nitrür veya alüminyum oksittir. Bu izolatörler temiz ve kurudur, kullanımı kolaydır, ellerinizi, giysilerinizi ve elektronik eşyalarınızı beyaz yapışkan madde ile lekelemez ve size tonlarca zaman kazandırır. Bu izolatörlerin termal direnci 0,2 - 0,4 °C / W'dir, yani "kirli" yöntemin değerleri ile oldukça karşılaştırılabilir. Bergquist ürünlerine "Sil-pad", Chomerics - "Cho - Therm", SPC'nin ürünü "Koolex", Xhermalloy ise "Thermasil" adını veriyor. Tüm bu izolatörleri çalışmalarımızda başarıyla kullanıyoruz.

3. Küçük boyutlu transistör kasaları için basit nozullar şeklinde küçük radyatörler üretilir (standart TO-5'e benzer). Düşük güç kaybı durumunda (1 - 2 W), bu oldukça yeterlidir ve transistörü radyatör üzerinde bir yere monte edip ardından kabloları buradan tekrar devreye sürükleyerek acı çekmeye gerek yoktur (bir örneğe bakın) Şekil 6.6). Ayrıca, Çeşitli tipler plastik kasalarda güçlü IC'lerle çalışmak için küçük soğutucular (birçok stabilizatörün yanı sıra güçlü transistörler de bu tür kasalara sahiptir), doğrudan IC kasasının altındaki karta monte edilmiştir. Bu, gücün birkaç watt'tan fazla dağılmadığı devrelerde çok uygundur (bir örnek için ayrıca bkz. Şekil 6.6).

4. Bazen güçlü bir transistörü doğrudan cihazın kasasına veya gövdesine monte etmek uygundur. Bu durumda, ısıtılmış bir paket diğer devre elemanlarını ısıtacağından ve ömürlerini azaltacağından, muhafazakar bir tasarım yöntemi kullanmak daha iyidir (paket soğuk kalmalıdır).

5. Transistör, yalıtımsız bir soğutucu üzerine monte edilmişse, soğutucu kasadan izole edilmelidir. Yalıtım pedlerinin kullanılması her zaman tavsiye edilir (örneğin, Wakefield 103 modeli), tabii ki transistör kasası prensip olarak topraklanmamışsa. Transistör, soğutucudan izole edilmişse, soğutucu doğrudan kasaya monte edilebilir. Ancak transistör cihazdan dışarı çıkarsa (örneğin, radyatörü arka duvarın dış yığınına monte edilmiştir), o zaman bu transistörü izole etmek mantıklıdır, böylece kimse yanlışlıkla ona dokunmaz ve onu yere kısa devre yapmaz (yapabilirsiniz izole edin, örneğin Thermalloy 8903N conta).

6. Soğutucunun ısıl direnci - dış ortam, genellikle soğutucu kanatçıkları dikey olarak takıldığında ve hava ile engel olmadan üflendiğinde gösterilir. Radyatör başka bir şekilde monte edilirse veya hava akışının önünde engeller varsa, radyatörün verimi düşer (ısı direnci artar); radyatörü cihazın arka duvarına dikey olarak yerleştirerek monte etmek en iyisidir.

Pirinç. 6.6. için radyatörler güçlü transistörler. Üreticiler: I - IERC, T - Thermalloy, W - Wakefield, (boyutlar inç cinsinden verilmiştir, 1" = 25,4 mm).

Alıştırma 6.2. Transistör 2N5320. 17,5 °C/W termal dirençli geçiş muhafazasına sahip, çıkarılabilir bir soğutucu tipi IERC TXBF ile donatılmış (bkz. Şekil 6.6). Maksimum izin verilen sıcaklık geçiş 200°C. 25°C dış sıcaklıkta böyle bir tasarımla ne kadar güç dağıtılabilir? Bu güç, ortam sıcaklığındaki her derecelik artışla nasıl azalır?

İlk olarak Energy Professional'da yayınlandı. Lütfen orada herhangi bir yorum bırakın.

Radyo tasarımcısının ekonomisinde her zaman gereksiz hale gelen radyo ve televizyonlardan gelen eski diyotlar ve transistörler olacaktır.

Yetenekli ellerde bu, iyi bir şekilde kullanılabilecek bir zenginliktir. Örneğin, bir yarı iletken yapmak için Güneş pili saha koşullarında bir transistörlü radyo alıcısına güç sağlamak için. Bildiğiniz gibi, ışıkla aydınlatıldığında, bir yarı iletken bir elektrik akımı kaynağı - bir fotosel haline gelir.

Bu özelliği kullanacağız. Böyle bir fotoselin akım gücü ve elektromotor kuvveti, yarı iletkenin malzemesine, yüzeyinin boyutuna ve aydınlatmasına bağlıdır. Ancak bir diyotu veya bir transistörü fotoelektrik hücreye dönüştürmek için yarı iletken kristale ulaşmanız veya daha doğrusu onu açmanız gerekir.

Bunu nasıl yapacağınızı biraz sonra anlatacağız ama şimdilik ev yapımı fotosellerin parametrelerini gösteren tabloya bir göz atın. Tüm değerler, yaklaşık olarak güzel bir sonbahar gününde güneş ışığının yoğunluğuna karşılık gelen 170 mm mesafedeki 60 W'lık bir lamba ile aydınlatma altında elde edildi.

Tablodan da görülebileceği gibi, bir fotosel tarafından üretilen enerji çok küçüktür, bu nedenle piller birleştirilir. Dış devreye verilen akımı artırmak için aynı fotoseller seri bağlanır. Ancak en iyi sonuçlar Fotosel, her biri aynı paralel bağlı elemanlardan oluşan seri bağlı gruplardan monte edildiğinde karışık bir bağlantı ile elde edilebilir (Şekil 1).

