Генератор схема: Автомобильный генератор – схема, виды, поломки, ремонт + Видео » АвтоНоватор

Содержание

Автомобильный генератор – схема, виды, поломки, ремонт + Видео » АвтоНоватор

Автомобильный генератор – очень важный элемент машины и без него запуск просто будет невозможен. Так что рассмотрим его характеристики, схему подключения и принцип работы, а также неисправности и пути их устранения.

Устройство и принцип работы

Главная задача этого агрегата – преобразование механической энергии в электрическую, а это зарядка аккумулятора и обеспечение питанием всего оборудования. Генератор автомобиля расположен в передней части двигателя и заводится посредством коленчатого вала. Рассмотрим, какова схема этой установки. Ротор, создающий магнитное поле, представляет собой вал с обмоткой возбуждения, каждая половина которой размещена в противоположных полюсных половинах. Контактные (токосъемные) кольца питают обмотку генератора. Ротор приводится в движение ременными передачами привода. Конструкция статора предполагает наличие сердечника и обмотки, он вырабатывает ток переменного значения, который посредством колец потечет дальше по цепи. Но сначала нужно снять заряд с рамки. Чтобы ток возбуждения попадал на кольца, применяется щеточный узел.

Двигаемся дальше. Выпрямительный блок занимается преобразованием переменного (синусоидального) напряжения, которое вырабатывается генератором автомобиля, и получает характеристику постоянного типа. Он представляет собой пластины, где расположены диоды (6 штук). В некоторых случаях схема подключения обмотки возбуждения содержит еще одну отдельную пару. В этом случае ток не может протекать через аккумулятор при незаведенном движке. А подсоединив обмотку по типу «звезда» и дополнительные силовые диоды (2 шт.), можно увеличить мощность устройства на 15%.

Поддержание напряжения автомобильного генератора в заданных пределах осуществляется посредством регулятора. Он влияет на частоту и продолжительность импульсов тока. Схема регулятора состоит из датчиков и исполнительных элементов. Они определяют, сколько обмотка возбуждения должна быть включена в сеть. При неисправности регулятора исчезает стабилизация подаваемого на АКБ напряжения. Основная часть конструктивных элементов генератора расположена в корпусе, который производится из алюминиевого сплава. Он легкий, быстро рассеивает тепло, отчего температура не достигает критических отметок, и немагнитный.

Типы и характеристики

Существует два основных типа автомобильных генераторов – постоянного и переменного тока. Первые активно использовались до 1960 года. Сегодня агрегаты постоянного тока также встречаются, но только не в легковых авто. В них магнитное поле создается на обмотке статора, а ток снимается неподвижными щетками с силовой обмотки якоря. Схема генератора постоянного тока предусматривает параллельное подключение этих элементов.

Автомобильные генераторы переменного тока были изобретены в 1946 году. Их схема и принцип работы были рассмотрены выше. Достоинства агрегата переменного тока – меньший вес и габариты, повышенная надежность и срок службы. Самым заметным конструкционным отличием двух типов генераторов являются токосъемные кольца. В устройстве постоянного тока с рамки снимают заряд контактные полукольца (2 штуки). В случае же переменного тока это несколько иначе. На обоих концах рамки разместились полноценные токосъемные кольца. Конечно, эти контактные пластинки не определяют весь принцип работы, но вносят существенный вклад.

Для автомобиля важна мощность. И как раз генератор переменного тока при всех прочих равных условиях имеет этот показатель выше, чем его конкурент.

Разобравшись с устройством автомобильных генераторов, изучим технические характеристики. За обеспечение всех потребителей электроэнергией при разных режимах работы мотора отвечает токоскоростная характеристика (ТСХ). Это зависимость максимального значения тока от частоты вращения ротора при условии постоянного напряжения. Также важно знать, сколько ампер выдает установка автомобильного генератора. Этот показатель колеблется в пределах от 55 до 120 А в зависимости от марки авто. Если же проверка показывает недостаток ампер, то это явный признак неисправности агрегата.

Еще существует внешняя, регулировочная, нагрузочная характеристики и показатель холостого хода. Первая – зависимость выпрямленного (постоянного) напряжения (Ud) от тока нагрузки (Iн), вторая – Iв (возбуждения) от Iн. Третья показывает отношение Ud к Iв, и последнее значение определяется зависимостью ЭДС от Iв при частоте вращения постоянного характера.

Проверка неисправного генератора

Сколько поломок, столько и решений, например, в одном случае в генераторе поможет замена диодов, а в другом – куда более значимых деталей. Перечислим основные поломки. Если из строя вышла цепь (обрывы, замыкания и иные нарушения), то делается проверка, сколько ампер и какое напряжение выдает генератор вашего автомобиля, а потом подбирается решение. Также причиной поломки может послужить выход из строя графитовых щеток, регулятора либо моста диодов. Все это легко поменять своими руками.

Особенно важна исправность регулятора, потому что он отвечает за интенсивность зарядки АКБ в зависимости от того, сколько градусов составляет температура под капотом. Это термокомпенсация. Так определяется, сколько вольт будет оптимально для батареи при заданных условиях. Существует тип регулятора с ручным сезонным переключением, тогда даже отрицательная температура не страшна.

Повышенный шум выдает дефекты подшипниковых узлов, в том числе недостаточное количество смазки. Также это может быть износ сепараторов, дорожек качения, проворачивание наружных колец и т. д. Кроме того, при «воющих» звуках в кратчайшие сроки анализируется схема подключения проблемного автомобильного генератора, так как причина может крыться в межвитковом замыкании статорных обмоток либо же тягового реле. Плохие контакты тоже провоцируют появление посторонних звуков, их проверка и вовсе занимает пару минут.

Рабочая температура исправного генератора автомобиля может достигать 90 °С. А если наблюдается перегрев, то либо имеется неисправность моста диодов, либо проверьте, сколько электроприборов в сети, не много ли? Если температура перевалила за норму, изоляция фазной обмотки статора темнеет или даже «закипает». Также о поломках свидетельствует и слабый заряд аккумулятора или же его полное отсутствие, некорректная работа индикации и электрооборудования, слабая искра и чрезмерно большое напряжение. Важно помнить, что чем выше температура агрегата, тем меньше напряжение, такое допускать нежелательно.

Замена токосъемных колец, диодов и прочий ремонт

Как видим, проблем немало, и для более тщательной диагностики нужно представлять, как можно измерить напряжение генератора автомобиля, амперы и другие его показатели, об этом и поговорим ниже. Начнем с того, что завод-изготовитель выдает паспорт на технические характеристики, в том числе ток, напряжение, мощность и год выпуска агрегата. Если же проверка покажет несоответствие, то необходим ремонт. Также полезна диагностика и в том случае, когда вы приобретаете поддержанный агрегат.

Как узнать мощность, напряжение и ток (амперы) генератора автомобиля, подскажут на любом СТО. Для этого служит специальный стенд, некоторые автовладельцы даже собирают его сами. Например, проверка работоспособности регулятора напряжения генератора осуществляется с помощью вольтметра. Его показатели должны находиться в пределах 14,8 В. Условия теста регулятора – заведенный двигатель и частота оборотов 3 тысячи в минуту. Согласитесь, организовать это несложно.

Токосъемные кольца приходится менять часто. Благо сделать это можно самостоятельно. Важно только правильно приобрести комплект колец, помогает специальная маркировка. Но даже если вы имеете номер оригинальной запчасти, возьмите в магазин старые кольца, чтобы на месте сверить товар. Сколько приходится слышать об ошибках продавцов или даже каталогов!

Итак, чтобы осуществить замену токосъемных колец генератора, следует демонтировать ротор, снять пластиковый кожух и освободить выводы обмотки. Так освободится подход к хвостовику с кольцами. Теперь  производим замену. При этом следите, чтобы при установке колец контакты не остались в пазах, тогда их нужно будет выковырять острым предметом, например, гвоздем. Далее аккуратно забиваем хвостовик молотком. Последним шагом при обновлении колец загибаем контакты и возвращаем на место кожух.

Чтобы поменять диоды, используемые в автомобильном генераторе, нужно демонтировать и разобрать мост. Для этого раскручиваем болтовое соединение и высверливаем все имеющиеся заклепки. Так освободится доступ к пластине, на которой и расположены диоды. Снять их можно ключом на «14». Установить новые диоды после этого вряд ли окажется трудным.

В отечественных авто можно улучшить показатели мощности автомобильного генератора самостоятельно. Заменяют обмотку ротора проводом большего сечения, усиливая ток подмагничивания. Нужно демонтировать старую проволоку, очистить и обезжирить катушки, намотать новый провод и зачистить концы. Затем производится проверка, нет ли короткого замыкания. Далее изолируются все выходы и рабочая обмотка пропитывается специальным раствором, потом припаиваются соединительные провода. В результате получаем тип автомобильного генератора повышенной мощности в домашних условиях.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Принципы и схема работы АВР бензинового генератора

Согласно ПУЭ бытовые потребители относятся к III категории, поэтому подача электроэнергии для этой группы осуществляется по одной линии. Резервирование в этом случае можно обеспечить, используя в качестве резервной линии электроснабжения бензиновый генератор. Автоматическое подключение резерва производит система АВР. Она автоматически подключает к сети дома электропитание от генератора, а после появления электропитания на главной линии, производит переключение нагрузки на главный фидер и останавливает агрегат.

Основные требования к АВР

Система резервирования предназначена для поддержания стабильного электроснабжения потребителей, поэтому схема АВР генератора должна соответствовать следующим параметрам:

  • При отключении главного фидера время на включение генератора не должно превышать 0,8 сек.
  • При отключении основной сети АВР обеспечивает 100% срабатывание.
  • Система резервирования должна игнорировать просадки напряжения.
  • Недопустимо многократное включение, АВР срабатывает только однократно.

Схемы автоматического резервирования

На практике применяется три вида схем, зависящих от типа устройства: схема АВР создающая приоритет основного ввода, с равноценными линиями и схема без переключения на главный ввод. Принцип действия этих схем следующий:

  • Приоритет первого ввода. Исчезновение сети на главном вводе включает систему резервирования, переключающую нагрузку на запасной ввод. Как только напряжение появится, система переключается на основную линию.
  • Схема резервирования с равноценными входами. После аварийного переключения на вторую линию и появления электропитания на первой, возврат не происходит. Он произойдет только после пропадания сети на втором фидере.
  • Без автоматического возврата. Переключение на резерв происходит автоматически, а возврат схемы в исходное положение ручной.

Примечание: схема резервирования с равноценными входами при использовании бензогенератора не применяется, т. к. принцип работы АВР генератора с этой схемой несовместим. АВР включается только при исчезновении сети по обеим линиям.

Как работает система аварийного резервирования


На простой однолинейной схеме подключения АВР (Рис.1) рассмотрим принцип работы автоматического ввода резерва, который основан на контроле наличия напряжения. Контролировать его можно различными методами – реле напряжения, цифровыми датчиками, но сам принцип работы от этого не изменяется.

На Рис.1 напряжение на основном вводе контролируется контактором КМ, катушка которого запитана от главного фидера. В исходном положении автоматы QS1 и QS2 включены, на катушку контактора поступает напряжение, контактор включается, его нормально разомкнутые контакты замкнутся, одновременно замкнутые блок-контакты разомкнутся. Напряжение питания с главного фидера L11 через автомат QS1, замкнутый контакт КМ и автомат QF поступит к нагрузке потребителя. Контактом КМ2 будет включена зеленая лампа HLG. Если сеть на основном фидере L11 исчезнет, то контактор отключится, контакт КМ1 подключит резервную линию L21 , а контакт КМ3 подключит красную лампу HLR. Свободными, нормально замкнутыми блок-контактами КМ4 будет подан сигнал на запуск бензогенератора, через короткий промежуток времени электропитание с него поступит на L21. При возобновлении снабжения по основной линии, система переключит потребителя на главный фидер L11, а переход в замкнутое состояние контактов КМ4 сформирует команду на остановку генератора.

Что нужно для организации резервного питания дома


Чтобы обеспечить резервное электропитание частного дома необходимо иметь генератор, однофазный или, при необходимости, трехфазный. Достаточно мощный агрегат обеспечит электрическим питанием весь дом, но для использования его в системе резервирования, он должен иметь электростартер и специальный блок, включающий стартер для запуска двигателя и отключающий двигатель после возобновления подачи сети на главный фидер. Такой блок выпускается промышленностью и подходит к любым типам двигателей. Он реагирует на три команды – «Стоп», «Вкл», «Запуск». На блок-схеме подключения (Рис.2) системы резервирования рассмотрим, как работает АВР частного загородного дома.

В щит АВР с основного входа поступает сеть 220/380 вольт, а также к нему подсоединен кабель от генератора 220/380 в. В штатном режиме электропитание через контакторы поступает на автоматы, а затем каждому отдельному потребителю. Если же на входе исчезнет напряжение, то со щита автоматического резервирования на генератор по кабелю управления поступит сигнал на запуск двигателя. Двигатель раскрутит генератор и электроэнергия, через систему коммутации запитает нагрузку. После возобновления подачи стандартной сети на основную линию, система переключится на нее.

Генератор MAN — Автозапчасти и автоХитрости

Генератор MAN. Что, как и где…

Штекерная колодка на многофункциональном регуляторе.

Две штекерные колодки различаются разным распределением выводов, кодировки идентичны.

Функционирование многофункционального регулятора в генераторе

В состоянии покоя (зажигание „Выкл.“) регулятор находится в режиме „ожидания“, через поле возбуждения (Поле) ток не течёт.

Через клемму 15 (зажигание „Вкл.“) регулятор получает команду пропустить ток возбуждения. Ток предварительного возбуждения начинает течь в импульсном режиме от соединения B+, через выходной каскад регулятора, через щётку DF сквозь катушку ротора (Поле), и через щётку D- к корпусу.

Одновременно на клемме „L“ включается отрицательный потенциал.

Если генератор приводится в движение двигателем, то через соединение „V“ (фаза генератора) регулятор получает управляющее напряжение и после этого, без импульсного режима, полностью включает ток предварительного возбуждения. Генератор заряжает.

При переходе с предварительного возбуждения на регулирование выход “L“ переключается на UАКБ, и через реле включаются подсоединённые потребители (напр. обогрев топливного фильтра).

Сигнал «Двигатель работает»

С помощью этой функции выход ZBR „Двигатель работает“ при работающем двигателе или генераторе переключается на +UАКБ. Штекер F2, вывод 17.

