Это часть B заметки C02 о тактических и военных радиостанциях, которая берёт рабочий профиль из части A и превращает его в конструкцию аккумулятора: сколько элементов, какая ёмкость и какой запас нужны радиостанции для выполнения задачи. Она следует последовательности, которую инженер действительно использует - определить задачу и соглашение о цикле, перевести три рабочих состояния в средний ток, выбрать конфигурацию элементов для требуемого напряжения, применить коэффициенты снижения на холоде и в конце срока службы, проверить импульсные и температурные пределы, а затем определить организацию зарядки в поле. Два полных числовых примера показаны от начала до конца: носимая радиостанция по соглашению 5-5-90 и патрульная радиостанция по соглашению 1:9. Каждое число в них явно помечено как иллюстративное и построено из токов в диапазоне опубликованных спецификаций, а не является спецификацией именованного изделия; обязательными значениями для реального проекта являются собственная спецификация радиостанции и согласованный чертёж аккумулятора.
Ключевой факт 1. Подбор начинается с задачи, а не с этикетки мА·ч. Входными данными являются токи радиостанции в режиме ожидания, приёма и передачи, соглашение о цикле, которое их взвешивает, требуемое время работы в часах и рабочая температура. В поле встречаются два соглашения: 5-5-90 (5 процентов передача, 5 процентов приём, 90 процентов ожидание) и 1:9 (одна часть передача, девять частей приём, без отдельного режима ожидания). Показатели времени работы сравнимы только при совпадении соглашения и температуры.
Ключевой факт 2. Средний ток - это взвешенная сумма, а ёмкость - это средний ток, умноженный на часы. В иллюстративном примере носимой станции ниже токи 0,08 А в ожидании, 0,3 А в приёме и 1,6 А в передаче по 5-5-90 дают среднее 0,167 А, поэтому десятичасовая смена требует 1,67 А·ч заряда. Состояние передачи занимает лишь 5 процентов времени, но вносит почти половину среднего тока, поэтому время работы активного говорящего быстро расходится с опубликованным значением.
Ключевой факт 3. Количество элементов задаётся напряжением. Каждый герметичный никелевый элемент имеет 1,2 В, поэтому шесть элементов дают 7,2 В, восемь 9,6 В, десять 12 В и двенадцать 14,4 В. Профессиональные носимые аккумуляторы обычно бывают 7,2 В или 9,6 В, тогда как более крупные полевые и ранцевые системы используют более высокие конфигурации. Допустимый диапазон батареи радиостанции, а не только зарядное устройство, определяет, какая конфигурация допустима для конструкции.
Ключевой факт 4. Номинальная ёмкость должна превышать значение задачи, поскольку полезная ёмкость уменьшается. Холод снижает характеристики разряда, а аккумулятор теряет ёмкость в течение срока службы, поэтому конструкция применяет коэффициенты снижения и сохраняет запас. В числовом примере потребность задачи в 1,67 А·ч делится на иллюстративные коэффициенты холода и конца срока службы по 0,85 каждый, давая требуемую номинальную ёмкость около 2,31 А·ч до выбора стандартного элемента.
Ключевой факт 5. Аккумулятор - это механический и защитный узел, а не просто элементы. Он должен отдавать импульс передачи без просадки напряжения, контролировать свою температуру при заряде и разряде и нести защиту, такую как PTC и самовосстанавливающийся предохранитель, в заданной геометрии радиостанции. Зарядка в поле определяется одновременно, включая зарядку от транспортной сети 28 В MIL-STD-1275 и блоки питания-заменители батареи, которые полностью выводят батарею из пути нагрузки.
Первое проектное решение - какое соглашение о цикле представляет пользователя. Соглашение 5-5-90 происходит из практики сухопутной подвижной связи и построено вокруг длительных периодов ожидания с короткими вызовами, что подходит для носимой станции в течение смены. Соглашение 1:9 происходит из практики ВЧ и патрулирования, где радиостанция непрерывно слушает и периодически передаёт, без отдельного состояния ожидания. Температура фиксируется вместе с соглашением, поскольку холодное или горячее измерение меняет результат, а требуемое время работы указывается в часах из задачи, а не выводится из заголовка конкурента. Аккумулятор, подобранный по неверному соглашению, будет либо излишне большим, либо недостаточным в реальной задаче.
Когда три тока состояний и соглашение зафиксированы, средний ток является взвешенной суммой состояний, а заряд задачи - это среднее, умноженное на часы. Иллюстративный пример носимой станции использует токи 0,08 А в ожидании, 0,3 А в приёме и 1,6 А в передаче, все представленные как иллюстративные значения в диапазоне опубликованных портативных радиостанций, а не измерения одного изделия. По 5-5-90 среднее составляет 0,05 умножить на 1,6 для передачи, плюс 0,05 умножить на 0,3 для приёма, плюс 0,90 умножить на 0,08 для ожидания, что равно 0,167 А. Для десятичасовой смены требуемый заряд равен 0,167 умножить на 10, или 1,67 А·ч.