3). Önceden hazırlanmış diyot grupları, örneğin Şekil 4'te gösterildiği gibi getinax, organik cam veya textolite levha üzerine monte edilir. Elemanlar birbirine ince kalaylı bakır tellerle bağlanır.

Yüksek sıcaklık yarı iletken kristale zarar verebileceğinden, kristal için uygun sonuçları lehimlememek daha iyidir. Fotoselli plakayı şeffaf üst kapaklı sağlam bir kutuya yerleştirin.

Her iki ucu da konektöre lehimleyin - kabloyu radyodan ona bağlayacaksınız. 20 KD202 diyotlu güneş foto pili (dört paralel bağlı fotoselden oluşan beş grup) güneşte 0,8 mA'ya kadar akımda 2,1 V'a kadar voltaj üretir. Bu, radyoyu bir veya iki transistörle çalıştırmak için oldukça yeterli.

Şimdi diyotların ve transistörlerin nasıl fotosellere dönüştürüleceği hakkında. Bir mengene, yan kesiciler, pense, keskin bir bıçak, küçük bir çekiç, bir havya, POS-60 kalay kurşun lehim, reçine, cımbız, 50-300 μA test cihazı veya mikroampermetre ve 4,5 V pil hazırlayın. D226, D237 ve benzer durumlarda diğerleri bu şekilde demonte edilmelidir.

İlk olarak, A ve B çizgileri boyunca kabloları yan kesicilerle kesin (Şek. 1). D terminalini serbest bırakmak için aynı anda buruşmuş olan B borusunu yavaşça düzeltin. Ardından diyotu flanştan bir mengeneye sıkıştırın.

Keskin bir bıçağı kaynağa dayayın ve kapağı çıkarmak için bıçağın arkasına hafifçe vurun. Bıçağın bıçağının derinlere girmediğinden emin olun - aksi takdirde kristale zarar verebilirsiniz.

Terminal D'den boyayı çıkarın - fotosel hazır. KD202 diyotları için (D214, D215, D242-D247'nin yanı sıra), A flanşını pense ile ısırın (Şekil 2) ve B ucunu kesin. Önceki durumda olduğu gibi, buruşuk boru C'yi düzeltin, esnek D ucunu serbest bırakın .

Merhaba Prosamostroi.ru blogunun sevgili okuyucuları! 21. yüzyılımızda her şey sürekli değişiyor. Özellikle teknolojik açıdan keskin bir şekilde görülürler. Daha ucuz enerji kaynakları icat ediliyor, insanların hayatını kolaylaştırması gereken çeşitli cihazlar her yere yayılıyor.

Bugün güneş pili gibi bir şeyden bahsedeceğiz - çığır açan bir cihaz değil, yine de her yıl daha fazla insanın hayatına giren bir cihaz. ne olduğu hakkında konuşacağız bu cihaz ne gibi artıları eksileri var. Ayrıca güneş pilinin kendi ellerimizle nasıl monte edildiğine de dikkat edeceğiz.

Güneş pili: nedir ve nasıl çalışır?

Bir güneş pili, güneş enerjisini elektriğe dönüştüren belirli bir dizi güneş pilinden (fotosel) oluşan bir cihazdır. Çoğu güneş pilinin panelleri silikondan yapılmıştır, çünkü bu malzeme gelen güneş ışığını "işlemede" iyi bir verimliliğe sahiptir.

Güneş panelleri şu şekilde çalışır:

Ortak bir çerçevede (çerçeve) paketlenmiş olan fotovoltaik silikon hücreler güneş ışığını alır. Isınırlar ve gelen enerjiyi kısmen emerler. Bu enerji, özel kanallar aracılığıyla elektriğin biriktiği ve DC'den AC'ye işlendiği özel bir kapasitöre giren silikon içindeki elektronları hemen serbest bırakır ve bir apartman / konuttaki cihazlara gider.

Bu tür enerjinin avantajları ve dezavantajları

Avantajları arasında aşağıdakiler yer almaktadır:

Güneşimiz çevre kirliliğine katkıda bulunmayan çevre dostu bir enerji kaynağıdır. Güneş pilleri çevreye çeşitli zararlı atıklar yaymaz.

Güneş enerjisi tükenmez (doğal olarak, Güneş hayattayken, ancak bu hala milyarlarca yıl ileride). Buradan güneş enerjisinin size bir ömür boyu kesinlikle yeterli olacağı sonucu çıkar.

Gelecekte güneş panellerinin yetkin bir şekilde kurulumunu gerçekleştirdikten sonra, bunlara sık sık bakım yapmanız gerekmeyecektir. Tek yapmanız gereken yılda bir veya iki kez önleyici muayene yaptırmak.

Güneş panellerinin etkileyici kullanım ömrü. Bu dönem 25 yaşında başlar. Bu süreden sonra bile performansta kaybetmeyeceklerini de belirtmekte fayda var.

Güneş panellerinin kurulumu devlet tarafından sübvanse edilebilir. Örneğin, bu Avustralya, Fransa, İsrail'de aktif olarak oluyor. Fransa'da güneş panellerinin maliyetinin %60'ı hiç iade edilmiyor.

Eksiklikler arasında aşağıdakiler ayırt edilebilir:

Şimdiye kadar, örneğin büyük miktarda elektrik üretmeniz gerekiyorsa, güneş panelleri rekabet edemez. Bu, petrol ve nükleer endüstrilerde daha başarılıdır.