Если ни двигатель, ни генератор не работают, то выход ZBR „Двигатель работает“ сбрасывается. В этом случае выход ZBR имеет большое омическое сопротивление и не подключается к корпусу.

Условия установки сигнала „Двигатель работает“ на значение +UАКБ

⇒ Частота вращения генератора > 600 мин-1 или

⇒ Частота вращения двигателя > 300 мин-1

Условия для сброса сигнала „Двигатель работает“ в высокоомное состояние

⇒ Частота вращения генератора £ 600 мин-1 и

⇒ Частота вращения двигателя £ 250 мин-1

Индикация ошибок:

При следующих неисправностях в цепи зарядки АКБ на соединение L (вывод M/4 ZBR) подаётся отрицательное напряжение:

  • Остановка генератора (обрыв клинового ремня)
  • Обрыв в цепи тока возбуждения (поле возбуждения)
  • Обрыв провода цепи заряда (разность напряжений между S / B+)
  • Обрыв на клемме 15 (сигнал на клемме V из-за остаточной магнитной индукции)
  • Полное возбуждение (короткое замыкание выходного каскада)

При работающем двигателе на дисплее появляется сообщение об ошибке:

Аварийный режим:

Если регулятор распознаёт, что клемма 15 вышла из строя, ток возбуждения включается в импульсном режиме, пока на внутреннем соединении генератора „V“ сигнал напряжения даёт знать о вращающемся генераторе. Сигнал на соединении „V“ возникает из-за остаточной магнитной индукции. (мин. 6000 об./мин генератора или 1500 об./мин двигателя).

Если регулятор распознаёт на клемме „15“ отрицательный потенциал, он отменяет возбуждение, так что генератор больше не создаёт напряжения.

Ошибки генератора

Указание: Ошибки только тогда обрабатываются в ZBR, если в шине T-CAN доступна информация о частоте вращения двигателя.

Контроль генератора (при неработающем двигателе):

Выключатель стартера кл. 15 „Вкл.“, не запускать двигатель.

В этом состоянии ток предварительного возбуждения может измеряться непосредственно на соединении B+ провода 30074 с генератором. Команда подачи предварительного возбуждения даётся посредством сигнала в проводе 15021. Компонент мощности предварительного возбуждения проводится через соединение B+ генератора и составляет прибл. 100 мА.

Если ток не течёт, проверьте с помощью электрической схему провод 15021.

Контроль генератора (при работающем двигателе):

Запустите двигатель и установите прибл. на 1500 об.-мин.

1. Проверьте напряжение, устанавливаемое регулятором (вольтметр B+ на B- ).

2. Проверьте максимальный ток заряда (амперметр на B+ и нагрузку тестера или потребителя). Если не достигается максимальный ток заряда, то определите с помощью осциллоскопа (на B+ и B-) неисправные части генератора.

3. Измерьте US. (Вольтметр на провод 59105 и 31000)

4. Если US составляет между 25 В и 26 В, то многофункциональный регулятор в порядке, и заданные значения ZBR неправильны.

5. Если при регулировании US > 26 В или < 25 В, то регулятор неисправен.

Другая возможность выполнить правильный контроль генераторов NC и NCB2 состоит в использовании тестера для генераторов транспортных средств TG.

Принципиальная электрическая схема подключения автомобильного генератора к аккумулятору с датчиком мощности из вольтметра

Это продолжение статьи о создании генератора электроэнергии своими руками на базе велосипеда. В предыдущей части описаны необходимые компоненты для самодельного генератора.

Электрическая схема управления генератором.

Очень многие думают, что самое сложное в педальном генераторе — это электрические схемы подключения генератора, но на самом деле схемы управления генератором простые.

При разработке электрической схемы важно исключить возможность неправильного подключения аккумулятора, при котором мгновенно повреждается автомобильный генератор. На всех наших педальных генераторах и солнечных панелях мы используем полярные штекеры и сокеты, подключающиеся одним и тем же способом. Другая важная деталь — предохранитель правильного номинала, близко расположенный к положительной клемме аккумулятора, который перегорает раньше, чем сгорят провода. В идеальном случае электропроводка от генератора к аккумулятору должна быть рассчитана не меньше, чем на 20 Ампер, иметь сечение от 2.5 мм2 и защищена предохранителем на 10 А. Старайтесь использовать гибкий кабель. Не пытайтесь использовать кабель со сплошной металлической жилой, так как он всё время гнётся и в какой-то момент сломается, что может привести к удару электрическим током. Вольтметр на руле можно подсоединить с помощью тонкого провода и защитить маленьким предохранителем на один или два ампера.

Это самая простая версия принципиальной электрической схемы подключения автомобильного генератора. Вот так выглядит её демонстрационная версия.

В таблице представлен список основных компонентов с шифрами Maplin и Farnell. Maplin прекратили продавать некоторые 25 Вт резисторы, включая используемый в исходной схеме резистор на 0.47 Ом 25 Вт и многие другие компоненты.

  Maplin Farnell
1 Маленький выключатель (1 А или меньше) FH00 147 — 772
1 Большой выключатель (5 А или больше) JK25 140 — 600
2 0.47 Ом 25 Вт резистор P0.47 (?) 344 — 941
1 Лампочка 24 В 3 Вт WL82 328 — 388
1 Патрон JX87 или RX86 140 — 259

Возможно вам самостоятельно придется подобрать лампочку, чтобы она соответствовала генератору. Если лампочка включается на слишком низких оборотах, то потребуется лампочка, работающая на низком токе. В принципиальной схеме отсутствуют критически важные компоненты, так что можно использовать даже бывшие в употреблении лампочки. Люди, хорошо разбирающиеся в электротехнике, могут заметить, что значение 25 Вт для резистора слишком завышено. Это сделано на случай протекания очень высоких токов в аварийных ситуациях до момента сгорания предохранителя. Если планируется использовать генератор для публичных демонстраций, то в целях обеспечения дополнительной безопасности неплохо будет прикрепить его к металлической плите или радиатору. К тому же радиатор производит впечатление — с ним генератор кажется более мощным.

Датчик мощности.

Хороший вольтметр достаточно важная часть генератора. Он нужен для оценки результата затрачиваемых сил и для демонстрации аудитории. Генератор может работать и без него, но всё же нужно как-то оценивать свои результаты. Подходят только аналоговые вольтметры, так как цифровые не подходят для измерения постоянно меняющегося напряжения. По этой причине в автомобильных спидометрах и датчиках по прежнему используются аналоговые приборы. Мы используем аналоговый вольтметр со смещённым нулём, который может показывать только напряжение больше 12 вольт. Если напряжение опустилось ниже 12 вольт, то это может произойти только при неисправном аккумуляторе. У вольтметра со смещённым нулём при запуске генератора резко дёргается стрелка — это смотрится достаточно эффектно. Обычно я использую схему, основанную на самом дешёвом измерительном приборе из каталога Maplin, но вы можете купить более серьёзные измерительные приборы.

Схема измерительного прибора довольно простая. Опорный диод не проводит ток ниже 11 В, то есть можно сказать, что он вычитает 11 В напряжения. С помощью резистора мы превратили вольтметр с диапазоном измерения 0 — 4 вольт в измерительный прибор с диапазоном от 11 до 15 вольт. У вольтметров, установленных на наших генераторах, в действительности даже ещё более узкий диапазон, с опорным диодом на 12 В и диапазоном 2,5 В. В схему управляющего модуля добавили дополнительный резистор и переключатель на три позиции, распределив сопротивление между аккумулятором и генератором и тем самым мы адаптировав генератор для людей с любой физической форме. Если требуется минимизировать потери энергии в цепочке резисторов, то можно добавить переключатель, замыкающий все резисторы, что позволит людям в хорошей физической форме быстрее заряжать аккумулятор.

Читайте продолжение, в котором будут даны инструкции по правильной эксплуатации генератора.

Схемы генераторов высокой частоты

Предлагаемые генераторы высокой частоты предназначены для получения электрических колебаний в диапазоне частот от десятков кГц до десятков и даже сотен МГц. Такие генераторы, как правило, выполняют с использованием LC-колебательных контуров или кварцевых резонаторов, являющихся частотозадающими элементами. Принципиально схемы от этого существенно не изменяются, поэтому ниже будут рассмотрены LC-генераторы высокой частоты. Отметим, что в случае необходимости колебательные контуры в некоторых схемах генераторов (см., например, рис. 12.4, 12.5) могут быть без проблем заменены кварцевыми резонаторами.

Рис. 12.1

Генераторы высокой частоты (рис. 12.1, 12.2) выполнены по традиционной и хорошо зарекомендовавшей себя на практике схеме «индуктивной трехточки». Они различаются наличием эмиттерной RC-цепочки, задающей режим работы транзистора (рис. 12.2) по постоянному току. Для создания обратной связи в генераторе от катушки индуктивности (рис. 12.1, 12.2) делают отвод (обычно от ее 1/3… 1/5 части, считая от заземленного вывода). Нестабильность работы генераторов высокой частоты на биполярных транзисторах обусловлена заметным шунтирующим влиянием самого транзистора на колебательный контур. При изменении температуры и/или напряжения питания свойства транзистора заметно изменяются, поэтому частота генерации «плавает». Для ослабления влияния транзистора на рабочую частоту генерации следует максимально ослабить связь колебательного контура с транзистором, до минимума уменьшив переходные емкости. Кроме того, на частоту генерации заметно влияет и изменение сопротивления нагрузки. Поэтому крайне необходимо между генератором и сопротивлением нагрузки включить эмиттерный (истоковый) повторитель.

Для питания генераторов следует использовать стабильные источники питания с малыми пульсациями напряжения.

Рис. 12.2

 

Рис. 12.3

Генераторы, выполненные на полевых транзисторах (рис. 12.3), обладают лучшими характеристиками.

Генераторы высокой частоты, собранные по схеме «емкостной трехточки» на биполярном и полевом транзисторах, показаны на рис. 12.4 и 12.5. Принципиально по своим характеристикам схемы «индуктивной» и «емкостной» трехточек не отличаются, однако в схеме «емкостной трехточки» не нужно делать лишний вывод у катушки индуктивности.

Во многих схемах генераторов (рис. 12.1 — 12.5 и другие схемы) выходной сигнал может сниматься непосредственно с колебательного контура через конденсатор небольшой емкости или через согласующую катушку индуктивной связи, а также с неза-земленных по переменному току электродов активного элемента (транзистора). При этом следует учитывать, что дополнительная нагрузка колебательного контура меняет его характеристики и рабочую частоту. Иногда это свойство используют «во благо» — для целей измерения различных физико-химических величин, контроля технологических параметров.

Рис. 12.4

 

Рис. 12.5

На рис. 12.6 показана схема несколько видоизмененного варианта ВЧ генератора — «емкостной трехточки». Глубину положительной обратной связи и оптимальные условия для возбуждения генератора подбирают с помощью емкостных элементов схемы.

Схема генератора, показанная на рис. 12.7, работоспособна в широком диапазоне значений индуктивности катушки колебательного контура (от 200 мкГн до 2 Гн) [Р 7/90-68]. Такой генератор можно использовать в качестве широкодиапазонного высокочастотного генератора сигналов или в качестве измерительного преобразователя электрических и неэлектрических величин в частоту, а также в схеме измерения индуктивностей.

Рис. 12.6

 

Рис. 12.7

 

Рис. 12.8

Генераторы на активных элементах с N-образной ВАХ (туннельные диоды, лямбда-диоды и их аналоги) содержат обычно источник тока, активный элемент и частотозадающий элемент (LC-контур) с параллельным или последовательным включением. На рис. 12.8 показана схема ВЧ генератора на элементе с лям-бдаобразной вольт-амперной характеристикой. Управление его частотой осуществляется за счет изменения динамической емкости транзисторов при изменении протекающего через них тока.

Светодиод НИ стабилизирует рабочую точку и индицирует включенное состояние генератора.

Генератор на аналоге лямбда-диода, выполненный на полевых транзисторах, и со стабилизацией рабочей точки аналогом стабилитрона — светодиодом, показан на рис. 12.9. Устройство работает до частоты 1 МГц и выше при использовании указанных на схеме транзисторов.

Рис. 12.9

 

Рис. 12.10

На рис. 12.10 в порядке сопоставления схем по степени их сложности приведена практическая схема ВЧ генератора на туннельном диоде. В качестве полупроводникового низковольтного стабилизатора напряжения использован прямосме-щенный переход высокочастотного германиевого диода. Этот генератор потенциально способен работать в области наиболее высоких частот — до нескольких ГГц.

Высокочастотный , по схеме очень напоминающий рис. 12.7, но выполненный с использованием полевого транзистора, показан на рис. 12.11 [Рл 7/97-34].

Прототипом RC-генератора, показанного на рис. 11.18 является схема генератора на рис. 12.12 [F 9/71-171; 3/85-131].

Этот генератор отличает высокая стабильность частоты, способность работать в широком диапазоне изменения параметров частотозадающих элементов. Для снижения влияния нагрузки на рабочую частоту генератора в схему введен дополнительный каскад — эмиттерный повторитель, выполненный на биполярном транзисторе VT3. Генератор способен работать до частот свыше 150 МГц.

Рис. 12.11

 

Рис. 12.12

Из числа всевозможных схем генераторов особо следует выделить генераторы с ударным возбуждением. Их работа основана на периодическом возбуждении колебательного контура (либо иного резонирующего элемента) мощным коротким импульсом тока. В результате «электронного удара» в возбужденном таким образом колебательном контуре возникают постепенно затухающие по амплитуде периодические колебания синусоидальной формы. Затухание колебаний по амплитуде обусловлено необратимыми потерями энергии в колебательном контуре. Скорость затухания колебаний определяется добротностью (качеством) колебательного контура. Выходной высокочастотный сигнал будет стабилен по амплитуде, если импульсы возбуждения следуют с высокой частотой. Этот тип генераторов является наиболее древним в ряду рассматриваемых и известен с XIX века.

Практическая схема генератора высокочастотных колебаний ударного возбуждения показана на рис. 12.13 [Р 9/76-52; 3/77-53]. Импульсы ударного возбуждения подаются на колебательный контур L1C1 через диод VD1 от низкочастотного генератора, например, мультивибратора, или иного генератора прямоугольных импульсов (ГПИ), рассмотренных ранее в главах 7 и 8. Большим преимуществом генераторов ударного возбуждения является то, что они работают с использованием колебательных контуров практически любого вида и любой резонансной частоты.

