Розрахунок схеми електронного навантаження для тестування низьковольтних джерел

Purpose. The introduction of electronic load for testing high-precision low-voltage sources (solar panels) requires careful review not only of the circuit design, but also thermal and mechanical design. The article considers the principle of creating and calculating the optimal solution for the implementation of electronic load. Methodology. To achieve this goal, methods of analysis of modern electronic database, calculations of basic physical and electrical parameters and their modeling are used. Findings. Based on the considered physical and circuit solutions for the implementation of the electronic load unit, a corresponding electrical circuit was developed. The transistors are controlled by four unipolar operational amplifiers integrated into the LM324 chip. Control of the electronic load unit is implemented by controlling the voltage at the positive feedback terminals, which is further stabilized by the TL431 chip. The device is powered by a source of DC stabilized current of 12 V (provides additional filtering from voltage fluctuations). Originality. Modern advances in the development of solar cells and other low-voltage energy sources have led to the need to create compact and express systems for testing them, which cannot be implemented on existing solutions. Practical value. Adherence to the indications and principles set out in this article will provide the load with the ability to work at high power, while maintaining good performance and reliability. The developed scheme allows to create a compass device for express testing of solar panels.Цель работы. Внедрение электронной нагрузки для испытания высокоточных низковольтных источников (солнечных батарей) требует тщательного просмотра не только схемотехнической конструкции, но и теплотехнической и механической конструкции. В статье рассматривается принцип создания и расчета оптимального решения для реализации электронной нагрузки. Методы исследования. Для достижения цели используются методы анализа современной электронной базы, расчет основных физических и электрических параметров и их моделирование. Полученные результаты. На основе рассмотренных физико-схемных решений для реализации электронного блока нагрузки была разработана соответствующая электрическая схема. Транзисторы управляются четырьмя униполярными операционными усилителями, интегрированными в микросхему LM324. Управление электронным блоком нагрузки реализуется путем управления напряжением на клеммах положительной обратной связи, дополнительно стабилизируемой микросхемой TL431. Устройство питается от источника постоянного стабилизированного тока напряжением 12 В (обеспечивает дополнительную фильтрацию от колебаний напряжения). Научна новизна. Современные достижения в разработке солнечных элементов и других низковольтных источников энергии привели к необходимости создания компактных и экспрессных систем их тестирования, которые нельзя реализовать на существующих решениях. Практическая ценность. Соблюдение показаний и принципов, изложенных в этой статье, обеспечит нагрузке возможность работать на большой мощности, и при этом сохранить хорошие характеристики и надежность. Разработанная схема позволяет создать компасное устройство для экспрессного тестирования солнечных батарей.Мета роботи. Впровадження електронного навантаження для випробування високоточних низьковольтних джерел (сонячних батарей) вимагає ретельного перегляду не тільки схемотехнічної конструкції, а й теплотехнічної та механічної конструкції. У статті розглядається принцип створення та розрахунку оптимального рішення для реалізації електронного навантаження. Методологія. Для досягнення мети використовуються методи аналіза сучасної електронної бази, розрахунки основних фізичних та електричних параметрів та їх моделювання. Висновки. На основі розглянутих фізико-схемних рішень для реалізації електронного блоку навантаження була розроблена відповідна електрична схема. Транзистори керуються чотирма уніполярними операційними підсилювачами, інтегрованими в мікросхему LM324. Управління електронним блоком навантаження реалізується шляхом управління напругою на клемах позитивного зворотного зв'язку, яка додатково стабілізується мікросхемою TL431. Пристрій живиться від джерела постійного стабілізованого струму напругою 12 В (забезпечує додаткову фільтрацію від коливань напруги). Оригінальність.  Сучасні досягнення у розробці сонячних елементів та інших низьковольтних джерел енергії призвели до необхідності створення компактних та експресних систем їх тестування, котрі не можна реалізувати на існуючих рішеннях. Практичне значення. Дотримання показань і принципів, які викладені в цій статті, забезпечить навантаженню можливість працювати на великій потужності, і при цьому зберегти хороші характеристики і надійність. Розроблена схема дозволяє створити компасний пристрій експресного тестування сонячних батарей

Localized Turbulent Structures in a Circular Pipe

Transition to turbulence in a pipe flow begins with the appearance of spatially localized structures, such as turbulent puffs. The investigation of a conditionally time-periodic solution of the Navier–Stokes equations, which is qualitatively close to a turbulent puff, is carried out with the aim to explain the mechanism of turbulent puffs. Such solutions are given by the separatrix dividing the attraction regions of laminar and turbulent solutions. In particular, it is shown that the mechanism underlying oscillations is not driven by the Kelvin–Helmholtz instability, which was considered as the main mechanism of oscillation generation in the turbulent puff