Elektrik üretimi doğrudan hava koşullarına bağlıdır. Doğal olarak, dışarısı güneşli olduğunda güneş panelleriniz %100 güçte çalışacaktır. Bulutlu bir gün olduğunda, bu rakam önemli ölçüde düşecektir.

Büyük miktarda enerji üretmek için güneş panelleri geniş bir alana ihtiyaç duyar.

Gördüğünüz gibi, bu enerji kaynağının hala eksilerden çok artıları var ve eksileri göründüğü kadar korkunç değil.

Evde doğaçlama araçlardan ve malzemelerden DIY güneş pili

Modern ve hızla gelişen bir dünyada yaşıyor olmamıza rağmen, güneş panellerinin satın alınması ve kurulması varlıklı insanların çoğu olmaya devam ediyor.

Sadece 100 watt üretecek bir panelin maliyeti 6 ila 8 bin ruble arasında değişiyor. Bu, kapasitörler, piller, şarj kontrol cihazı, ağ invertörü, dönüştürücü ve diğer şeyleri ayrı ayrı satın almanın gerekli olacağı gerçeğini saymaz. Ancak çok paranız yoksa ve çevre dostu bir enerji kaynağına geçmek istiyorsanız, o zaman size iyi bir haberimiz var - evde bir güneş pili monte edilebilir.

Ve tüm önerileri yerine getirirseniz, etkinliği ticari olarak monte edilmiş versiyondan daha kötü olmayacaktır. Bu bölümde, bakacağız adım adım montaj. Güneş panellerinin monte edilebileceği malzemelere de dikkat edeceğiz.

diyotlardan

Bu, en bütçe materyallerinden biridir.

Eviniz için diyotlardan bir güneş pili yapacaksanız, bu bileşenlerin yardımıyla yalnızca herhangi bir küçük alete güç sağlayabilecek küçük güneş panellerinin monte edildiğini unutmayın. D223B diyotları en uygunudur. Bunlar, cam kasaları olduğu için iyi olan, boyutları nedeniyle yüksek montaj yoğunluğuna sahip oldukları ve iyi bir fiyatları olan Sovyet tarzı diyotlardır.

Diyotları satın aldıktan sonra boyadan temizleyin - bunun için birkaç saat asetona koymanız yeterlidir. Bu süreden sonra onlardan kolayca çıkarılabilir.

Ardından, yüzeyi diyotların gelecekteki yerleşimi için hazırlarız. Ahşap bir tahta veya başka herhangi bir yüzey olabilir. Tüm alanı boyunca delikler açılması gerekir Delikler arasında 2 ila 4 mm'lik bir mesafe gözlemlenmesi gerekecektir.

Diyotlarımızı alıp bu deliklere alüminyum kuyruklarla yerleştirdikten sonra. Bundan sonra, güneş enerjisi aldıklarında elektriği tek bir "sisteme" dağıtmaları için kuyrukların birbirine göre bükülmesi ve lehimlenmesi gerekir.

İlkel cam diyot güneş hücremiz hazır. Çıkışta, bir el işi montajı için iyi bir gösterge olan birkaç voltluk enerji sağlayabilir.

transistörlerden

Bu seçenek zaten diyottan daha ciddi olacak, ancak yine de zorlu bir manuel montaj örneği.

Transistörlerden güneş pili yapmak için öncelikle transistörlerin kendilerine ihtiyacınız olacak. Neyse ki, hemen hemen her pazardan veya elektronik mağazalarından satın alınabilirler.

Satın aldıktan sonra, transistörün kapağını kesmeniz gerekecektir. Kapağın altında bizim için en önemli ve gerekli öğeyi gizler - yarı iletken bir kristal.

Hem ahşap hem de plastik kullanabilirsiniz. Plastik kesinlikle daha iyi olurdu. Transistörlerin çıkışları için içine delikler açıyoruz.

Daha sonra bunları çerçeveye yerleştirip “girdi-çıktı” normlarına uyarak kendi aralarında lehimliyoruz.

Çıkışta, böyle bir pil, örneğin bir hesap makinesi veya küçük bir diyot ampul gibi işleri yapmak için yeterli gücü sağlayabilir. Yine, böyle bir güneş paneli tamamen eğlence için monte edilmiştir ve ciddi bir "güç kaynağı" unsuru değildir.

Alüminyum kutulardan

Bu seçenek zaten ilk ikisinden daha ciddi.

Aynı zamanda inanılmaz derecede ucuz ve etkili yöntem enerji almak Tek şey, çıkışta diyot ve transistör varyantlarından çok daha fazla olacağı ve elektriksel değil termal olacağıdır. Tek ihtiyacınız olan çok sayıda alüminyum kutu ve bir kasa.

Ahşap gövde iyi çalışıyor. Kasada ön kısım pleksiglas ile kaplanmalıdır. Onsuz, pil verimli bir şekilde çalışmayacaktır.

Montaja başlamadan önce alüminyum kutuların siyah boya ile boyanması gerekmektedir. Bu, güneş ışığını iyi çekmelerini sağlayacaktır.

Daha sonra aletler kullanılarak her bir kavanozun dibine üç delik açılır. Üstte sırayla yıldız şeklinde bir kesim yapılır. Serbest uçlar, ısıtılmış havanın iyileştirilmiş türbülansının meydana gelmesi için gerekli olan dışa doğru bükülür.

Bu manipülasyonlardan sonra, bankalar pilimizin gövdesine uzunlamasına çizgiler (borular) halinde katlanır.