Рис. 12.13

 

Рис. 12.14

Еще один вид генераторов — генераторы шума, схемы которых показаны на рис. 12.14 и 12.15.

Такие генераторы широко используют для настройки различных радиоэлектронных схем. Генерируемые такими устройствами сигналы занимают исключительно широкую полосу частот — от единиц Гц до сотен МГц. Для генерации шума используют обратносмещенные переходы полупроводниковых приборов, работающих в граничных условиях лавинного пробоя. Для этого могут быть использованы переходы транзисторов (рис. 12.14) [Рл 2/98-37] или стабилитроны (рис. 12.15) [Р 1/69-37]. Чтобы настроить режим, при котором напряжение генерируемых шумов максимально, регулируют рабочий ток через активный элемент (рис. 12.15).

Рис. 12.15

Отметим, что для генерации шума можно использовать и резисторы, совмещенные с многокаскадными усилителями низкой частоты, сверхрегенеративные приемники и др. элементы. Для получения максимальной амплитуды шумового напряжения необходим, как правило, индивидуальный подбор наиболее шумящего элемента.

Для того чтобы создать узкополосные генераторы шума, на выходе схемы генератора может быть включен LC- или RC-фильтр.


Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

Схема подключения бензиновых генераторов с блоком АВР

Техника компании СКАТ успешно решает проблему бесперебойного аварийного энергообеспечения. Для этого существует блок АВР (автоматического ввода резерва): через него генератор можно подключить к электрощитку, и в случае отключения электричества в центральной сети, блок сам подаст команду на включение генератора. После возвращения централизованного электричества блок остановит генератор, и он перейдет в режим ожидания. Все это происходит без участия человека. Увидеть подробности можно в ролике «Генератор с автозапуском».

Генераторы с автоматическим вводом резерва необходимы в загородном доме, а также в придорожных кафе, мотелях, на АЗС – там где электричество нестабильно.

Обычно блоки АВР приобретают отдельно и подключают к генераторам через специальное гнездо. Но есть модели, в которых блок уже встроен. Отличить их можно по обозначению «АВТО» в маркировке: УГБ-5000Е/АВТО, УГБ-6000Е/АВТО, УГБ-7500Е/АВТО, УГБ-8200Е/АВТО.

Чтобы система работала стабильно, необходимо соблюсти некоторые условия. Главное из них – грамотное подключение. Нужно выбрать только необходимые потребители: насосы системы отопления, холодильник, сигнализацию, минимальное освещение. Доверьте подключение  генератора по этой схеме опытному электрику.

Электроприборы, которые подключаем к резервному питанию, выделены в отдельную цепь. Подключить их лучше через розетку на 32А – с нее можно снять всю мощность.

Остальные электроприборы остаются подключенными к городской сети.

Фаза монтируется через автоматический предохранитель.

Внимание! Обязательно подключите заземление!

Генератор автоматически запустится при температуре от +40 ºC до -10 ºС. Поэтому устройство обычно устанавливают в подвале или гараже.

Чтобы генератор не подвел в самый ответственный момент, необходимо периодически проверять его боеготовность.

  • Не реже одного раза в месяц запускайте генераторную установку на 15-20 минут с выключенной автоматикой.
  • Не реже одного раза в две недели или через 50 часов работы, проверяйте уровень и состояние моторного масла и топлива.
  • Каждые два месяца меняйте топливо на свежее.
  • В режиме ожидания аккумулятор не заряжается, поэтому проверяйте его заряд раз в две недели.

Генераторы с автоматическим вводом резерва – отличная возможность застраховать себя от аварийного отключения электричества. Вы можете спокойно оставить загородный дом, зная, что он под защитой, а ваш бизнес продолжит работу, пока все остальные будут сидеть без света.


Расширенный 3-х фазный генератор схема по обеспечению бесперебойного питания Certified Products

О продукте и поставщиках:

Самый современный. 3-х фазный генератор схема на Alibaba.com - это бесценное вложение, которое обеспечивает постоянную работу устройств. Они представлены в обширном ассортименте, который включает множество предметов с различными характеристиками, такими как разные цвета, размеры и рабочие характеристики. Из этой впечатляющей коллекции покупатели всегда найдут подходящие варианты для удовлетворения своих потребностей в электроэнергии. Все. 3-х фазный генератор схема могут похвастаться привлекательными скидками, которые делают их невероятно ценными.

Эти образцовые. 3-х фазный генератор схема используйте новейшие технологии для повышения эффективности. Производители включают ведущие мировые бренды в этом секторе, что гарантирует пользователям, что все товары соответствуют высочайшим стандартам качества. Они используют невероятно прочные материалы, чтобы эти продукты были долговечными, поскольку они выдерживают неблагоприятные внешние и внутренние факторы, такие как вибрации и выделяемое ими тепло. Они очень универсальны, поэтому подходят для различных областей, таких как освещение, питание электронных устройств и практически во всех областях, где используется электричество.

3-х фазный генератор схема, представленные на Alibaba.com, демонстрируют инновационный дизайн, который одновременно делает их экономичными и менее шумными. Эти характеристики делают их идеальными для школ и больниц, которые требуют минимального шума и экономят деньги, которые пользователи тратят на топливо. Они просты в обслуживании, потому что они редко выходят из строя, а запчасти к ним можно легко приобрести у надежных производителей.

При навигации по Alibaba.com покупатели будут выглядеть привлекательными. 3-х фазный генератор схема варианты, соответствующие их бюджету и функциональным потребностям. Они подходят для оптовых продавцов и поставщиков, которые получают более выгодные скидки при оптовых закупках у известных производителей. Покупки на веб-сайте приносят удивительное удовольствие, потому что покупатели экономят много времени и энергии, ища лучшие решения.

Автоматические выключатели для генераторов

предъявляют особые требования к защите генератора.

Эта статья принадлежит Eaton и написана R. William Long, консультантом-инженером , Eaton,
R. Kirkland Smith , менеджером Eaton и Stephen M. Кэри, Главный инженер, Eaton

Цепи генератора

работают в условиях, которые не являются обычными и, безусловно, более жесткими, чем в цепях нормального распределения. Цепи генераторов обладают уникальными характеристиками, поэтому для них требуются автоматические выключатели, специально разработанные и испытанные для этих условий.Чтобы удовлетворить эту потребность, Комитет по коммутационным устройствам Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) разработал и выпустил специальный отраслевой стандарт, учитывающий эти уникальные характеристики. Специальным стандартом IEEE является C37.013-1997, озаглавленный «Стандарт IEEE для высоковольтных генераторных автоматических выключателей переменного тока, рассчитанных на основе симметричного тока» и C37.013a-2007.

Автоматические выключатели для генераторов обладают уникальными характеристиками, которые требуют специальной конструкции и испытаний для их условий.

В этой статье суммируются уникальные и требовательные аспекты защиты цепей генератора и сравниваются различия между требованиями к выключателям генератора и стандартными выключателями распределительных сетей. Превосходные рабочие характеристики генераторных автоматических выключателей суммированы в подробном параллельном сравнении с возможностями, требуемыми от стандартных распределительных автоматических выключателей. Наконец, будет проведено сравнение существующего стандарта со стандартом двойного логотипа 62271-37-013 D9.3 черновик.

Генераторные автоматические выключатели требуют превосходных характеристик и универсальности. Возможности приложений продолжают расти. Потребность в генераторных автоматических выключателях была впервые признана электроэнергетическими компаниями для защиты крупных генерирующих станций, и первые издания отраслевого стандарта были направлены на эту потребность. Однако многие промышленные и коммерческие энергосистемы в настоящее время включают в себя небольшие генераторы в качестве местного источника энергии. Новые приложения появляются в результате дерегулирования электроэнергетики и строительства небольших электростанций в корпусе.Типичные области применения:

  • Электрогенераторы «черный старт»
  • Блочные электростанции
  • Комбинированные установки / турбины внутреннего сгорания
  • ГАЗ
  • Малые гидроэлектростанции

    Перерабатывающие отрасли с производством на месте Для большинства применений в цепях генератора необходимо учитывать:

  • Конфигурация цепи генератора
  • Высокие уровни постоянного тока
  • Уникальные условия тока короткого замыкания
  • Система-источник (повреждения от трансформатора)
  • Неисправности генератор-источник (питание от генератора)
  • Уникальные условия напряжения
  • Очень высокая скорость нарастания восстанавливающегося напряжения
  • Коммутация в противофазе В следующих параграфах обсуждаются высокие требования к режиму эксплуатации генераторных выключателей.

    Наконец, сравнение параметров производится между автоматическим выключателем генераторного класса и автоматическим выключателем распределительного класса, как указано в применимых стандартах C37. Руосс и Коларик обсудили причины разработки первого промышленного стандарта для генераторных выключателей в 1993 году. [6] Наконец, в статье будут рассмотрены некоторые дополнительные и ожидаемые изменения, которые потребуются от генераторных выключателей.

Остальные пять страниц статьи: https: // goo.gl / fNj1ou


Из рубрики: Генераторы
С тегами: Eaton

Одна цепь не работает при работе генератора?

Одна цепь не работает при работающем генераторе? | ThriftyFun

Вопрос: Одна цепь не работает при работающем генераторе?

2 ноября 2017 г.

Мы были без электричества в течение нескольких дней, и это первый раз, когда мы использовали генератор, так как это новый дом. Когда у меня есть сетевое питание, все работает нормально. Когда я использую наш генератор, весь дом работает нормально, за исключением цепи.Может быть проблема с выключателем?

С выключателем все в порядке, но я не специалист. Может быть проблема с нейтралью в этой цепи? Я подключаюсь с помощью вилки 240v 30amp от моего генератора к панели через вилку на стороне моей электрической панели, подводящую к 30-амперному выключателю на панели.
ответов
poehere
Бронзовая почтовая медаль за все время! 105 Сообщений

2 ноября 20171 нашел это полезным

Лучший ответ

Определение вашей проблемы:

  1. Во-первых, какой размер вашего генератора? Я спрашиваю, сколько ватт у вашего устройства?
  2. Далее нам нужно определить мощность в вашем доме и сможет ли ваш генератор справиться с этим.
  3. Если у генератора недостаточно мощности для работы с нагрузкой в ​​вашем доме, некоторые из ваших цепей не будут работать.
  4. Итак, теперь вам нужно определить мощность вашего дома.
  5. Это простой расчет.
  6. Вы сложите все нагрузки, которые вы знаете и что хотите включить одновременно с генератором.
  7. Во-вторых, выясните, какой электроприбор в вашем доме будет потреблять больше всего электроэнергии при запуске двигателя. При включении блок переменного тока будет потреблять много электроэнергии.Но когда агрегат работает, он не потребляет столько электроэнергии.
  8. Теперь добавьте это к своим расчетам.
  9. Теперь вам нужно определить, что вы хотите запустить со своим генератором. Вы не должны включать весь дом от генератора.
  10. Следует выбрать определенные области, в которых вам нужно питание.
  11. Например, ваш холодильник, устройство открывания гаражных ворот, одна ванная комната внизу и одна наверху. Теперь выберите лишь несколько схем освещения.
  12. Я чувствую, что ваш генератор не может выдержать полную нагрузку в вашем доме, поэтому одна из цепей не включается.
  13. Это очень часто случается при использовании генератора после отключения электроэнергии или во время стихийного бедствия.
  14. Надеюсь, это помогло. Возможно, вы захотите снять одну или две цепи, которые вам необходимо использовать прямо сейчас. Используйте только те, которые являются обязательными, и все будет в порядке.

1 июля 20190 нашел это полезным

В цепь подключен только ОДИН элемент. Так что только ОДИН пункт не сработает. ПРИМЕЧАНИЕ: этот элемент ДЕЙСТВИТЕЛЬНО работал, когда я подключал его к другой цепи, в которой уже было запущено несколько других вещей.

5 августа 20200 г. нашел этот полезный

У меня была проблема с двумя цепями, не работающими на моем генераторе. Оказалось, что это плохой 30-амперный выключатель, который я включил, чтобы пропустить питание от генератора на мою панель.

Заменил сейчас все схемы работают.

6 августа 20200 нашел этот полезный

У меня была такая же проблема, оказалось, что 30-амперный выключатель генератора был неисправен. Заменил и все схемы работают нормально.

Ответьте на этот вопрос

Реклама


Категории

Страницы

Еще

Категории

Опубликовано ThriftyFun.
Страница рабочего стола | View Mobile
Заявление об ограничении ответственности | Политика конфиденциальности | Свяжитесь с нами
Сгенерировано 2021-10-10 23:11:28 за 2 секунды. ⛅️️
© Cumuli, Inc., 1997-2021. Все права защищены.
https://www.thriftyfun.com/One-Circuit-Not-Working-When-Running-Generator-1.html Генератор импульсного напряжения

/ генератор Маркса — принципиальная схема, принцип работы и применение

В электронике перенапряжения очень важная вещь, и это кошмар для каждого разработчика схем. Эти скачки обычно называют импульсами, которые можно определить как высокое напряжение , обычно в несколько кВ, которое существует в течение короткого промежутка времени .Характеристики импульсного напряжения можно заметить по времени спада высокого или низкого напряжения, за которым следует очень большое время нарастания напряжения. Молния является примером естественной причины, вызывающей импульсное напряжение. Поскольку это импульсное напряжение может серьезно повредить электрическое оборудование, важно проверить наши устройства на работу с импульсным напряжением. Здесь мы используем генератор импульсного напряжения, который генерирует скачки высокого напряжения или тока в управляемой испытательной установке. В этой статье мы узнаем о работе и применении генератора импульсного напряжения .Итак, приступим.

Как было сказано ранее, импульсный генератор производит эти кратковременные всплески с очень высоким напряжением или очень большим током. Таким образом, существует два типа генераторов импульсов, генератор импульсного напряжения и генератор импульсного тока . Однако в этой статье мы обсудим генераторы импульсного напряжения.

Форма волны импульсного напряжения

Чтобы лучше понять импульсное напряжение, давайте взглянем на форму волны импульсного напряжения.На изображении ниже показан одиночный пик формы импульса высокого напряжения.