Взвешивание объясняет, почему изменения цикла так важны. Сегмент передачи занимает лишь 5 процентов времени, но вносит 0,08 А в среднее 0,167 А, почти половину; пользователь, который передаёт 10 процентов вместо 5, сдвигает среднее вверх, хотя длина смены и радиостанция не меняются. Это механизм предупреждения о том, что опубликованное время работы зависит от соглашения, и поэтому реальный речевой шаблон собирается до подбора, а не принимается из спецификации.
Как только потребность в заряде известна, количество последовательных элементов выбирается по напряжению. Герметичный никелевый элемент имеет 1,2 В номинально, поэтому арифметика прямая: шесть элементов последовательно дают 7,2 В, восемь 9,6 В, десять 12 В и двенадцать 14,4 В. Параллельные ветви увеличивают ёмкость там, где геометрия позволяет, но напряжение всегда задаётся количеством последовательных элементов. Носимая станция, электроника которой принимает диапазон около 6-9,6 В, обычно проектируется вокруг шестиэлементного аккумулятора 7,2 В, тогда как ранцевая или полевая система может нуждаться в более высокой конфигурации. Выбранное количество должно находиться в допустимом входном диапазоне в течение всего разряда, включая более низкое напряжение в конце заряда, а не только в номинале.
| Элементов последовательно | Номинальное напряжение | Типичная роль аккумулятора |
|---|---|---|
| 6 | 7,2 В | Профессиональные носимые радиостанции |
| 8 | 9,6 В | Высоковольтные носимые аккумуляторы |
| 10 | 12 В | Полевые и вспомогательные системы |
| 12 | 14,4 В | Ранцевые и аккумуляторы высшего уровня |
Значение задачи - это полезный заряд, но номинальная ёмкость больше, поскольку два эффекта снижают то, что аккумулятор может отдать. Холод замедляет электрохимическую реакцию и снижает эффективную ёмкость, а в течение срока службы аккумулятор теряет ёмкость из-за циклов и старения. Конструкция применяет коэффициенты снижения для покрытия обоих и сохраняет запас на разброс. В иллюстративном примере применяются коэффициенты 0,85 для холода и 0,85 для конца срока службы, поэтому полезная доля равна 0,85 умножить на 0,85, или 0,7225; требуемая номинальная ёмкость - это потребность задачи 1,67 А·ч, делённая на 0,7225, что составляет около 2,31 А·ч. Затем выбирается стандартный элемент на уровне или выше этого значения в требуемой геометрии.
Одной ёмкости недостаточно: аккумулятор должен отдавать импульс передачи, удерживая напряжение выше порога отключения радиостанции. Конструкция проверяет кривую разряда при токе передачи, включая короткий импульс высокого тока при худшем состоянии заряда, и подтверждает, что температура аккумулятора остаётся в пределах при повторяющихся импульсах. Защита встроена в узел: PTC ограничивает ток при неисправности или перегреве, самовосстанавливающийся предохранитель покрывает перегрузку по току, а геометрия и фиксация аккумулятора удерживают элементы и контакты надёжно при ударе и вибрации. Защита рассчитана на реальный импульс радиостанции, а не на общий пик, а корпус имеет заданную форму радиостанции, поэтому аккумулятор нельзя заменить отдельными элементами.
Никелевые аккумуляторы нуждаются в заданном режиме заряда, поскольку перезаряд нагревает элементы; зарядное устройство прекращает заряд при отрицательном изменении напряжения или характерном для никелевой химии росте температуры и контролирует скорость заряда для полевого применения. Зарядка от транспортного средства работает от военной сети 28 В по MIL-STD-1275, переходные процессы, выбросы и всплески которой обрабатываются до зарядного устройства, а блок-заменитель батареи позволяет радиостанции работать напрямую от бортовой сети, чтобы батарея не циклировалась при установленном режиме. Бортовые авиационные платформы вместо этого используют MIL-STD-704. Зарядное устройство и заменитель являются частью пакета конструкции аккумулятора, а не запоздалыми дополнениями, поскольку аккумулятор, который нельзя перезарядить в поле, не обеспечивает рассчитанное время работы.
Та же последовательность по патрульному соглашению показывает, как входные данные меняют результат. Иллюстративная патрульная радиостанция потребляет 4 А при передаче и 0,5 А в приёме, представленные как иллюстративные значения в диапазоне более мощных ранцевых радиостанций. По 1:9 среднее составляет 0,1 умножить на 4 плюс 0,9 умножить на 0,5, или 0,85 А; восьмичасовое патрулирование поэтому требует 6,8 А·ч. Применение того же снижения 0,7225 даёт требуемую номинальную ёмкость около 9,4 А·ч, ту же арифметику, что и у носимой станции, но при гораздо большей ёмкости, поскольку соглашение не имеет состояния ожидания и ток передачи выше. Это перекликается с опубликованным примером состоящей на вооружении патрульной ранцевой станции, поставщик которой предлагает NiMH-аккумулятор 13 А·ч с rating около 50 часов по 1:9, показывая при этом, почему единая стандартная ёмкость не может повторно использоваться между соглашениями без перепроверки расчёта.
