ИОНИСТОРЫ

          В последние годы появился класс новых приборов, функционально близких к конденсаторам очень большой емкости; по существу - занимающих положение между конденсаторами и источниками питания. Это - ионисторы, конденсаторы с двойным электрическим слоем.

          Номинальное напряжение ионистра зависти от вида используемого в нем электролита и является для него максимально допустимым. Для получения более высокого рабочего напряжения ионисторы соединяют последовательно. Но делать это самостоятельно не рекомендуется - параметры ионистров в такой связке должны быть очень близкими.

          Внутреннее сопротивление R_вн ионистора может быть расчитано по формуле: R_вн=U/I_кз, где R_вн - в омах; U - напряжение на ионисторе, В; I_кз - ток короткого замыкания, А. Для ионистора К58-3 (японский аналог DC-2R4D225) R_вн=10...100 Ом.

          Электрическую емкость ионистора расчитывают по формуле: C=I*t/U_ном, где C - емкость, Ф; I - постоянный ток разрядки, А; U_ном - номинальное напряжение ионистора, В; t - время разрядки от U_ном 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. 1. Ионистор К58-9А представляет собой залитый компаундом ионистор К58-3 с приваренными проволочными выводами ("+" маркирован черной точкой). Ионисторы К58-9Б 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.

Рис. 1. Ионисторы

          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 1. Их рабочие температуры - -25...+70°C; отклонения емкости от номинальной - -20...+80%.

Таблица 1

          Долговечность ионистора зависит от условий эксплуатации. Так, при работе под напряжением U_ном при температуре окружающей среды +70°C гарантированная долговечность составит 500 часов. При работе под напряжением 0,8U_ном она увеличивается до 5000 часов. Если же напряжение на ионисторе не превышает 0,6U_ном, а температура окружающей среды - +40°C, то ионистор будет исправно работать не менее 40000 часов.

Рис. 2. Типовые разрядные характеристики ионисторов

          На рис. 2 показаны типовые разрядные характеристики ионисторов. Зависимость емкости ионистора от тока разряда (для температур +25°C и +70°C) показана на рис. 3.

Рис. 3. Зависимость емкости ионистора от тока разряда

          На рис. 4 показана зависимость тока зарядки от времени зарядки ионистора (для температур -15°C, +25°C и +80°C).

Рис. 4. Зависимость тока зарядки от времени зарядки ионистора

          Зависимость тока утечки ионистора от рабочего напряжения приведена на рис. 5, а от температуры окружающей среды - на рис. 6.

Рис. 5. Зависимость тока утечки ионистора от рабочего напряжения

Рис. 6. Зависимость тока утечки от рабочего напряжения

          Обычная схема включения ионистора в качестве резервного источника питания приведена на рис. 7. Диод VD1 предотвращает разряд ионистора C1 при U_пит=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

Рис. 7. Включение ионистора в качестве резервного источника питания

          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 заряд-разряд.

          Ионистор не требует ухода в течении всего срока службы.