Как видите, волна достигает своего максимального 100-процентного пика за 2 мкс. Это очень быстро, но высокое напряжение теряет свою силу почти на 40 мкс. Следовательно, импульс имеет очень короткое или быстрое время нарастания , тогда как очень медленное или длинное время спада . Длительность импульса называется хвостовой частью волны , которая определяется разницей между 3-й временной меткой ts3 и ts0.

Генератор одноступенчатых импульсов

Чтобы понять, как работает импульсного генератора , давайте взглянем на принципиальную схему одноступенчатого импульсного генератора , которая показана ниже

Схема выше состоит из двух конденсаторов и двух сопротивлений. Искровой зазор (G) — это электрически изолированный зазор между двумя электродами, в котором возникают электрические искры. Источник питания высокого напряжения также показан на изображении выше.Для любой схемы генератора импульсов требуется по крайней мере один большой конденсатор, который заряжается до соответствующего уровня напряжения, а затем разряжается нагрузкой. В приведенной выше схеме CS — это зарядный конденсатор . Обычно это высоковольтный конденсатор с номиналом более 2 кВ (в зависимости от желаемого выходного напряжения). Конденсатор CB представляет собой нагрузочную емкость , которая разряжает зарядный конденсатор. Резистор и RD и RE управляют формой волны.

Если внимательно присмотреться к изображению выше, можно обнаружить, что искровой разрядник не имеет электрического соединения.Тогда как емкость нагрузки получает высокое напряжение? Вот уловка, и по этой схеме вышеупомянутая схема действует как генератор импульсов. Конденсатор заряжается до тех пор, пока напряжение заряда конденсатора не станет достаточным для прохождения искрового промежутка. Электрический импульс, генерируемый на искровом промежутке, и высокое напряжение передается от вывода левого электрода к выводу правого электрода искрового промежутка, образуя таким образом подключенную цепь.

Время отклика схемы можно контролировать, изменяя расстояние между двумя электродами или изменяя напряжение полностью заряженных конденсаторов.Расчет выходного импульсного напряжения может быть выполнен путем расчета формы выходного напряжения с помощью

v (t) = [V  0  / C  b  R  d  (α - β)] (e  - α   t  - e  - β   t ) 

Где,

α = 1 / R  d  C  b 
β = 1 / R  e  C  z  

Недостатки одноступенчатого импульсного генератора

Основным недостатком схемы одноступенчатого генератора импульсов является физический размер .В зависимости от номинального высокого напряжения компоненты становятся больше в размерах. Кроме того, для генерации высокого импульсного напряжения требуется высокое напряжение постоянного тока . Следовательно, для схемы одноступенчатого импульсного генератора напряжения довольно сложно добиться оптимального КПД даже после использования больших источников питания постоянного тока.

Сферы, которые используются для соединения зазора, также должны быть очень большого размера. Корону, которая разряжается в результате генерации импульсного напряжения, очень трудно подавить и изменить форму.Срок службы электрода сокращается и требует замены после нескольких циклов повторения.

Генератор Маркса

Эрвин Отто Маркс предоставил схему многоступенчатого импульсного генератора в 1924 году. Эта схема специально используется для генерации высокого импульсного напряжения от источника питания низкого напряжения. Схема мультиплексированного импульсного генератора или обычно называемая схема Маркса может быть замечена на изображении ниже.

В приведенной выше схеме используются 4 конденсатора (может быть n конденсаторов), которые заряжаются источником высокого напряжения в условиях параллельной зарядки с помощью зарядных резисторов R1 — R8.

Во время разрядки искровой разрядник, который был разомкнутой цепью во время зарядки, действует как переключатель и соединяет последовательный путь через конденсаторную батарею, а генерирует очень высокое импульсное напряжение на нагрузке. Состояние разряда показано на изображении выше фиолетовой линией. Напряжение первого конденсатора должно быть превышено в достаточной степени, чтобы пробить искровой разрядник и активировать схему генератора Маркса .

Когда это происходит, первый разрядник соединяет два конденсатора (C1 и C2).Следовательно, напряжение на первом конденсаторе удваивается на два напряжения C1 и C2. Впоследствии третий разрядник автоматически выходит из строя, потому что напряжение на третьем разряднике достаточно высокое, и он начинает добавлять напряжение третьего конденсатора C3 в батарею, и это продолжается до последнего конденсатора. Наконец, когда достигается последний и последний искровой промежуток, напряжение достаточно велико, чтобы разорвать последний искровой промежуток на нагрузке, которая имеет больший зазор между свечами зажигания.

Конечное выходное напряжение на конечном промежутке будет nVC (где n — количество конденсаторов, а VC — напряжение заряда конденсатора), но это верно в идеальных схемах.В реальных сценариях выходное напряжение схемы генератора импульсов Маркса будет намного ниже фактического желаемого значения.

Однако у этой последней точки искры должны быть большие промежутки, потому что без этого конденсаторы не перейдут в полностью заряженное состояние. Иногда выделения делают намеренно. Есть несколько способов разрядить батарею конденсаторов в генераторе Маркса.

Методы разряда конденсаторов в генераторе Маркса:

Импульсный дополнительный пусковой электрод : Импульсный дополнительный пусковой электрод — это эффективный способ преднамеренного запуска генератора Маркса во время полной зарядки или в особом случае.Дополнительный пусковой электрод называется Тригатроном. Доступны тригатроны разных форм и размеров с различными техническими характеристиками.

Ионизация воздуха в зазоре : Ионизированный воздух — эффективный путь, по которому проходит искровой промежуток. Ионизация осуществляется с помощью импульсного лазера.

Снижение давления воздуха внутри зазора : Снижение давления воздуха также эффективно, если искровой промежуток спроектирован внутри камеры.

Недостатки генератора Маркса

Длительное время зарядки: В генераторе Маркса для зарядки конденсатора используются резисторы. Таким образом, время зарядки увеличивается. Конденсатор, который находится ближе к источнику питания, заряжается быстрее, чем другие. Это связано с увеличением расстояния из-за повышенного сопротивления между конденсатором и источником питания. Это главный недостаток генератора Маркса.

Потеря эффективности: По той же причине, что описана ранее, поскольку ток течет через резисторы, эффективность схемы генератора Маркса низкая.

Короткий срок службы разрядника: Повторяющийся цикл разряда через разрядник сокращает срок службы электродов разрядника, который необходимо время от времени заменять.

Время повторения цикла зарядки и разрядки: Из-за большого времени зарядки время повторения генератора импульсов очень низкое. Это еще один серьезный недостаток схемы генератора Маркса.

Применение схемы генератора импульсов

Основное применение схемы импульсного генератора — испытание высоковольтных устройств .Грозозащитные разрядники, предохранители, TVS-диоды, различные типы устройств защиты от перенапряжения и т. Д. Испытываются с помощью генератора импульсного напряжения. Не только в области испытаний, но и схема генератора импульсов также является важным инструментом, который используется в ядерно-физических экспериментах , а также в производстве лазеров, термоядерных и плазменных устройств.

Генератор Маркса используется для моделирования эффектов молнии на линиях электропередач и в авиационной промышленности.Он также используется в аппаратах X-Ray и Z. Другие применения, такие как проверка изоляции электронных устройств также проверяются с использованием схем импульсного генератора.

Генераторные автоматические переключатели

— типы и описание

Майкл Чотинер

Поскольку перебои в подаче электроэнергии, вызванные экстремальными погодными явлениями, становятся все более распространенными в США, все больше и больше домовладельцев изучают варианты резервного питания. Было бы неплохо, если бы каждый дом был оборудован встроенным резервным генератором, который мог бы обеспечивать электроэнергией все домохозяйство во время отключения электроэнергии, и был бы оснащен автоматическим переключателем для включения подачи электроэнергии от генератора через секунду после отключения. сбой электроснабжения.

В то время как в некоторых более новых и более дорогих домах есть такие системы резервного питания, лишь немногие из них оснащены таким оборудованием. В отчете «Стоимость против стоимости» журнала Remodeling Magazine за 2016 год указывается, почему: в среднем, модернизация системы аварийного резервного питания в жилых домах стоит около 15 000 долларов США, и владельцы могут рассчитывать на возмещение менее половины этой стоимости при перепродаже своих домов.

Сколько мощности ВАМ нужно?

Одним из первых шагов при планировании стратегии аварийного электроснабжения является определение того, что вам нужно использовать во время отключения и сколько энергии потребуется, чтобы вы могли быть уверены, что ваш генератор имеет достаточную выходную мощность.Самый доступный вариант — обойтись портативным генератором. Портативный генератор мощностью 7500 ватт может выдавать около 60 ампер при 120 вольт или 30 ампер при 240 вольт — мощности, достаточной для поддержания работы нескольких источников света и критически важных приборов, таких как холодильник, колодец или водоотливной насос, при отключении электроэнергии. Вам понадобится более дорогой генератор на 15000 ватт, чтобы также питать электрическую плиту или центральный кондиционер.

Но сам по себе портативный генератор неудобно использовать в качестве аварийного источника питания.Переносные генераторы с бензиновыми двигателями во время работы должны находиться на открытом воздухе и вдали от открытых окон и дверей. Кто захочет держать окно или дверь открытыми даже на щель в плохую погоду, чтобы проложить удлинители, идущие от генератора до холодильника или нескольких ламп во время отключения электроэнергии? Как бы вы вообще использовали портативный генератор для питания печи или котла, центрального кондиционирования воздуха, отстойника или колодезного насоса, электрической плиты или любых других приборов, которые обычно подключаются напрямую к выделенным цепям?

Войдите в безобидный переключатель…

Ответ — подключить генератор к главному центру нагрузки вашего дома с помощью ручного переключателя . Есть как минимум три хороших варианта:

1) Установите прерыватель обратного тока с выключателем блокировки генератора на главной сервисной панели вашего дома.

2) Установите простую блокировочную панель с двумя двухполюсными выключателями рядом с главной сервисной панелью вашего дома.

3) Установите панель безобрывного переключателя для управления критическими цепями, которые вам нужны, когда подача коммунальных услуг отключена.

Обратите внимание: проводка безобрывного переключателя НЕ предназначена для электриков без лицензии!

Подключение панели безобрывного переключателя не является обязанностью электриков, не имеющих лицензии. Умелые люди с базовым пониманием домашних электрических систем, расчета нагрузки и техники безопасности захотят тщательно рассмотреть варианты панели переключателей и решить, проконсультировавшись с профессионалом, что лучше всего будет работать с уже установленной электрической системой для их потребностей в аварийном питании. .

Если вы действительно хотите принять участие, вы можете сэкономить деньги, купив необходимые комплекты и / или компоненты самостоятельно и выполнив часть неэлектрической работы, например, установив панели и розетки там, где они необходимы.Но если вы не являетесь дипломированным электриком, не снимайте крышку с главной сервисной панели и не выполняйте электрические соединения самостоятельно. Это было бы опасно и, возможно, незаконно.

Вариант 1: прерыватель обратного тока с блокировочным выключателем

Один из подходов к подключению домашней электропроводки к резервному источнику питания — установка прерывателя обратного питания на главной сервисной панели. Это не передаточный переключатель, а, скорее, более простая и менее дорогая альтернатива.

При установке выключателя с обратным питанием дополнительный выключатель устанавливается на главной сервисной панели и подсоединяется к нему, чтобы принимать мощность от источника питания генератора и распределять ее по ответвленным цепям, подключенным к панели.Поскольку обратная подача энергии через домашнюю сервисную панель к линиям электроснабжения может представлять серьезную угрозу поражения электрическим током для технических специалистов, которые могут работать с ними, следует установить прерыватель обратного питания вместе с защитой выключателя блокировки, что делает невозможным работу главного переключателя сервисной панели. и выключатель генератора должны быть одновременно включены.


Автоматический выключатель на главной электрической панели
(Изображение любезно предоставлено Schneider Electric.)

Как вы можете видеть на изображении выше, блокировочный комплект представляет собой физический барьер, который не позволяет одновременно установить главный автоматический выключатель и выключатель обратного питания во включенное положение, что делает невозможным подачу энергии генератора на сеть, что может поставить под угрозу техников, работающих на ваших электрических линиях.

Чтобы решение с прерывателем обратного тока было осуществимо, на панели должно быть как минимум два неиспользуемых слота прерывателя. Вам понадобится автоматический выключатель, совместимый с маркой вашей сервисной панели и силой тока вашего генератора. Обычно используется 30-амперный прерыватель для генераторов мощностью до 8000 ватт и 50-амперный прерыватель для генераторов мощностью от 8 500 до 15 000 ватт.

Поскольку прерыватель обратного тока распределяет мощность по каждой цепи, подключенной к главной панели, а портативные генераторы не могут обеспечить достаточную мощность для одновременного запуска всего в вашем доме, вам необходимо управлять нагрузкой на генератор во время чрезвычайной ситуации.Это достаточно легко сделать, отключив выключатели, управляющие второстепенными приборами и цепями, и включив цепи, которые могут вам понадобиться в любой момент. Например, если вы большую часть дня эксплуатировали электрическую систему отопления, вам, вероятно, придется отключить эту цепь, когда вам нужно будет включить электрическую цепь для приготовления ужина. Перегрузка генератора может привести к его необратимому повреждению.

Чтобы подключить генератор к выключателю обратного питания, вам необходимо установить всепогодную входную розетку (от 50 до 80 долларов) через стену дома в пределах 30 футов от главной сервисной панели и проложить кабель от входа к выключателю.Вам также понадобится 4-проводный кабель генератора для подключения генератора к входной розетке.

Вариант 2: Панель простого ручного переключателя


Ручной переключатель с одной нагрузкой.

Самая простая и наименее дорогая панель имеет один двухполюсный переключатель на 60 А, предназначенный для использования с генераторами на 120/240 В и мощностью до 15 000 Вт. Этот тип переключателя передает мощность генератора на всю сервисную панель, к которой он подключен. Как и в случае с установкой выключателя обратного тока, описанной выше, необходимо отключить второстепенные цепи в главной панели во время аварийной ситуации, чтобы избежать перегрузки генератора.

Вариант 3: Панель ручного автоматического включения резерва с элементами управления

Более сложные панели ручного переключателя для дома поставляются в наборах, подходящих для работы на 30, 60 или 100 ампер, и предлагают до 16 элементов управления для отдельных аварийных цепей. Эти комплекты обычно включают в себя большинство компонентов, необходимых для полной установки, в том числе кабели, которые предварительно подключены к отдельным переключателям, защищенную от атмосферных воздействий коробку входных розеток и четырехжильный кабель для подключения его к панели переключателя резерва.Самые полезные панели переключателей имеют встроенные измерители, которые помогают пользователям сбалансировать нагрузку и избежать перегрузки генератора.