Daha sonra borular ve duvarlar/arka duvar arasına bir yalıtım tabakası (mineral yün) serilir. Daha sonra toplayıcı şeffaf hücresel polikarbonat ile kapatılır.

Bu, oluşturma işlemini tamamlar. Son adım enerji taşıyıcısı için motor olarak bir hava fanı kurmaktır. Böyle bir pil, elektrik üretmese de bir yaşam alanını etkili bir şekilde ısıtabilir.

Tabii ki, bu tam teşekküllü bir radyatör olmayacak, ancak böyle bir pil küçük bir odayı ısıtabilir - örneğin, vermek için mükemmel bir seçenek. Makalede tam teşekküllü bimetalik ısıtma radyatörlerinden bahsettik - hangi bimetalik ısıtma radyatörlerinin daha iyi ve daha güçlü olduğu, bu tür radyatörlerin yapısını ayrıntılı olarak incelediğimiz, özellikler ve üreticileri karşılaştırın. Bir göz atmanızı tavsiye ederim.

DIY güneş pili - nasıl yapılır, monte edilir ve üretilir?

Ev yapımı seçeneklerden uzaklaşarak daha ciddi şeylere dikkat edeceğiz.

Şimdi kendi ellerinizle gerçek bir güneş pilinin nasıl düzgün bir şekilde monte edileceği ve yapılacağı hakkında konuşacağız. Evet - bu da mümkündür. Ve sizi temin ederim - satın alınan analoglardan daha kötü olmayacak.

Yeni başlayanlar için, tam teşekküllü güneş pillerinde kullanılan gerçek silikon panelleri serbest piyasada muhtemelen bulamayacağınızı söylemeye değer. Ve evet, pahalı olacaklar.

Güneş pilimizi monokristal panellerden monte edeceğiz - daha ucuz bir seçenek, ancak elektrik enerjisi üretme açısından mükemmel. Ayrıca, monokristal panellerin bulunması kolaydır ve oldukça ucuzdur. Farklı boyutlarda gelirler.

En popüler ve çalışan seçenek, 0,5V eşdeğeri üreten 3x6 inç'tir. Bunlar bizim için yeterli olacaktır. Mali durumunuza bağlı olarak bunlardan en az 100-200 tane satın alabilirsiniz, ancak bugün küçük pilleri, ampulleri ve diğer küçük elektronik bileşenleri çalıştırmak için yeterli olan bir seçeneği bir araya getireceğiz.

Fotosel seçimi

Yukarıda belirttiğimiz gibi, tek kristal bir taban seçtik. Her yerde bulabilirsin. Devasa miktarlarda satıldığı en popüler yer Amazon veya Ebay pazaryerleridir.

Unutulmaması gereken en önemli şey, orada vicdansız satıcılarla karşılaşmanın çok kolay olmasıdır, bu nedenle yalnızca oldukça yüksek puana sahip kişilerden satın alın. eğer satıcı iyi değerlendirme, o zaman panellerinizin sipariş ettiğiniz miktarda, iyi paketlenmiş, kırılmamış olarak size ulaşacağından emin olacaksınız.

Yer seçimi (oryantasyon sistemi), tasarım ve malzemeler

Ana güneş pillerinin bulunduğu paketinizi teslim aldıktan sonra, güneş panelinizi kurmak için iyi bir yer seçmelisiniz.

Ne de olsa, %100 güçte çalışması için ihtiyacınız olacak, değil mi? Bu işin uzmanları, kurulumun güneş pilinin göksel zirvenin hemen altına yönlendirileceği ve Batı-Doğu'ya bakacağı yerde yapılmasını tavsiye ediyor. Bu, neredeyse tüm gün güneş ışığını “yakalamanıza” izin verecektir.

Güneş pili çerçevesi yapmak

İlk önce güneş pilinin tabanını yapmanız gerekir.

Ahşap, plastik veya alüminyum olabilir. Ahşap ve plastik kendilerini en iyi şekilde gösterir. Tüm fotosellerinizi üst üste sığdıracak kadar büyük olmalı, ancak aynı zamanda tüm yapının içinde sarkmamalıdır.

Güneş panelinin tabanını monte ettikten sonra, iletkenleri geleceğe taşımak için yüzeyinde çok sayıda delik açmanız gerekecektir. tek sistem.

Bu arada, elemanlarınızı hava koşullarından korumak için tüm tabanın üstte pleksiglas ile kaplanması gerektiğini unutmayın.

Lehimleme elemanları ve bağlantı

Tabanınız hazır olduktan sonra, elemanlarınızı yüzeyine yerleştirebilirsiniz. Fotoselleri tüm yapı boyunca iletkenler aşağıda olacak şekilde yerleştiriyorsunuz (delinmiş deliklerimize yerleştiriyoruz).

O zaman birlikte lehimlenmeleri gerekir. İnternette güneş pillerinin lehimlendiği birçok şema var. Ana şey, hepsini bir tür tek sisteme bağlamaktır, böylece hepsi alınan enerjiyi toplayabilir ve kapasitöre gönderebilir.

Son adım, kapasitöre bağlanacak ve alınan enerjiyi ona verecek olan "çıkış" telini lehimlemektir.

Kurulum

Bu son adım. Tüm elemanların doğru monte edildiğinden, sıkıca oturduğundan ve sarkmadığından emin olduktan sonra, pleksiglas ile iyice kaplanmıştır - kuruluma devam edebilirsiniz.

Kurulum açısından, güneş panelini sağlam bir temel üzerine monte etmek daha iyidir. İnşaat vidalarıyla güçlendirilmiş metal bir çerçeve mükemmeldir. Üzerinde güneş panelleri sıkıca oturacak, sendelemeyecek ve herhangi bir hava koşuluna boyun eğmeyecek.