| Проектный вход | Зачем он нужен |
|---|---|
| Токи ожидания / приёма / передачи | Построить средний ток из трёх состояний |
| Соглашение о цикле и речевой шаблон | Взвесить состояния; выбрать 5-5-90 или 1:9 |
| Время работы в часах и температура | Задать заряд задачи и снижение на холоде |
| Допустимый диапазон напряжения и геометрия | Зафиксировать количество последовательных элементов и корпус |
| Импульсный ток и организация зарядки | Проверить просадку напряжения и перезарядку в поле |
Метод подбора применяется везде, где герметичный никелевый аккумулятор действительно подходит, а рамки честно обозначаются, а не растягиваются. Американские носимые станции переднего края спроектированы вокруг литиевых аккумуляторов, поэтому Weijiang не представляет эти расчёты как замену лития для развёрнутых боевых радиостанций. Реалистичными применениями являются учебные и гарнизонные радиостанции, патрульная ВЧ-связь там, где поставщик предлагает NiMH, профессиональные и охранные аккумуляторы, принадлежности и чувствительные к логистике покупатели, которые ценят неограниченную перевозку по UN 3496 и IATA A199. В этих рамках та же последовательность количества элементов, ёмкости и снижения даёт обоснованный аккумулятор, с точными значениями, всегда привязанными к спецификации радиостанции, а не перенесёнными из другого проекта.
Потому что мА·ч - это номинальная ёмкость, а не результат задачи. Время работы зависит от соглашения о цикле, температуры и снижений, а два аккумулятора с одинаковыми мА·ч могут различаться напряжением, геометрией и импульсной способностью. Конструкция заново строит средний ток и требуемую номинальную ёмкость из реальных входных данных радиостанции, а не сопоставляет этикетку.
Больше, чем предполагает её доля времени. В иллюстративном примере 5-5-90 сегмент передачи в 5 процентов вносит почти половину среднего тока, поскольку его ток намного выше ожидания и приёма. Удвоение времени разговора поэтому заметно повышает среднее и сокращает время работы даже с тем же аккумулятором.
Потому что полезна лишь доля номинальной ёмкости. Если коэффициенты холода и конца срока службы оставляют доступными 0,7225 ёмкости, номинальная ёмкость должна быть потребностью задачи, делённой на 0,7225, а не умноженной; умножение подобрало бы слишком маленький аккумулятор. Сами коэффициенты зависят от элемента и поставщика и согласуются, а не принимаются.
Блок-заменитель батареи может, работая радиостанцией напрямую от бортовой сети 28 В и выводя батарею из пути нагрузки; транспортное зарядное устройство вместо этого перезаряжает установленную батарею. Первый должен обрабатывать переходные процессы MIL-STD-1275, а второе должно следовать никелевому завершению заряда, поэтому они задаются отдельно.
Фиксация, контакты и герметизация радиостанции спроектированы вокруг одной формы аккумулятора, а экологические рейтинги предполагают правильный корпус. Универсальный элемент или увеличенный аккумулятор не могут удовлетворить требованиям фиксации и защиты от проникновения, поэтому аккумулятор строится по заданной геометрии даже тогда, когда электрическая ёмкость достижима другим способом.
Соглашения о цикле и профиль 5-5-90 задокументированы в материалах производителей и отрасли, а соглашение 1:9 встречается в спецификациях поставщиков патрульных и ВЧ-систем. Токи, используемые в примерах, - это иллюстративные значения в диапазоне опубликованных спецификаций радиостанций, а каждое вычисленное число показано как расчёт, а не измерение именованного изделия; патрульный пример перепроверен против опубликованной состоящей на вооружении ранцевой станции, предлагающей NiMH-аккумулятор 13 А·ч по 1:9. Конфигурации напряжения следуют герметичному никелевому элементу 1,2 В, а практика завершения заряда следует техническим ссылкам на никелевые элементы. Бортовое и авиационное питание ссылается на MIL-STD-1275 и MIL-STD-704, а никелевые элементы и аккумуляторы квалифицированы по IEC 61951-2 и IEC 62133-1 и перевозятся по UN 3496 с неограниченным воздушным путём IATA A199. Никакая статистика не выдумана.
Weijiang Power поставляет герметичные NiMH-элементы и собранные NiMH-аккумуляторы для тактических радиостанций обучения, гарнизона и патрулирования и профессиональных охранных аккумуляторов, подобранные по токам, соглашению о цикле, времени работы и температуре радиостанции и построенные в её геометрии с защитой PTC и самовосстанавливающимся предохранителем. Элементы квалифицированы по IEC 61951-2 и IEC 62133-1, а аккумуляторы перевозятся по UN 3496. Отправьте нам модель радиостанции, допустимый диапазон напряжения, токи состояний, соглашение о цикле, время работы, температуру и организацию зарядки, и мы отработаем средний ток, количество элементов, сниженную номинальную ёмкость и импульсную конструкцию и поддержим доказательства для вашей оценки. См. ассортимент NiMH-продукции Weijiang для стандартных форматов аккумуляторов или свяжитесь с нашей OEM-командой со спецификацией радиостанции и профилем нагрузки.