Важно отметить, что автоматические выключатели на панели автоматического выключателя должны совпадать с автоматическими выключателями на главной панели с точки зрения типа защиты, которую они предлагают. Если в главном центре нагрузки используются прерыватели дуги или замыкания на землю или прерыватели цепи защиты от перенапряжения, они также должны использоваться в ручном переключателе. Посоветуйтесь со своим электриком и поищите панель автоматического выключателя со сменными выключателями.


30-амперный, 10-контурный переключатель панели управления от Reliance Controls.

Панели ручного переключателя

обычно устанавливаются в пределах нескольких футов от главной сервисной панели дома. Панель переключателя резерва предварительно подключена с общим нейтральным проводом (белый), общим заземляющим проводом (зеленый) и парой горячих проводов (один красный, один черный), идущих от каждого переключателя. Красная и черная пары обычно кодируются буквой или цифрой, которые соответствуют переключателю на панели передачи, который ими управляет.

Как вы можете видеть на приведенном выше рисунке, каждая панель переключения имеет максимальное количество цепей, которыми она может управлять. Все остальные цепи НЕ будут иметь генераторной мощности.

Ваш электрик проложит весь пучок проводов от распределительной панели к главной панели, обычно заключенный в гибкий кабелепровод. Жгут вводится в основную панель через заглушку и фиксируется кабельным зажимом. Белый и зеленый провода подключены к нейтральной шине на главной панели.(Некоторые панели имеют шину заземления в дополнение к нейтрали, и в этом случае к ней будет подключен зеленый провод.)

После того, как вы и электрик договорились о том, какие цепи вам нужно будет снабжать энергией генератора во время чрезвычайных ситуаций, он подключит отдельные переключатели к этим цепям на главной панели. Для каждой цепи он отсоединит существующий провод от выключателя и соединит его с черным проводом, идущим от безобрывного переключателя. Красный провод от пары зажат в клемме выключателя.Для каждой 120-вольтовой цепи он будет работать с одним выключателем и одной красно-черной парой; на каждую 240-вольтовую цепь будет два выключателя и две красные и черные пары. Эта установка позволяет запитать схему от сети во время нормальной работы или от генератора, когда передаточный переключатель включен. Передаточный переключатель изолирует питание генератора, поэтому его нельзя подавать обратно в сеть.

В общем, ручной переключатель с одной нагрузкой, установленный профессионалом, займет от двух до трех часов и будет стоить от 300 до 500 долларов плюс стоимость генератора.Оборудование и профессиональная установка более сложной панели переключения передач займет от четырех до шести часов и будет стоить около 1000 долларов. Не дешево, но намного доступнее, чем встроенная система резервного копирования. Кроме того, вы можете взять этот портативный генератор с собой в переезд.

Наличие электричества в чрезвычайной ситуации еще более важно сейчас, когда мы полагаемся на так много электрических устройств в нашей повседневной жизни. Чтобы увидеть историю использования электроэнергии в США, вы можете просмотреть эту инфографику о потреблении энергии из The Home Depot.

Об авторе: Майкл Чотинер — бывший генеральный подрядчик, который пишет на различные темы, от установки двери до выбора панели выключателя. Щелкните здесь, чтобы увидеть варианты переключения передач The Home Depot, в том числе те, которые Майкл обсуждает в этой статье.

Вернуться к списку электротехнических изделий

Как работает генератор?

Переносной генератор — это удобный способ безопасно производить собственную электроэнергию, когда сеть выходит из строя по естественным или искусственным причинам.Но как работает генератор? Независимо от того, являетесь ли вы новичком в использовании генератора или имеете большой опыт, вам нужно знать несколько вещей, чтобы использовать его безопасно.

🛠 Вы любите заниматься своими проектами. И мы тоже. Давайте вместе что-нибудь построим.

«Самое важное, что вы можете сделать для безопасной работы генератора, — это спланировать, как использовать генератор до того, как он вам понадобится», — говорит Кевин Коул, младший инженер производителя генераторов Generac. Спланируйте, что вы хотите питать и как вы будете использовать генератор для питания этих нагрузок.

➡️ Как работает генератор?

Прежде чем мы углубимся в спецификации и передовой опыт для домашнего генератора, важно отметить, что портативные генераторы — это не то же самое, что домашние резервные генераторы, которые представляют собой машины, которые постоянно подключены к вашему дому. Домашние резервные генераторы автоматически включаются, когда сеть перестает подавать электроэнергию в ваш дом, тогда как портативный генератор меньше по размеру и требует более тщательного планирования.

Переносные генераторы преобразуют механическую энергию в электрическую, часто для запуска процесса используется газ (хотя вы также можете найти дизельные и пропановые установки).Тем не менее, ваш генератор состоит из пяти основных частей: двигателя внутреннего сгорания, генератора переменного тока, стартера, топливного бака и розеток.

➡️ Требования к электрооборудованию

1) Размер имеет значение: Правильно определите размер генератора, чтобы он соответствовал электрическим нагрузкам, которые вы собираетесь питать, с некоторой встроенной избыточной мощностью. Мы писали на эту тему, как и на многие другие , так что недостатка в хорошей информации нет. Если вы уменьшите мощность генератора, вы создадите по существу те же условия, что и в случае отключения электроэнергии из-за недостаточного напряжения.Это может повредить что-нибудь большое, например, скважинный насос, или такое маленькое, как компьютер.

2) Использование безобрывного переключателя: Самый безопасный способ использования портативного генератора для резервного питания дома — это использовать его вместе с ручным безобрывным переключателем — прочным электрическим устройством. Генератор подключается к безобрывному переключателю толстым прочным кабелем, называемым «шнуром генератора», который подключается к розетке, установленной снаружи дома (эта розетка официально известна как «коробка подачи питания»). .Кабель внутри дома проходит от розетки до безобрывного переключателя. Электроэнергия от генератора проходит через шнур генераторной установки, к розетке, через внутренний кабель, к безобрывному переключателю и его автоматическим выключателям к различным цепям, в которых вы нуждаетесь, безопасно.

Передаточный переключатель выполняет три функции:

  • Он изолирует электрические цепи в доме, которые вы хотите запитать; все остальные цепи остаются без доступа к питанию, что помогает предотвратить перегрузку.
  • Передаточный переключатель электрически изолирует генератор и дом от сети. Это предотвращает обратную подачу электроэнергии в сеть и искрообразование, а также травмы обслуживающего персонала, пришедшего для выполнения ремонтных работ и восстановления подачи электроэнергии.
  • Переключатель предотвращает подачу электроэнергии в дом при работающем генераторе, что может вызвать электрический пожар и, вероятно, также вызвать возгорание генератора.

    3) Используйте переключатель GFCI на генераторе GFCI: Национальный электротехнический кодекс (NEC) требует наличия розеток GFCI (прерыватель цепи замыкания на землю) на генераторах двойного напряжения (тех, которые вырабатывают 120 и 240 вольт).Для генераторов, оборудованных розетками GFCI, требуется автоматический переключатель, предназначенный для них. Этот переключатель можно назвать трехполюсным переключателем или просто переключателем, совместимым с GFCI, и он также требуется NEC. Когда вы включаете этот переключатель, вы не только отделяете цепи, питаемые генератором, от двух цепей на 120 В, питаемых электросетью, но также отключаете третью ветвь цепи, питаемой электросетью, называемую нейтралью. Если вы используете стандартный 2-полюсный переключатель на генераторе, оборудованном GFCI (который не отключает нейтраль), выходы GFCI отключатся.Использование этого переключателя является нарушением электрического кода, и, отключив розетки GFCI, вы ограничили возможности генератора. Это иронично, поскольку вы заплатили дополнительные деньги за защиту GFCI. Вы можете использовать 3-полюсный переключатель или 2-полюсный переключатель на всех других типах генераторов (без GFCI).

    4) Используйте шнуры для тяжелых условий эксплуатации (правильно): Предположим, у вас еще нет денег на установку переключателя. Вы можете безопасно управлять приборами, подключенными непосредственно к генератору.Вы можете привести в действие свой холодильник, электроинструменты и компьютеры (например), подключив к генератору длинные удлинители. Эти шнуры должны быть прочными и иметь достаточно толстую проволоку, чтобы выдерживать ток, протекающий через них; упаковка шнура сообщит вам, на какую электрическую нагрузку он рассчитан. Затем шнуры должны быть рассчитаны на использование вне помещений. Наконец, вы хотите проложить шнуры таким образом, чтобы они не повреждались, не перекручивались или не скручивались, особенно при питании мощного устройства, такого как обогреватель.Свернутые в спираль удлинители могут сильно нагреваться, они могут расплавиться.

    Вудс, удлинитель длиной 100 футов, 12 калибра для сверхтяжелых условий эксплуатации

    Существует правильная последовательность питания нагрузки через удлинитель. Запустите генератор и подключите к нему шнуры. Затем войдите внутрь и подключите нагрузки к удлинителю. Сделайте наоборот, когда пришло время отключить нагрузки. Отключите нагрузки от генератора, затем выйдите на улицу, отсоедините шнуры и выключите генератор.

    5) Узнайте, когда и как использовать заземляющий стержень: Не подключайте генератор к заземляющему стержню, когда вы подключаете нагрузки непосредственно к генератору с помощью удлинительных шнуров. Чтобы повторить это: если вы подключаете сверхмощный удлинитель к генератору и подключаете его к прибору, электроинструменту или устройству, пропустите заземляющий стержень.

    И наоборот, используйте заземляющий стержень при питании цепей через безобрывный переключатель. Подключите клемму заземления на генераторе к заземляющему стержню с помощью куска медного провода того же диаметра, что и самый тяжелый провод в цепи, которую вы запитываете.Например, если вы используете генератор для питания чего-то такого большого, как кондиционер на 240 вольт или электрическая плита, вам может понадобиться заземляющий провод 6 или 8 калибра.

    Lex20Getty Изображений

    ➡️ Безопасность по отношению к оксиду углерода

    Как и большинство машин с малым объемом двигателя, генераторы производят большое количество оксида углерода (CO). Вы слышали, как мы говорили это раньше, но мы скажем это снова: никогда, ни при каких обстоятельствах не включайте генератор в гараже, хозяйственном здании или сарае (даже с открытой дверью), в подвале или в любом другом помещении. способ, которым окись углерода может накапливаться до такой степени, что становится смертельной.

    STA-BIL Стабилизатор топлива для хранения

    СТА-БИЛ walmart.com

    8,88 долл. США

    Кроме того, направьте выхлопную трубу генератора подальше от дома. Если возможно сориентировать генератор относительно преобладающего ветра так, чтобы ветер шел вниз от дома, сделайте это. Зафиксируйте генератор с помощью высокопрочной цепи и навесного замка.

    Наконец, многие генераторы оснащены детекторами CO, которые отключают машину до того, как CO накапливается до точки, когда он становится смертельным.Хотя генератор, оборудованный таким образом, немного дороже, чем генератор без такой технологии, это все же хорошая идея.

    ➡️ Качество и безопасность топлива

    Не заправляйте горячий генератор, не заправляйте его при наличии обогревателя или другого горячего объекта (например, гриля для барбекю), который работает поблизости, и не храните топливо контейнеры возле генератора. Обратите особое внимание на то, что глушитель генератора может быть достаточно горячим, чтобы расплавить пластик. Представьте себе это: вы выключаете генератор и кладете к нему газовый баллон, пока ждете, пока генератор остынет — в процессе вы забываете, что глушитель раскаленный докрасна, и он небрежно расплавляет дыру в стенке глушителя. -размещен газовый баллончик.

    Поддерживайте запас топлива. Если вы покупаете топливо оптом, чтобы хватило на несколько дней или дольше, используйте стабилизатор топлива, чтобы замедлить химическое разложение топлива. После того, как аварийная ситуация прошла, тщательно удалите топливо из генератора. Дайте машине прогреться и слейте газ из карбюратора и топливных магистралей. Химически испорченное топливо может оставлять остатки, затрудняющие перезапуск генератора.

    ➡️ Безопасность при погодных условиях

    Люди изобретательно строят всевозможные сооружения из брусчатки для защиты своих генераторов от ветра, дождя и снега.Если предположить, что они не будут взорваны или разрушены, все в порядке, но оставьте воздушное пространство в пять футов от генератора до окружающих поверхностей; это предотвращает перегрев генератора и снижает риск возгорания. Если вы предпочитаете решение «под ключ», вы можете купить заводское покрытие для работы генератора в ненастную погоду, например, Gen Tent.

    ➡️ Эксплуатационная безопасность: проведите тестовый запуск

    Единственный способ убедиться, что ваша система работает правильно, — это тщательно протестировать ее сразу после установки.Не ждите аварийной ситуации, сделайте полный тестовый запуск, пока все в норме и вы спокойны. Вы можете узнать несколько вещей. Все может работать от генерируемой энергии так же легко, как и от электросети. Или не может. Когда тестовый запуск указывает на проблемы, необходимо проверить несколько вещей.


    4 отличных портативных домашних генератора

    Самый мощный

    Переносной генератор DuroMax XP12000EH

    DuroMax амазонка.ком

    $ 1399,00

    Этот двухтопливный генератор с пусковой мощностью 12000 Вт может работать на пропане или электричестве и имеет электрический запуск и отключение при низком уровне масла.

    Тихий

    Champion 4000-ваттный инвертор-генератор с открытой рамой

    Чемпион amazon.com

    669,00 долл. США

    Этот Champion тише и легче, чем генераторы такой же мощности, и его можно подключать к домам на колесах или к домашней розетке, а также работать на газе до 17 часов.

    Портативный

    WEN 56200i Газовый инверторный генератор мощностью 2000 Вт

    Этот компактный генератор с емкостью на один галлон и множеством розеток безопасен для зарядки электроники.

    Удаленный запуск

    Портативный генератор Westinghouse WGen7500

    Westinghouse amazon.com

    919,00 долл. США

    Благодаря дистанционному брелку и простому запуску с помощью кнопки вы можете безопасно запустить этот генератор на расстоянии до 260 футов от вашего дома на газе или пропане.