Bu kadar! Sonumuz ne olacak? 30-50 fotoselden oluşan bir güneş pili yaptıysanız, bu, cihazınızı hızlı bir şekilde şarj etmek için yeterli olacaktır. cep telefonu veya küçük bir ev ampulü yakın, örn.

sonunda tam teşekküllü bir ev yapımı aldınız Şarj cihazı bir telefonun, sokak lambasının veya küçük bir bahçe fenerinin pilini şarj etmek için. Örneğin 100-200 fotoselli bir güneş paneli yaptıysanız, o zaman bazı ev aletlerine, örneğin su ısıtmak için bir kazana "güç vermek" hakkında konuşabiliriz. Her durumda, böyle bir panel, satın alınan muadillerinden daha ucuz olacak ve paradan tasarruf etmenizi sağlayacaktır.

Video - kendi elinizle bir güneş pili nasıl yapılır?

Fotoğraftaki DIY güneş pili

İÇİNDE bu bölüm bazı ilginç fotoğrafları sundu, ama aynı zamanda basit seçenekler kendi ellerinizle kolayca monte edebileceğiniz ev yapımı güneş panelleri.

Hangisi daha iyi - bir güneş pili satın almak veya yapmak?

Bu yazıda öğrendiğimiz her şeyi bu bölümde özetleyelim.

İlk olarak, evde bir güneş panelinin nasıl monte edileceğini bulduk. Gördüğünüz gibi, talimatlara göre kendin yap güneş pili çok hızlı bir şekilde monte ediliyor. Çeşitli kılavuzları adım adım takip ederseniz, size temiz elektrik sağlamak için harika seçenekler (kuyu veya küçük parçalara güç sağlamak için tasarlanmış seçenekler) bir araya getirebileceksiniz.

Ama yine de, hangisi daha iyi - bir güneş pili satın almak mı yoksa yapmak mı? Doğal olarak, satın almak daha iyidir.

Gerçek şu ki, endüstriyel ölçekte üretilen seçenekler, çalışması gerektiği gibi çalışmak üzere tasarlanmıştır. Güneş panellerini manuel olarak monte ederken, genellikle düzgün çalışmamalarına yol açacak çeşitli hatalar yapmak mümkündür. Doğal olarak, endüstriyel seçenekler çok paraya mal olur, ancak kalite ve dayanıklılık elde edersiniz.

Ancak yeteneklerinize güveniyorsanız, doğru yaklaşımla, endüstriyel muadillerinden daha kötü olmayacak bir güneş paneli monte edeceksiniz.

Her durumda, gelecek yakın ve yakında güneş panelleri tüm katmanları karşılayabilecek. Ve orada belki de güneş enerjisi kullanımına tam bir geçiş olacak. İyi şanlar!

Yorumlarınızı, dileklerinizi bırakın, soru sorun, düşüncelerinizi aşağıda belirtin - bu bizim için çok önemli!

Alternatif enerji kaynakları her yıl popülerlik kazanıyor. Elektrik tarifelerindeki sürekli artışlar bu eğilime katkıda bulunuyor. İnsanların geleneksel olmayan güç kaynakları aramasının nedenlerinden biri, genel ağlara bağlantının tamamen olmamasıdır.

Piyasadaki en popüler alternatif güç kaynakları güneş panelleridir.Bu kaynaklar, saf silikondan yapılmış yarı iletken yapılar üzerinde güneş enerjisine maruz kaldığında elektrik akımı üretme etkisini kullanır.

İlk güneş fotoplakaları çok pahalıydı, elektrik üretmek için kullanımları karlı değildi. Silikon güneş pillerinin üretim teknolojileri sürekli olarak geliştirilmektedir ve artık eviniz için uygun bir fiyata bir güneş enerjisi santrali satın alabilirsiniz.

Işık enerjisi ücretsizdir ve silikon hücrelere dayalı mini enerji santralleri yeterince ucuzsa, o zaman böyle alternatif kaynaklar beslenme uygun maliyetli ve çok yaygın hale gelecektir.

Eldeki uygun malzemeler

Diyotlar üzerinde bir güneş pili şemasıBirçok asabi kişi kendilerine şu soruyu soruyor: doğaçlama malzemelerden bir güneş pili yapmak mümkün mü? Tabi ki yapabilirsin! SSCB zamanlarından birçok kişi çok sayıda eski transistörü korumuştur. Bu, kendi ellerinizle bir mini elektrik santrali oluşturmak için en uygun malzemedir.

Silikon diyotlardan güneş pili yapmak da mümkündür. Güneş panellerinin üretimi için bir başka malzeme de bakır folyodur. Folyo kullanırken, potansiyel bir fark elde etmek için bir fotoelektrokimyasal reaksiyon kullanılır.

Bir transistör modelinin üretim aşamaları

parça seçimi

Güneş pillerinin üretimi için en uygun olanlar, KT veya P harfli güçlü silikon transistörlerdir. elektrik güneş ışığının etkisi altında.

Uzman tavsiyesi: aynı teknik özelliklere sahip oldukları ve güneş pilinizin çalışması daha kararlı olacağı için aynı adlı transistörleri seçin.

Transistörler çalışır durumda olmalıdır, aksi takdirde herhangi bir kullanımları olmayacaktır. Fotoğraf, böyle bir yarı iletken cihazın bir örneğini göstermektedir, ancak farklı bir şekle sahip bir transistör alabilirsiniz, en önemlisi silikon olmalıdır.