Дослідження процесів швидкого перемикання в структурах на основі телуриду кадмію

Однією з головних вимог до сучасного радіоелектронного обладнання є питання електромагнітної стійкості, що означає здатність підтримувати робочі параметри під час і після дії імпульсного електромагнітного випромінювання різного походження. Проблема забезпечення електромагнітної стійкості пов'язана з тим, що під впливом ЕМ-імпульсів у ланцюгах виникають імпульси перенапруги, що призводять до руйнування напівпровідникових приладів внаслідок як властивостей p-n переходу, так і питомої теплопровідності напівпровідникових матеріалів. У той же час ефекти резистивного перемикання активно використовуються в сучасній електроніці, зокрема, робота мемристорів заснована на резистивному перемиканні в оксидах перехідних металів. Цей ефект резистивного перемикання вже давно спостерігається в CdTe, як на товстих (понад 100 мкм) монокристалічних шарах, так і в тонких полікристалічних плівках. Новизна запропонованої роботи полягає в тому, що процеси перемикання між станами з низькою і високою провідністю в плівках CdTe залежать від різних факторів, таких як товщина плівки, її початкова структура, потужність імпульсу перемикання, властивості контакту. Тонкоплівкові структури на основі CdTe були виготовлені методами вакуумного осадження. Вивчення процесів швидкого перемикання в виготовлених структурах Mo – телурид кадмію – Mo проводилося шляхом вимірювання та подальшої аналітичної обробки їх амплітудно-часових характеристик під дією електромагнітних імпульсів наносекундної тривалості. Встановлено, що прототипи з діаметром металізації 0,5 мм і 6 мм, виготовлені за планарною технологією, мають подібні параметри: час перемикання на рівні 1-2 нс, близькі значення напруги відсікання та хід її залежності від амплітуди імпульсу. Геометрія контактної металізації не впливає на параметри перемикання конструкцій, а при виготовленні елементів захисту від електромагнітних імпульсів на їх основі можна використовувати промислову технологію формування металізації без необхідності її надмірної мініатюризації.One of the main requirements for modern radio electronic equipment is the issue of electromagnetic (EM) stability, which means the ability to maintain operating parameters during and after the action of pulsed EM radiation of various origins. The problem of ensuring EM stability is due to the fact that under the influence of EM pulses, overvoltage pulses appeared in the circuits, which is particularly prone to the destruction of semiconductor devices due to both the properties of the p-n junction and the specific thermal conductivity of semiconductor materials. At the same time, the effects of resistive switching are actively used in modern electronics, in particular, the work of memristors is based on resistive switching in oxides of transition metals. This effect of resistive switching has long been observed in CdTe, both on thick (more than 100 μm) single-crystal layers and in thin polycrystalline films. The novelty of the proposed work consists in the fact that switching processes between low and high conductivity states in CdTe films depend on various factors, such as the film thickness, its initial structure, the power of the switching pulse, and the contact properties. Thin film CdTe based structures were prepared by using vacuum deposition methods. The study of fast switching processes in manufactured Mo – cadmium telluride – Mo structures was carried out by measuring and further analytical processing of their amplitude-time characteristics under the action of EM pulses of nanosecond duration. It was found that the prototypes with a metallization diameter of 0.5 mm and 6 mm, made using the planar technology, have similar parameters: the switching time is at the level of 1-2 ns, similar values of the cutoff voltage and the course of its dependence on the pulse amplitude. The geometry of the contact metallization does not affect the switching parameters of structures, and in the manufacture of protection elements against EM pulses on their basis, an industrial technology for the formation of metallization can be used without the need for its excessive miniaturization

The ATLAS TRT barrel detector

The ATLAS TRT barrel is a tracking drift chamber using 52,544 individual tubular drift tubes. It is one part of the ATLAS Inner Detector, which consists of three sub-systems: the pixel detector spanning the radius range 4 to 20 cm, the semiconductor tracker (SCT) from 30 to 52 cm, and the transition radiation tracker (TRT) from 56 to 108 cm. The TRT barrel covers the central pseudo-rapidity region |h| < 1, while the TRT endcaps cover the forward and backward eta regions. These TRT systems provide a combination of continuous tracking with many measurements in individual drift tubes (or straws) and of electron identification based on transition radiation from fibers or foils interleaved between the straws themselves. This paper describes the recentlycompleted construction of the TRT Barrel detector, including the quality control procedures used in the fabrication of the detecto

The ATLAS Transition Radiation Tracker (TRT) proportional drift tube: design and performance

A straw proportional counter is the basic element of the ATLAS Transition Radiation Tracker (TRT). Its detailed properties as well as the main properties of a few TRT operating gas mixtures are described. Particular attention is paid to straw tube performance in high radiation conditions and to its operational stability