    1) Отключение розеток GFCI: Это указывает на то, что в цепи, которую питает генератор, произошло замыкание на землю, или что использовался несовместимый двухполюсный переключатель. Установка 3-полюсного безобрывного переключателя должна решить проблему. Если это не так, вам нужно найти место замыкания на землю, скрывающееся где-то в электрической системе.

    2) Сработавшие выключатели: Вы что-то перегрузили — попробуйте лучше управлять питанием.Например, вы могли рассчитать потребляемую мощность скважинного насоса. Если выясняется, что двигателю насоса требуется больше мощности, чем вы думали, настройте потребление энергии так, чтобы ничто другое не потребляло мощность (или только незначительную мощность), и позвольте скважинному насосу иметь полный доступ к полной мощности генератора, когда он заряжает хорошо танк. Последнее, что вам нужно, — это пониженное напряжение для больших нагрузок, таких как скважинный насос, что в конечном итоге приведет к его повреждению. Электродвигатели могут увеличивать ток в три раза больше номинального в течение первых нескольких секунд запуска.

    3) Устройства, которые отказываются работать или работают плохо на мощности генератора: Этому есть множество причин, от небрежной установки переключателя до неисправности самого генератора . Недорогим генераторам (от компаний, о которых вы никогда не слышали) может не хватать качества их электрической мощности. Например, генератор выдает 120 вольт, но не постоянно. Эти плохие новости становятся еще хуже, когда размер генератора меньше.Теперь его низкое качество электроэнергии при нормальных условиях эксплуатации становится еще хуже, поскольку к нему предъявляются повышенные требования.

    И недорогая бытовая электроника (тот огромный телевизор с плоским экраном, который был подозрительно недорогим в крупном розничном магазине), и крупная бытовая техника часто имеют плохие возможности фильтрации мощности в схемах постоянного тока. Оба они могут быть уязвимы из-за низкого качества электроэнергии, производимой генераторами, производимыми компаниями-однодневками. Это приведет к повреждению вашей техники или электроники.

    Мы советуем придерживаться известных брендов генераторов, особенно производителей, входящих в Ассоциацию производителей портативных генераторов. Это не гарантия от проблем с качеством электроэнергии, но, безусловно, улучшает шансы.


    🎥 Смотри:

    Рой Берендсон Старший домашний редактор Рой Берендсон проработал более 25 лет в Popular Mechanics, где он писал о плотницких, каменных, малярных, сантехнических, электрических, деревообрабатывающих, кузнечных, сварочных работах, уходе за газонами, использовании бензопил и наружном энергетическом оборудовании.

    Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

    Колер 10РЕСВЛ | Генератор Kohler 10кВт

    Генератор Kohler 10RESVL-100LC12 10 кВт с 12-контурным автоматическим переключателем на 100 А Характеристики:

    Генератор Kohler 10RESVL-100LC12 10 кВт Характеристики:

    • Генератор Kohler 10RESVL-100LC12 60 Гц работает на надежном двигателе Kohler Series 7000 KT725 V-2, который развивает максимальную скорость 3600 об / мин.
    • Это аварийный резервный генератор, предназначенный для домашнего и коммерческого использования.
    • Система регулирования напряжения
    • PowerBoost обеспечивает устойчивый запуск двигателя и быструю реакцию на изменяющиеся условия нагрузки.
    • Цифровой изохронный регулятор поддерживает постоянную скорость при всех нагрузках. Цифровое регулирование напряжения составляет ± 0,5% RMS на холостом ходу или при полной нагрузке.
    • Алюминиевая головка блока цилиндров, стальные топливные электромагнитные клапаны и поршни из алюминиевого сплава делают двигатель более долговечным.
    • Вместимость масляного бака составляет 2 кварты / 1,9 литра. Система смазки маслом под давлением делает модель неприхотливой в обслуживании.
    • Kohler 10RESVL-100LC12 обладает исключительной пусковой способностью двигателя, что делает его идеальным для всех типов климата. Стальной корпус и критически важный глушитель снижают звук.
    • Kohler 10RESVL мощностью 10 кВт безопасен для современной электроники, имеющей микросхемы. Генератор оснащен цифровым регулятором напряжения, который защищает чувствительную электронику от скачков напряжения.
    • Контроллер RDC2 управляет генератором, автоматическим переключателем RXT, комплектом сброса нагрузки и программируемым интерфейсным модулем (PIM).
    • Используйте iPhone®, iPad®, устройство Android ™, ПК или Mac® для проверки диагностических сообщений для двигателя, генератора, безобрывного переключателя RXT, модуля программируемого интерфейса (PIM) и устройства управления нагрузкой.
    • Стальной корпус имеет съемные панели, обеспечивающие быстрый доступ без инструментов для обслуживания и ремонта генератора.
    • Этот компактный генератор может быть установлен на открытом воздухе на расстоянии 18 дюймов от конструкции. Бетонная монтажная площадка размером 4 дюйма рекомендуется для установки в районах, подверженных штормам. Отвечает ветру со скоростью 181 миль в час.
    • Сертификаты и списки включают CSA, cUL, UL 2200 и EPA.
    • Поставляется с ограниченной гарантией 5 лет / 2000 часов.

    Этот генератор Kohler 10 кВт, 60 Гц поставляется с приемником RXT на 100 А с 12-местным центром нагрузки и стальным корпусом NEMA 1 для установки внутри помещений.Он обеспечивает безопасность семьи, дома и магазина во время отключения электроэнергии. В течение 10 секунд после отключения электроэнергии включается генератор с воздушным охлаждением, чтобы продолжить работу систем отопления, охлаждения и безопасности, поэтому вы можете оставаться в безопасности и комфортно в помещении в плохую погоду. Спокойно управляйте кондиционером, системой безопасности, электроинструментами и прочей бытовой техникой. Удаленный мониторинг позволяет вам оставаться на связи с генератором из удаленных мест.

    Kohler 10RESVL-100LC12 Генератор мощностью 10 кВт работает так же тихо, как кондиционер при 67 дБА, не мешая вашему сну.Генератор LPG / природного газа мощностью 10 кВт эффективно работает на мощном промышленном двигателе. Максимальная мощность, крутящий момент и стабильность во всех рабочих условиях обеспечиваются за счет смазки под полным давлением и конструкции верхнего клапана. Он оснащен подъемниками с гидравлическими клапанами, которые устраняют необходимость в продолжительных периодах обкатки и дорогостоящей регулировке клапана. Пользователи получают выгоду от выдающихся цифровых значений напряжения и частоты, которые не повреждают их современные устройства и электронику. Запустите его на сжиженном нефтяном газе или природном газе от кухонной линии, чтобы получить неограниченный запас топлива.Стальной корпус из устойчивой к коррозии и атмосферным воздействиям делает его идеальным выбором для работы на море и в экстремальных климатических условиях. Модель поставляется бесплатно и поставляется с бесплатной пожизненной технической поддержкой. Kohler, отмеченная наградами компания, известна своей исключительной надежностью и производительностью.

    ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И СКАЧАТЬ

    Демонстрация трех схем истинного генератора случайных чисел с использованием энтропии, созданной мемристором, и коммерческих готовых компонентов

    Энтропия (Базель).2021 Март; 23 (3): 371.

    Иржи Петрзела, научный редактор

    Департамент электротехники и вычислительной техники, Государственный университет Бойсе, Бойсе, ID 83725, США; [email protected]

    Поступила в редакцию 10 февраля 2021 г .; Принято 17 марта 2021 г.

    Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

    Abstract

    В этой работе мы создаем и тестируем три схемы генератора истинных случайных чисел (ГСЧЧ) на основе мемристоров: две ранее представленные в литературе, а одна является нашей собственной разработкой.Функциональность каждой цепи оценивается с помощью набора статистических тестов (STS) Национального института стандартов и технологий (NIST). Цепи TRNG были построены с использованием имеющихся в продаже готовых деталей, включая мемристор. Результаты этой работы подтверждают полезность мемристоров для успешной реализации схем TRNG, а также легкость, с которой TRNG может быть построен с использованием простых схем и готовых компонентов макетных схем.

    Ключевые слова: генератор истинных случайных чисел, мемристор, энтропия, мультивибратор, осциллятор

    1.Введение

    Случайные числа имеют множество применений в современных вычислениях и информационной безопасности, от простого принятия решений в видеоигре до шифрования защищенных документов и обеспечения безопасности банковских транзакций [1,2,3,4,5,6] . Безопасность данных и каналов связи особенно важна сегодня, когда во всем мире растет количество подключенных устройств. Генераторы случайных чисел (ГСЧ) по-прежнему необходимы для обеспечения безопасности устройств и каналов связи.

    ГСЧ делятся на два основных типа: генераторы псевдослучайных чисел (ГПСЧ) и генераторы истинных случайных чисел (ГСЧ) [7]. PRNG часто реализуются как регистр сдвига с линейной обратной связью (LFSR) или линейный конгруэнтный генератор (LCG) [8] среди других. Одна вещь, которая отделяет ГПСЧ от ГПСЧ, заключается в том, что все ГПСЧ являются детерминированными. То есть, если текущее состояние ГПСЧ известно, то будущий вывод ГПСЧ может быть предсказан. Основное использование ГПСЧ часто — это научные исследования и моделирование (например,г., Монте-Карло) [6,9].

    TRNG не генерируют случайные числа на основе формулы, а вместо этого захватывают энтропию из среды для генерации случайных чисел в аппаратном обеспечении. В отличие от ГПСЧ, выходной сигнал ГПСЧ не является детерминированным, и его невозможно угадать, зная предыдущие выходные данные или текущее состояние генератора. Это основная причина того, что ГПСЧ часто используются для защиты каналов данных и связи.

    TRNG могут быть реализованы разными способами. Примеры TRNG включают измерение времени между щелчками на счетчике Гейгера [10], измерение частот или задержек асинхронных событий на ПК [11,12] и схемы, состоящие из осцилляторов, в которых энтропия фиксируется как джиттер [3,4,5, 7,13,14,15,16].Даже современные процессоры могут иметь специальное оборудование на специализированной интегральной схеме (ASIC) для захвата энтропии [17].

    Недавний подход в схемах TRNG заключался в использовании мемристорного устройства [18,19,20] для захвата энтропии для схем TRNG [1,2,5,6,15,21,22,23]. Многие из этих конструкций используют мемристоры в цепи, которая колеблется (например, кольцевой генератор) или приводится в действие генератором импульсов. Во многих случаях мемристор просто используется вместо резистора в более традиционной схеме генератора.Мемристоры предлагают отличную платформу для моделирования случайных событий из-за природы нитевидного мемристора, состоящего из постоянно перестраивающихся атомов [20].

    В этой работе мы реализуем две схемы TRNG, недавно представленные в литературе [1,2], с использованием имеющихся в продаже мемристоров [24] и деталей [25]. Затем мы подвергли эти схемы тестам, установленным набором статистических тестов (STS) Национального института стандартов и технологий (NIST), который используется для оценки случайности TRNG [26].Наконец, мы создаем схему TRNG на основе мемристора собственной разработки и проводим ее через те же тесты, чтобы продемонстрировать простоту реализации TRNG на основе мемристора и их доступность для всех, кто использует коммерчески доступные компоненты. Хотя существуют и другие наборы статистических тестов для проверки случайности ГСЧ, NIST STS наиболее широко использовался в нашем обзоре литературы, поскольку он использовался для оценки ГСЧ в [1,2,5,6,7,8,14, 15,16]. Краткое описание каждого теста в NIST STS можно найти в Приложении A.

    2. Материалы и методы

    2.1. Электрические компоненты и измерения

    Для реализации каждой схемы и электрических испытаний использовались коммерчески доступные готовые детали. Использованный мемристор представлял собой 16-контактный двухрядный корпус (DIP) с дискретным вольфрамовым самонаправленным каналом (W-SDC), состоящий из 8 мемристорных устройств в каждом корпусе [24]. Остальные компоненты схемы были приобретены в DigiKey [25], а часть номера указаны на принципиальных схемах. Все схемы реализованы на макетных платах; тем не менее, TRNG, разработанный для этой работы, также был реализован на печатной плате (PCB).Мемристор W-SDC работает с использованием механизма самонаправленного канала, как описано для базового мемристора SDC [18], за исключением того, что конструкция устройства предназначена для обеспечения более непрерывного изменения сопротивления и работы с использованием сочетания механизмов изменения фазы и SDC. путем включения тонкого слоя совместно нанесенного W-Ge 2 Se 3 между слоями Ge 2 Se 3 .

    Электрические измерения были выполнены с использованием Digilent Analog Discovery 2 [27] с монтажной платой, которая соединяла AD2 с макетной платой.AD2 использовался для подачи питания на схему, генерации входной последовательности импульсов и тактовых сигналов и сбора данных с помощью программного обеспечения Digilent Waveforms, поставляемого с AD2. Поток отдельных битов был дискретизирован по нарастающему или спадающему фронту тактовой частоты входных данных. Один бит (или выборка) генерируется последовательно за такт. Каждый бит представляет выходной сигнал TRNG за один такт. Биты были последовательно объединены в файл CSV и подвергнуты последующей обработке с помощью сценария Perl для преобразования их в двоичный формат.Используемый сценарий Perl приведен в дополнительном материале. Любые дополнительные сведения об электрических измерениях, относящихся к каждой цепи, описаны в разделах описания цепей в разделе 2.2 Проверенные цепи. В общей сложности 100 битовых потоков длиной 1 миллион бит каждый были проверены на случайность для каждой схемы. Конечные двоичные потоки битов представляют собой серию единиц и нулей, которые последовательно записываются в файл сценарием Perl, обрабатывающим файлы CSV. Используемый сценарий Perl включен в файл дополнительных материалов.

    Устранение смещения фон Неймана [9] использовалось при постобработке данных из цепей RNG и включено в сценарий Perl, генерирующий файлы CSV. Отбеливание (также известное как сглаживание) — это метод устранения смещения в выходном потоке битов, например, если нулей больше, чем единиц. Фон Неймана или другие типы алгоритмов устранения смещения часто используются для устранения смещения выходных данных генераторов истинных случайных чисел [5,7,10,16,17]. Было обнаружено, что необходимо применить устранение смещения к выходным сигналам всех трех проверенных цепей ГСЧ из-за смещения в выходных данных ГСЧ.Схема устранения смещения фон Неймана проста в реализации как аппаратно, так и программно. Он обеспечивает простой метод удаления смещения из потока битов, не влияя на энтропию потока битов. Смещение смещения — это метод, который обычно используется в ГПСЧ. Чтобы описать этот процесс, мы используем который показывает смещенный входной битовый поток, который устраняется отбеливанием по фон Нейману. Биты во входном потоке битов сгруппированы в пары. Если два бита одинаковы, то оба бита отбрасываются. Если два бита различны, то сохраняется только первый бит.Результирующий битовый поток — это вывод с устранением смещения. Ниже первая пара двоичных битов равна единице. Биты совпадают, поэтому отсчет отбрасывается. Следующая пара битов, ноль и единица, различны. Первый бит (ноль) сохраняется и добавляется к окончательному потоку битов. Этот процесс повторяется до тех пор, пока все пары во входном потоке битов не будут обработаны.