Bir sonraki adım, transistörlerinizin mekanik olarak hazırlanmasıdır. Mahfazanın üst kısmının mekanik olarak çıkarılması gerekir. Bu işlemi yapmanın en kolay yolu küçük bir demir testeresidir.

Hazırlık

Transistörü bir mengeneye sıkıştırın ve kasanın konturu boyunca dikkatlice bir kesim yapın.

Fotosel görevi görecek bir silikon gofret görüyorsunuz.Transistörlerin üç terminali vardır - taban, toplayıcı ve yayıcı.Transistörün yapısına bağlı olarak (p-n-p veya n-p-n), pilimizin polaritesi belirlenecektir. KT819 transistörü için taban artı, yayıcı ve toplayıcı eksi olacaktır.En büyük potansiyel farkı, plakaya ışık uygulandığında taban ile toplayıcı arasında oluşur. Bu nedenle güneş pilimizde transistörün kollektör bağlantısını kullanacağız.

muayene

Transistör kasası kesildikten sonra çalışabilirlik açısından kontrol edilmelidir. Bunu yapmak için bir dijital multimetreye ve bir ışık kaynağına ihtiyacımız var.

Transistörün tabanını multimetrenin pozitif kablosuna ve toplayıcıyı negatif olana bağlarız. Ölçü aleti 1V aralığında voltaj kontrol modunu açın.

Işık kaynağını silikon levhaya yönlendiriyoruz ve voltaj seviyesini kontrol ediyoruz. 0,3V ile 0,7V arasında olmalıdır Çoğu durumda, bir transistör 0,35V'luk bir potansiyel farkı ve 0,25 µA'lık bir akım oluşturur.

şarj etmek için cep telefonu 200 mA akım üretecek yaklaşık 1000 transistörden oluşan bir güneş paneli oluşturmamız gerekiyor.

Toplantı

Elektriği iletmeyen bir malzemeden yapılmış herhangi bir düz plaka üzerine transistörlerden bir güneş pili monte edebilirsiniz, bu tamamen sizin hayal gücünüze bağlıdır.

-de paralel bağlantı transistörler, akım gücü artar ve seri olarak kaynak voltajı artar.

Güneş panelleri yapmak için transistörler, diyotlar ve bakır folyoya ek olarak, bira kutuları gibi alüminyum kutular da kullanılabilir, ancak bunlar elektrik üretmeyecek, suyu ısıtan piller olacaktır.

Uzmanın kendi ellerinizle transistörlerden güneş pili yapmayı ayrıntılı olarak açıkladığı videoyu izleyin:

Temas halinde

Radyo işine düşkün insanların OCU'su, zamanla oldukça fazla sayıda farklı elektronik bileşen biriktirir, bunların arasında metal bir kasa içinde eski Sovyet transistörleri de olabilir. Radyo bileşenleri olarak, büyük boyutları nedeniyle artık geçerli değiller, ancak tamamen farklı bir amaç için kullanılabilirler: güneş pili olarak. Doğru, böyle bir pilin gücü, boyutuna göre oldukça küçüktür ve yalnızca düşük güçlü cihazlara güç sağlamak için uygundur. Ama yine de, bir deney olarak ve ilgi uğruna monte edebilirsiniz Bir transistörü güneş piline dönüştürmek için önce ondan kapağı kesmeniz gerekir. Bunu yapmak için, transistör kasanın kenarına dikkatlice bir porsukağa sıkıştırılır ve kapağı bir demir testeresi ile keser. Transistörün içindeki kristale ve ince tellere zarar vermemek için bunu dikkatli bir şekilde yapmanız gerekiyor.Bundan sonra içeride neyin saklı olduğunu görebilirsiniz: Fotoğrafta gördüğünüz gibi kristal, transistör kasasına göre yeterince büyük değil ve güneş enerjisini elektriğe dönüştürecek olan odur.Daha sonra, ışığı kristale yönlendirmeniz ve bir test cihazı ile hangi pinlerde en yüksek voltajı aldığımızı ölçmeniz gerekir. Değeri elbette transistörün gücüne ve kristalin boyutuna bağlıdır.İşte yazarın KT819GM ​​​​transistörünü örnek olarak kullanarak verdiği ölçüm tablosu: Ölçümlerden sonra güneş pilini monte etmeye başlayabilirsiniz. hesap makinesini çalıştırmak için. 1,5 volt elde etmek için, beş transistörü seri olarak monte etmek gerekir, kollektör eksi olacak ve taban artı olacaktır Transistörleri sabitlemek için, altında önceden delinmiş delikler bulunan bir parça ince plastik kullanıldı. bacaklar. Transistörleri yerine taktıktan sonra, yukarıdaki şemaya göre birbirlerinden bağlanırlar: çalışmayı reddettiler. Pil gücünü artırmak için, aynı transistörlerden beşini daha paralel olarak bağlamak mantıklıdır Kaynak Sitenin yazarı olun, kendi makalelerinizi, ev yapımı ürünlerin açıklamalarını metin için ödeme yaparak yayınlayın. Daha fazlasını buradan okuyun. 0 fikir 0

Tanım

Uygulamak

Temas halinde

OK351 Yorum yazmak için sosyal medyadan siteye girmelisiniz. ağ (veya kayıt): Normal kayıt

Bilgi

Misafirler grubundaki ziyaretçiler bu gönderiye yorum bırakamaz.

10.1. Radyatörlerin amacı- p-n bağlantılarının sıcaklığını düşürmeyi ve böylece cihazların çalışma parametreleri üzerindeki etkisini azaltmayı mümkün kılan yarı iletken cihazlardan ısıyı uzaklaştırın. Lamel, nervürlü ve pimli radyatörler kullanılmaktadır.Isı dağılımını iyileştirmek için yarı iletken bir cihaz en iyi şekilde doğrudan radyatöre takılır.Cihazın kasadan elektriksel olarak izole edilmesi gerekiyorsa radyatör, yalıtım contaları ile kasaya monte edilir. Radyatörün ısı yayma kapasitesi, radyatörün yapıldığı malzemenin (veya yüzeyinin) siyahlık derecesine bağlıdır:

Siyahlık derecesi ne kadar yüksek olursa, ısı dağılımı o kadar verimli olur.

10.2. pin soğutucu- yarı iletken cihazlar için çok verimli bir soğutucu. Üretimi için 4-6 mm kalınlığında sac duralumin ve 3-5 mm çapında alüminyum tel gereklidir.
Ön işlem görmüş radyatör plakasının yüzeyinde, pimler için delikler, transistörlerin (veya diyotların) uçları ve montaj vidaları bir merkez zımba ile işaretlenmiştir. Bir sıradaki pimler için deliklerin merkezleri (adım) ile sıralar arasındaki mesafe, kullanılan alüminyum telin çapının 2-2,5'u kadar olmalıdır. Deliklerin çapı, tel mümkün olan en küçük boşluktan girecek şekilde seçilir. İLE ters taraf delikler 1-1,5 mm derinliğe kadar havşa açar.
80-100 mm uzunluğunda ve V-10 mm çapında bir çelik çubuktan bir mandrel yapılır, bunun için çubuğun ucunda tel çapından 0,1 mm daha büyük bir delik açılır. Deliğin derinliği, gelecekteki radyatör pimlerinin yüksekliğine eşit olmalıdır.

Pirinç. 10.1. Radyatör pimleri için sıkıştırma

Daha sonra gerekli sayıda pim boşluğu kesilir. Bunun için merdanenin deliğine bir parça tel sokulur ve merdaneden çıkan ucun uzunluğu levhanın kalınlığından 1-1,5 mm daha fazla olacak şekilde tel kesicilerle kesilir. Mandrel, delik yukarı gelecek şekilde bir mengeneye sıkıştırılır, deliğe bir boş pim sokulur, çıkıntılı ucuna ön tarafına bir plaka konur ve hafif çekiç darbeleriyle perçinlenir, havşa girintisini doldurmaya çalışır. Böylece, tüm pimler kurulur.
Pim soğutma bloğu, pimleri taban plakasındaki deliklere sokmanın biraz farklı bir yolu kullanılarak da yapılabilir. Çapı 3 ve uzunluğu 45 mm'ye kadar olan pimler için çizimi Şek. 10.1. Kıvrımın çalışan kısmı sertleştirilmelidir. Pim, radyatör tabanındaki deliğe sokulur, taban örs üzerine oturtulur, pimin üzerine kıvrım geçirilir ve çekiçle vurulur. Pimin etrafında halka şeklinde bir oluk oluşturulur ve pimin kendisi deliğe sıkıca dikilir.
Çift taraflı bir radyatör yapılması gerekiyorsa, bu tür iki kıvrım gereklidir: bunlardan birine bir pim sokulur, delik yukarı gelecek şekilde örs üzerine takılır, radyatör tabanı gerilir ve ikinci kıvrım takılır tepe. Üst kıvrıma bir çekiç darbesi ile pim aynı anda iki taraftan sabitlenir. Bu sayede hem alüminyum hem de bakır alaşımlarından radyatör imal etmek mümkündür. Son olarak, pimler lehimleme kullanılarak monte edilebilir. Bunu yapmak için malzeme olarak 2-4 mm çapında bakır veya pirinç tel alın. Pimin bir ucu levha kalınlığından 1-2 mm daha uzun kalaylanır. Plakadaki deliklerin çapı, kalaylı pimler fazla çaba harcamadan içlerine oturacak şekilde olmalıdır.
Taban deliklerine sıvı akı verilir (Tablo 9.2), pimler yerleştirilir ve her biri güçlü bir havya ile lehimlenir. İşin sonunda radyatör asetonla yıkanır.

Pirinç. 10.2. Güçlü bir transistör için radyatör

10.3. Bakır Sac Radyatör P210, KT903 gibi güçlü transistörler ve benzeri durumlarda diğerleri için 1-2mm kalınlık yapılabilmektedir. Bunu yapmak için bakırdan 60 mm çapında bir daire kesilir, transistörü ve uçlarını monte etmek için iş parçasının ortasında delikler işaretlenir. Daha sonra radyal yönde metal için makasla 20 mm'lik bir daire kesilerek çevre boyunca 12 parçaya bölünür. Transistörü taktıktan sonra her sektör 90° döndürülür ve yukarı doğru bükülür.

10.4. Yüksek güçlü transistörler için radyatör KT903, KT908 tipi ve benzer durumlarda diğerleri 2 mm kalınlığında alüminyum sacdan yapılabilir (Şek. 10.2). Radyatörün belirtilen boyutları, transistörde 16 W'a kadar güç dağıtımı için yeterli yayılan yüzey alanı sağlar.

Pirinç. 10.3. Düşük güçlü bir transistör için radyatör: a-scan; b- genel görünüm

10.5. Düşük güçlü transistörler için radyatörŞekil l'deki çizimlere uygun olarak 0,5 mm kalınlığında kırmızı bakır veya pirinç sacdan yapılabilir. 10.3. Tüm kesimler yapıldıktan sonra rayba, uygun çapta bir mandrel kullanılarak bir tüp haline getirilir. Daha sonra iş parçası, transistör kasasına sıkıca konur ve daha önce yan montaj kulaklarını bükerek bir yay halkası ile bastırılır. Halka, 0,5-1 mm çapında çelik telden yapılmıştır. Bir halka yerine bir bant bakır tel kullanabilirsiniz. Daha sonra yan kulaklar aşağı doğru bükülür, iş parçasının kesik "tüyleri" istenen açıda dışa doğru bükülür ve radyatör hazırdır.