    Пример отбеливания по фон Нейману.

    2.2. Проверенные схемы

    Два ранее описанных ГПСЧ, использующих мемристоры, были реализованы аппаратно с мемристорным устройством W-SDC: Цзян [1] и Рай [2].Третья испытанная цепь ГПСЧ была нашей собственной разработкой и получила название ГПСЧ студента (S-TRNG). Эти схемы показаны на.

    Проверенные схемы. ( a ) Схема Цзяна модифицирована для тестирования [1]; (b ) Схема Раи адаптирована для тестирования [2]; ( c ) Наша разработка, генератор случайных чисел по-студенческому (S-TRNG).

    2.3. TRNG

    Цзяна Схема Цзяна, a, была физически реализована в их опубликованной работе [1] с использованием диффузионного мемристорного устройства на основе Ag: SiO 2 .В конструкции Цзяна последовательность импульсов проходит через мемристор, включенный последовательно с резистором. Энтропия фиксируется мемристорным устройством как изменчивость времени, которое требуется устройству для перехода из состояния с высоким сопротивлением в состояние с низким сопротивлением.

    2.3.1. Работа цепи Цзяна

    Работа ГПСЧ Цзяна описана на временной диаграмме в. Когда на выходе схемы мемристор-резистор (Mem Out) низкий уровень (мемристор имеет высокое сопротивление), ниже V ref , на выходе компаратора (Clk_en_) высокий уровень.Когда сигнал Clk_en_ высокий, счетчик отключен. В противоположном случае, когда мемристор находится в состоянии низкого сопротивления, выходной сигнал схемы выше, чем V ref , и сигнал Clk_en_ имеет низкий уровень, что включает счетчик. Это небольшая модификация исходной схемы Цзяна, в которой на входе счетчика использовался логический элемент И для включения или отключения синхросигнала вместо вывода включения счетчика. Две схемы функционально эквивалентны, потому что логический элемент И действует как разрешающий сигнал тактового сигнала.Если вход разрешения равен 0, то выход логического элемента И подавляет синхронизацию и всегда равен 0. Если вход разрешения равен 1, то выход логического элемента И совпадает с входом вывода синхронизации.

    Пояснение временной диаграммы схемы истинного генератора случайных чисел Цзяна.

    Область временного окна, обозначенная буквой A in, показывает время, в течение которого Digilent AD2 производит выборку случайного бита из предыдущих часов. Линия B обозначает нарастающий фронт последовательности импульсов. В это время счетчик очищается коротким импульсом на входе сброса.Это время, когда мемристор будет запрограммирован на состояние с более низким сопротивлением. К моменту времени, обозначенному линией C, мемристор переходит с высокого сопротивления на низкое. Когда напряжение Mem Out поднимается выше V ref , выходной сигнал компаратора становится низким. Это включает Clk_en_ на счетчике, позволяя ему считать. В точке D напряжение последовательности импульсов становится низким, в результате чего напряжение Mem Out упадет ниже V ref и отключит счетчик, сохранив выходное значение MSB.Случайный бит, сгенерированный в этом случае, сохраняется в «1». В это время мемристор также будет сброшен из высокого состояния в низкое. В точке E цикл возобновляется. В точке F переход мемристора с высокого сопротивления на низкое происходит раньше, чем в предыдущем цикле. Сигнал Clk_en_ переходит в высокий уровень на G, и счетчик отключается, на этот раз сохраняя свой выход равным «0», потому что было подсчитано другое количество тактов, чем в предыдущем окне последовательности импульсов.

    2.3.2. Реализация макетной платы и измерения схемы Цзяна

    Мы реализовали схему Цзяна на макетной плате с использованием мемристора W-SDC, который отличается от мемристорной технологии, используемой Цзяном.Во время тестирования использовались частота последовательности импульсов 4 кГц и тактовая частота 50 МГц (обе генерируются Digilent AD2 Wavegen и функциями шаблона). V ref был сгенерирован с помощью потенциометра между источником питания Digilent AD2 V + и источником питания V-. Это позволяло легко регулировать напряжение V ref для изменения амплитуд входного импульсного напряжения. Наименьший значащий бит (LSB) с выхода счетчика был дискретизирован цифровым входом AD2. Данные были сохранены с использованием частоты дискретизации 20 кГц.Резистор 22 кОм использовался последовательно с мемристорным устройством W-SDC, как показано на рисунке. Окончательный двоичный результат был подвергнут постобработке с использованием устранения смещения фон Неймана [9] и проанализирован с помощью приложения NIST STS [28]. Было протестировано 100 выборок по 1 миллиону бит. Время, затраченное на сбор этих образцов, составило примерно 40 часов. показывает изображение макета схемы ГПСЧ Цзяна.

    Реализация дизайна Цзяна на макете. Схема подключена к Digilent AD2 справа.

    2.4. Rai’s TRNG

    Второй TRNG, реализованный в этой статье, предложенный Райом и др., Представляет собой конструкцию, вдохновленную конструкцией обычного двойного инверторного генератора TRNG [2]. Дизайн Раи ранее физически не реализовывался до того, как мы здесь приступили к работе. Вместо этого дизайн был смоделирован Раем с использованием мемристорной модели TiO 2 , описанной в [29]. Энтропия определяется как время, которое требуется для формирования проводящего канала в мемристорном устройстве, или как время, которое требуется устройству для перехода от высокого сопротивления к низкому сопротивлению.

    2.4.1. Работа схемы Rai

    Схема TRNG Rai состоит из двух цепей задержки инвертора, с мемристором, включенным последовательно с инверторными устройствами в каждом тракте задержки [2]. Выходы двух инверторных цепочек дискретизируются, и выход TRNG зависит от того, какой выход переключается первым. Если первым переключается выход D , выход равен 0. Если первым переключается выход D , второй , то выход равен 1.

    В моделировании схемы Раи использовалась защелка.В нашей реализации схемы (b) мы использовали компаратор в качестве защелки, поскольку он имеет функцию защелкивания. Мы реализовали схему, в которой один путь задержки подключен к входу компаратора, а другой путь задержки подключен к входу защелки на компараторе. Если первый путь задержки быстрее, на выходе компаратора устанавливается высокий уровень до того, как выходной сигнал фиксируется вторым путем задержки. Если второй путь задержки быстрее, выход компаратора фиксируется на низком уровне.

    2.4.2. Макетная реализация и измерения схемы Раи

    Макетная схема для конструкции TRNG Раи показана на. Инверторные микросхемы TI CD40106BE использовались вместе с мемристорами SDC на основе W для создания цепочек путей задержки инвертор-мемристор. Вход схемы управлялся часами прямоугольной формы, генерируемыми Digilent AD2 Wavegen. Для входа тактовой частоты последовательности импульсов использовалась частота 2 кГц. Компаратор Analog Devices AD8561 использовался для определения того, какое устройство переключилось первым, с помощью входа защелки на компараторе.V ref был сгенерирован аналоговым выходом Digilent AD2. Было протестировано 100 выборок по 1 миллиону бит. Прошедшее время для сбора этих данных составило примерно 80 часов.

    Макетная реализация схемы истинного генератора случайных чисел Раи. Схема подключена к Digilent AD2 справа.

    2,5. S-TRNG

    Новая схема TNRG на основе мемристора, называемая студенческим TRNG или S-TRNG, была создана, реализована и охарактеризована для сравнения с двумя предыдущими схемами.Принципиальная схема этой конструкции показана на c. Основная концепция схемы S-TRNG аналогична многим другим TRNG [3,4,5,7,13,14,15,16]. Схема состоит из двух генераторов. Один осциллятор работает с высокой скоростью, а другой осциллятор работает с медленной. Медленный осциллятор действует как часы для выборки данных из быстрого осциллятора. Энтропия фиксируется в медленном осцилляторе как джиттер или изменчивость периода осциллятора. В случае S-TRNG используются два медленных генератора, а выходы объединяются с помощью операции XOR, чтобы увеличить частоту получаемого медленного тактового сигнала.Это позволило нам быстрее собирать данные.

    2.5.1. Работа схемы S-TRNG

    Схема S-TRNG состоит из двух мемристорных генераторов мультивибратора, которые подаются на вентиль XOR. Выход логического элемента XOR подается на вход защелки компаратора. Он действует как медленный генератор, который выбирает выходной сигнал гораздо более быстрого генератора. Третья схема мультивибратора с резистором (не мемристором) используется для генерации быстрых колебаний. Выход этой схемы подается на вход компаратора.Таким образом, быстрый осциллятор опрашивается часами, генерируемыми медленными осцилляторами.

    Схема мультивибратора состоит из операционного усилителя с делителем напряжения на выходе операционного усилителя, подключенного к неинвертирующему входу операционного усилителя. Мемристор, который заряжает конденсатор, подключен от выхода к инвертирующему входу операционного усилителя. Выходной сигнал операционного усилителя колеблется между положительным напряжением питания (V CC ) и отрицательным напряжением питания (-V CC ).Когда на выходе V CC , напряжение на неинвертирующем входе составляет 1/2 V CC из-за делителя напряжения. Напряжение на инвертирующем входе будет заряжаться от -1/2 В CC до 1/2 В CC . Как только инвертирующий вход достигает напряжения 1/2 В CC (такое же напряжение на неинвертирующем входе), выход операционного усилителя переключится на -V CC . Напряжение на неинвертирующем входе переключится на -1/2 В CC , и конденсатор начнет разряжаться с напряжения 1/2 В CC до напряжения -1/2 В CC .Как только на инвертирующем входе будет достигнуто напряжение -1/2 В CC , цикл начнется снова.

    Период колебаний схемы мультивибратора — это общее время, необходимое для зарядки конденсатора с -1/2 В CC до 1/2 В CC , а затем разряда обратно до -1/2 В CC . Период колебаний схемы мультивибратора может быть получен для типичного мемристорного устройства с высоким сопротивлением R H , низким сопротивлением R L и временем переключения R LH путем изучения двух временных окон работы. .Первое временное окно — это зарядка конденсатора, когда мемристор находится в состоянии низкого сопротивления, пока он не переключится в состояние высокого сопротивления. Это моделируется уравнением (1) для вычисления V LH , напряжения, при котором мемристор переключается из состояния с высоким сопротивлением в состояние с низким сопротивлением.

    VLH = VCC − 1.5VCCe − TLHRLC

    (1)

    Второе временное окно, показанное в уравнении (2), вычисляет T HLC как время от момента, когда устройство переключает низкое сопротивление в состояние высокого сопротивления до конденсатора полностью заряжен.

    TLHC = −RHCln (12VCCVCC − VLH)

    (2)

    Уравнение (3) представляет собой сумму времени переключения с высокого сопротивления на низкое сопротивление и оставшегося времени для зарядки конденсатора.

    Уравнения (1) и (2) можно просто перевернуть, чтобы смоделировать разряд конденсатора. Уравнение (3) легко адаптируется для разрядной части выходного цикла мультивибратора, чтобы получить уравнение (4).

    Уравнение (5) представляет собой просто сумму уравнений (3) и (4) и дает период одного колебания мультивибратора.Уравнение (5) показывает время одиночного периода колебаний мультивибратора с мемристором.

    TOSC = TC + TD = TLH + TLHC + THL + THLD

    (5)

    Поскольку задержка переключения мемристора изменяется с каждым циклом мемристора в схеме мультивибратора, энтропия захватывается TRNG как случайный поток битов . Следует отметить, что важно выбрать емкость конденсатора, которая должна быть достаточно большой, чтобы заряд или разряд конденсатора занимал больше времени, чем для переключения мемристора из состояния с высоким сопротивлением в состояние с низким сопротивлением или наоборот.

    показывают гистограммы изменчивости измерения периода тактовой частоты мультивибраторного генератора, реализованного с мемристором (вверху) или резистором (внизу). Период измеряется как время от одного нарастающего фронта до следующего нарастающего фронта выходного сигнала генератора. Вариабельность периода генератора значительно больше при использовании мемристорного устройства в цепи мультивибратора, чем при использовании резистора. показывает пример периода тактовой частоты для генератора на основе мемристора (с высокой изменчивостью периода синхронизации) и генератора на основе резистора (с низкой изменчивостью периода синхронизации).

    Гистограммы энтропии, захваченные как медленные тактовые импульсы, дискретизирующие быстрые тактовые импульсы в генераторе случайных чисел с двумя осцилляторами, используемом в схеме S-TRNG. Верхний график: с мемристором. Нижний график: только с резистором. Всего было отобрано 6000 тактовых периодов для каждого типа осциллятора.

    Пример тактовых периодов для генераторов на основе мемристоров и резисторов (в этом примере подчеркивается изменчивость).

    2.5.2. Реализация макетной платы и измерения схемы S-TRNG

    Схема изначально была создана на макете (а), а затем спроектирована и протестирована на печатной плате (б).Подобные ответы были измерены с помощью тестов NIST STS для двух разных реализаций. Поэтому окончательное тестирование проводилось на печатной плате. Как и в случае схем Цзян и Рай, 100 битовых потоков длиной 1 миллион бит каждый были протестированы с помощью схемы S-TRNG на печатной плате. Один бит данных собирается для каждого тактового цикла медленного генератора TRNG. В отличие от ГПСЧ Jiang и Rai, ГПСЧ S-TRNG самосинхронизируется медленным генератором в цепи. В этом случае необходимо выполнить асинхронную выборку выходного сигнала S-TRNG с помощью Digilent AD2.Также было необходимо увеличить выборку более чем в 2 раза из-за изменчивости тактового периода медленного генератора на основе мемристора. Цепи Цзяна и Рая синхронизировались Digilent AD2, что позволяло использовать тактовые импульсы с последовательностью импульсов в качестве тактовых импульсов для сбора данных для этих ГПСЧ.