10.6. Transistör serisi KT315, KT361 için radyatör transistör kasasının genişliğinden 2-3 mm daha geniş bir bakır, alüminyum veya kalay şeridinden yapılabilir (Şekil 10.4). Transistör, epoksi veya iyi termal iletkenliğe sahip başka bir yapıştırıcı ile radyatöre yapıştırılır. Transistör kasası ile radyatör arasında daha iyi termal temas için, temas noktalarındaki kasanın boyasını çıkarmak ve radyatöre takmak ve mümkün olan en az boşlukla yapıştırmak gerekir. Transistörü soğutucu ile kart üzerine her zamanki gibi takın, soğutucunun alt kenarları karta dayanmalıdır. Şeridin genişliği 7 mm ve radyatörün yüksekliği (0,35 mm kalınlığında kalaylı sacdan yapılmış) 22 mm ise, o zaman 500 mW'lık bir dağılım gücünde, radyatörün transistörün bulunduğu yerdeki sıcaklığı yapıştırılmış 55 °C'yi geçmez.

10.7. Kırılgan metal soğutucuörneğin, duralumin levhadan, bir dizi plaka şeklinde yapılırlar (Şekil 10.5). Conta ve radyatör saclarının imalatında deliklerin kenarlarında ve plaka kenarlarında çapak olmamasına dikkat edilmelidir. Conta ve plakaların temas yüzeyleri dikkatlice [ince taneli zımpara kağıdı üzerine taşlanarak düz cam üzerine serilir. Transistör mahfazasının cihaz mahfazasından izole edilmesi gerekmiyorsa, radyatör, cihaz mahfazasının duvarına veya yalıtım contaları olmadan dahili bir bölmeye monte edilebilir, bu da daha verimli ısı transferi sağlar.

10.8. D226 tipi diyotların radyatöre montajı veya bir ısı emici üzerinde. Diyotlar bir flanş ile sabitlenmiştir. Katot ucu en dipten kopartılır ve alt kısım ince taneli bir zımpara kağıdı üzerinde temiz, düzgün bir yüzey elde edilene kadar dikkatlice temizlenir. Katot terminalini terk etmek gerekirse, terminal için radyatörde bir delik açılır, vernik alttan asetonla çıkarılır ve daha iyi termal için diyotun kenarı (kenarı) altla aynı hizada dikkatlice törpülenir. diyot ve radyatör arasındaki temas.

10.9. Termal Temas İyileştirmesi transistör ve soğutucu arasında transistör üzerinde daha fazla güç dağılımı sağlayacaktır.
Bazen, özellikle döküm radyatörler kullanıldığında, termal temas yerindeki kabukları ve diğer yüzey kusurlarını gidermek (iyileştirmek için) zor ve hatta bazen imkansızdır. Bu durumda, bir kurşun conta yardımcı olacaktır. Kurşun levha, iki düz düz çubuk arasında yaklaşık 10,5 mm kalınlığa kadar dikkatlice yuvarlanır veya düzleştirilir ve conta gerekli boyut ve şekilde kesilir. Her iki tarafı da ince taneli zımpara kağıdı ile temizlenir, transistörün altına takılır ve düzenek vidalarla sıkıca sıkıştırılır. Kurşunun ısı iletkenliği düşük olduğu için conta 1 mm'den kalın olmamalıdır.

10.10. Alüminyum radyatörlerin kararması. Radyatörün ısı transfer verimliliğini artırmak için yüzeyi genellikle mat ve koyu yapılır. ekonomik yol kararma - radyatörün sulu bir demir klorür çözeltisi içinde işlenmesi.
Çözeltiyi hazırlamak için eşit hacimde ferrik klorür tozu ve su gereklidir. Radyatör tozdan, kirden arındırılır, benzin veya aseton ile iyice yağdan arındırılır ve bir çözeltiye daldırılır. 5-10 dakika solüsyonda tutun. Radyatörün rengi koyu gridir. İşleme iyi havalandırılmış bir alanda veya açık havada yapılmalıdır.

BİLİYOR MUSUN?

10.11. Düşük güçlü transistörlerin termal rejimi, transistörün metal kasasına 0,5-1,0 mm çapında bakır, pirinç veya bronz telden bükülmüş bir spiral olan bir torus ("direksiyon simidi") yerleştirilerek kolaylaştırılabilir.
10.12. İyi bir soğutucu, cihazın metal kasası veya dahili bölmeleri olabilir.
10.13. Soğutucu pedinin düzlüğü, transistörün tabanına biraz boya sürülerek ve pedin yüzeyine uygulanarak kontrol edilir. Çıkıntılı temas alanları. radyatör balataları boyanacaktır.
10.14. İyi bir termal temas sağlamak için, transistörün radyatöre bitişik yüzeyi silikon gibi kurumayan bir yağlayıcı ile yağlanabilir. Bu, kontağın termal direncini bir buçuk ila iki kat azaltacaktır.
10.15. Soğutma koşullarını iyileştirmek için, radyatör, konveksiyonel hava akışlarını engellemeyecek şekilde konumlandırılmalıdır: radyatör kanatçıkları dikeydir ve transistörün bulunduğu taraf, altta veya yukarıda değil, yan tarafta olmalıdır.