    ( a ) Внедрение макета; ( b ) Реализация схемы S-TRNG на печатной плате.

    Конденсатор емкостью 1 нФ использовался для медленных генераторов с устройствами W-SDC, в результате чего частота колебаний могла составлять от 500 Гц до 5 кГц, в зависимости от состояния мемристорного устройства.Для схемы быстрого генератора использовались резистор и конденсатор 2,2 кОм и 100 пФ, что дало частоту колебаний 600 кГц. Из-за значительной вариабельности выходной тактовой частоты медленного генератора возникла необходимость передискретизации более чем в 2 раза. Тактовая частота 40 кГц использовалась для дискретизации выходного сигнала схемы. С каждым медленным генератором, работающим на частоте приблизительно 4 кГц, для завершения сбора данных потребовалось около 25 часов.

    3.Результаты

    Набор статистических тестов NIST [26], кратко описанный в Приложении A, был использован для оценки случайности всех трех реализованных TRNG. Все тесты NIST были запущены с настройками по умолчанию и параметрами, перечисленными в Приложении A. Данные для всех TRNG были подвергнуты последующей обработке с помощью отбеливания по фон Нейману. Результаты этих тестов суммированы в том месте, где перечислены все тесты NIST вместе со скоростью прохождения этого теста для каждой цепи. Перечислены два дополнительных столбца таблицы, чтобы показать сравнение ранее опубликованных результатов испытаний для схемы Цзян с использованием другого типа мемристора и опубликованных результатов моделирования для Rai с измерениями, выполненными в этой работе.Чтобы считаться пройденным, должно пройти не менее 96% из 100 битовых потоков для каждого теста.

    Таблица 1

    Сравнение всех результатов измерений TRNG для 15 тестов STS и дополнительное сравнение последовательности, сглаживания и реализации для каждого набора данных. Показатели успешности показаны для каждого теста STS. Выделенные жирным шрифтом показатели успешности считаются неуспешными (менее 96%).

    Частота 97% 96 Случайные варианты % Linear Co mplexity 908 Аппаратное обеспечение96 14 9013 909 Реализация схемы 909 Аппаратное обеспечение
    NIST STS Test Jiang TRNG (из [1]) Jiang TRNG Rai TRNG (из [2]) Rai TRNG S-TRNG
    9
    99% 100% 100% 98%
    Частота блоков 99% 99% 100% 98% 908 Кумулятивная 97% 99% 100% 100% 97%
    циклов 99% 98% 100% 100% 82%
    100% 82%
    100% 99% 100% 100%
    Рейтинг 100% 96% 100% 98% 99% 99% 100% 100% 97%
    Шаблон без перекрытия 98% 99% 99% 99% 4
    Шаблон с перекрытием 98% 100% 98%
    Универсальный 100% 99% 100% 100%
    Приблизительно 99% 100% 100% 94%
    Случайные экскурсии 98% 98% 96% 98%
    99% 98% 99%
    Серийный 100% 99% 96% 98%
    100% 99% 100% 100%
    Длина последовательности 1,000,000 1,000,000 5000 909,000 1,000,000 909 909 100 100 100 100
    Снятие смещения применено Нет Да Нет Да Да
    Аппаратное обеспечение
    Мемристорное устройство Ag: SiO 2 W-SDC Модель для TiO 2 [28] W-SDC W-SDC
    Jiang сообщили о прохождении тестов STS (первая колонка данных) с использованием диффузионного мемристора на основе Ag: SiO 2 . лед с содержанием> 96%.Аппаратная реализация (второй столбец данных) с использованием мемристора W-SDC также показывает прохождение всех тестов. Чтобы пройти частотный тест во время реализации схемы W-SDC в нашей работе, необходимо было применить дебиазинг к выходу TRNG. Без устранения смещения схемы ГПСЧ Цзяна показатель успешности проверки частоты STS составлял 0%. Схема Цзяна в нашей реализации работала немного хуже, чем в [1]. Это могло быть связано с множеством факторов, скорее всего с тем, что в нашем тестировании использовался мемристор другого типа.

    Результаты моделирования Раи с использованием модели TiO 2 [29] приведены в третьем столбце результатов в. В отчете Рая было смоделировано только пять тестов NIST. Однако аппаратная реализация Rai TRNG с использованием мемристора W-SDC (четвертый столбец данных) показывает, что Rai TRNG проходит все тесты NIST с превосходной производительностью по сравнению с любыми другими TRNG, протестированными в нашем исследовании. Тем не менее, без устранения дефектов наша аппаратная реализация TRNG Рая имеет показатель успешности 0% для теста частоты STS, аналогично результату, полученному для схемы Цзян.

    В последнем столбце данных показаны результаты испытаний S-TRNG 13 из 15 тестов NIST STS, которые проходят для этой цепи. Тест Runs завершился неудачно со скоростью прохождения 82%, а приблизительный тест энтропии не прошел с прохождением 94%. Тест запусков — это мера количества запусков в последовательности. Прогон определяется как повторение одного и того же значения в последовательности. Например, серия нулей длиной 4 будет «0000». Если количество запусков каждой длины не соответствует ожидаемому распределению запусков в случайной последовательности, то тест запусков не выполняется.Приблизительный энтропийный тест анализирует шаблоны в данных, в частности, рассматривая последовательности длиной m и m + 1 бит. Если распределение шаблонов в случайной последовательности не соответствует ожидаемому значению, то приблизительный тест энтропии не проходит. Тщательное исследование схемы на предмет источников потенциального шума может устранить определенное детерминированное поведение и улучшить скорость прохождения схемы для этих двух тестов.

    Пропускная способность тестируемых ГПСЧ различалась в зависимости от конструкции. Пропускная способность — это мера того, насколько быстро каждый TRNG может генерировать случайные данные.Все TRNG работали до тех пор, пока не было собрано 100 миллионов бит после отбеливания по фон Нейману. S-TRNG был самым быстрым — 25 часов (1111 бит в секунду). Jiang был следующим по производительности при 40 часах (694 бит в секунду). Rai потребовалось 80 часов для сбора данных (347 бит в секунду). Следует отметить, что пропускная способность TRNG сильно зависит от устройств и значений компонентов схемы, используемых в случае S-TRNG. На частоту колебаний S-TRNG может влиять как изменчивость устройства W-SDC, так и выбранная емкость конденсатора в цепи.Точно так же на пропускную способность как Jiang, так и Rai TRNG влияет частота, с которой работает последовательность импульсов. Это ограничено временем, которое требуется мемристорным устройствам для переключения состояний.

    4. Обсуждение

    Три схемы TRNG были физически реализованы и протестированы с использованием мемристоров W-SDC. Цепи TRNG на основе мемристоров Цзян и Рай прошли все тесты NIST STS на истинную случайность. Студент TRNG (S-TRNG) сдал 13 из 15 тестов NIST STS. В данной работе анализируются несколько плюсов и минусов каждого ГПСЧ.Схема S-TRNG сложнее, чем у Рай и Цзян, и не генерирует случайные числа так же хорошо, как Рай или Цзян. Однако конструкция S-TRNG самосинхронизируется; то есть не требуется подавать на схему внешний тактовый сигнал. В некоторых случаях это может быть преимуществом. Кроме того, во время тестирования TRNG от Rai было обнаружено, что требуется некоторая тонкая настройка, чтобы получить близкие друг к другу временные задержки цепочки задержки для получения значимого вывода. Этого можно было достичь несколькими способами: либо заменой мемристорных устройств до тех пор, пока не будут найдены два устройства, которые давали аналогичные задержки, либо добавлением сопротивления последовательно с мемристором, либо добавлением небольшого количества емкости на выходе мемристора.Кроме того, было обнаружено, что тонкий баланс путей задержки может меняться в процессе тестирования. Это одна из областей, в которой одного моделирования недостаточно, чтобы доказать случайность ГПСЧ. S-TRNG не требовал такой настройки. Все ГПСЧ требовали отбеливания на выходе для прохождения частотного теста. Во время первоначальной разработки схемы S-TRNG было обнаружено, что мемристор W-SDC вместо резистора в схеме мультивибратора привел к значительному увеличению джиттера, создаваемого схемой.Это свойство было использовано для значительного увеличения количества энтропии, захваченной схемой. Также было обнаружено, что может быть полезно реализовать счетчик после логического элемента XOR и перед входом в защелку, чтобы существенно разделить медленные часы на еще более низкую частоту. Этот эффект позволяет захватывать больше энтропии, потому что джиттер от нескольких медленных тактовых циклов теперь вносит шум в выборку быстрых тактовых импульсов. Кроме того, частоту медленных тактовых импульсов можно более легко отрегулировать, выбрав другой выход из двоичного счетчика IC.

    В ходе обширной разработки и тестирования схемы S-TRNG было обнаружено, что одним из основных факторов, которые могут привести к неслучайному выходу из TRNG, является шум питания. Пульсации источника питания могут наблюдаться из-за мгновенного высокого тока, наблюдаемого, когда схема мультивибратора переключается из одного моностабильного состояния в другое. Эта пульсация питания от переключения одного генератора может привести к тому, что другие генераторы будут использовать одно и то же переключение питания в одно и то же время. Чтобы улучшить изоляцию источника питания между медленными генераторами и быстрым генератором, выходы генератора напряжения на Digilent AD2 использовались для питания быстрого генератора, в то время как обычные выходы источника питания использовались для питания медленных генераторов.Это помогает гарантировать отсутствие корреляции между быстрым и медленным генераторами из-за шума источника питания, вносимого одним или другим генератором.

    5. Выводы

    Мемристоры были физически реализованы в схемах для генерации истинных случайных чисел посредством захвата энтропии. Были реализованы две схемы, описанные в литературе (Jiang [1] и Rai [2]), и одна дополнительная схема была разработана и реализована в этой работе. Цель этой работы состояла в том, чтобы продемонстрировать, что схемы истинного генератора случайных чисел легко достижимы с использованием готовых компонентов и схемотехники на многих уровнях сложности.

    Приложение A

    NIST (Национальный институт стандартов и технологий) предоставил программное обеспечение для проверки случайности генераторов случайных чисел [26]. Пакет статистических тестов (STS) версии 2.1.2 использовался для анализа двоичных битовых потоков чисел, генерируемых ГСЧ. STS содержит серию из 15 статистических тестов на случайность серии сгенерированных чисел. Некоторые тесты так же просты, как проверка того, что количество единиц и нулей равно 50/50 (частотный тест).Другие тесты ищут повторяющиеся шаблоны или непрерывные прогоны одного и того же бита в последовательности. В следующих параграфах приводится полный список и краткое описание каждого теста.

    Приложение A.1. Проверка частоты (монобиты)

    Истинно случайное число должно иметь распределение единиц и нулей 50/50. Частотный тест анализирует количество единиц и нулей в тестовой последовательности. Тест не пройден, если единиц значительно больше, чем нулей, или нулей значительно больше, чем единиц.Количество нулей и единиц должно быть примерно одинаковым. Ни один из других тестов случайности NIST не действителен, если этот тест не прошел. Случай всех нулей или всех единиц в последовательности не является случайным и не пройдет проверку частоты.

    Приложение A.2. Проверка частоты в блоке

    Этот тест эквивалентен проверке частоты, описанной выше. Этот тест просто смотрит на частоты единиц и нулей в M-битовом блоке выборки. Для действительно случайного числа количество единиц и нулей должно быть примерно одинаковым.Возможно, серия из 100 нулей, за которыми следуют 100 единиц, пройдут проверку частоты, но проверка частоты в пределах блока может уловить и не пройти этот случай.

    Приложение A.3. Тест запусков

    Цель теста запусков — оценить общее количество запусков в последовательности случайных чисел. Прогон состоит из последовательности повторяющихся битов, ограниченных на каждом конце противоположным битом. Длина серии — это количество идентичных битов в серии. Например, последовательность «100001» представляет собой серию нулей длиной 4.Этот тест проверяет, соответствует ли количество прогонов различной длины ожидаемому для случайной последовательности. В частности, этот тест может находить колебания в случайной последовательности. Последовательность из четырех нулей, за которыми следуют четыре, повторяющиеся снова и снова, может пройти оба вышеупомянутых частотных теста, но не пройти тест запусков, потому что нет прогонов длины один, два или три.

    Приложение A.4. Тест на самые длинные прогоны

    Тест на самые длинные прогоны находит самые длинные прогоны в каждом блоке и табулирует частоты по категориям.Каждая категория — это длина пробега. Анализ частоты появления самых длинных прогонов в блоке может предсказать, является ли число случайным. Выполнение более длинных, чем ожидалось, указывает на генератор неслучайных чисел. Нулевые серии в этом тесте не проверяются. Этот тест работает в предположении, что прогоны нулей аналогичны сериям единиц.

    Приложение A.5. Тест ранжирования двоичной матрицы

    Целью этого теста является поиск линейной зависимости между подстроками фиксированной длины исходной последовательности.Тест двоичной последовательности вычисляет ранг матрицы, сформированной путем размещения входной последовательности в строках и столбцах. Тест не проходит, если обнаруживается линейная зависимость между подстроками фиксированной длины исходной последовательности. Эта последовательность также включена в другое программное обеспечение для тестирования случайности.

    Приложение A.6. Тест дискретного преобразования Фурье (спектральный)

    Спектральный тест дискретного преобразования Фурье (ДПФ) анализирует случайную последовательность и ищет в ней периодические шаблоны.Этот тест определит, находятся ли повторяющиеся узоры рядом друг с другом. Совершенно случайная последовательность должна иметь ровный спектральный анализ (должен выглядеть как шум). Тест завершится неудачно, если в спектре будут пики, превышающие 95% -ный порог. Двоичное представление синусоидальной волны не пройдет тесты DFT из-за единственного большого спектрального пика.

    Приложение A.7. Тест соответствия шаблонов без перекрытия

    Цель этого теста — проанализировать частоту появления заранее заданных целевых списков чисел.Этот тест ищет совпадения между предоставленными двоичными шаблонами (расположенными в папке «templates») и случайной входной последовательностью. Если совпадение не найдено, последовательность сдвигается на 1 бит, и поиск следующей последовательности начинается с этой последовательности. Если последовательность найдена, то поиск следующей последовательности начинается с конца текущей последовательности. Тест не пройден, если в последовательности обнаружено слишком много вхождений одного и того же шаблона. Например, упомянутая выше тестовая последовательность в тесте частотного блока из четырех нулей, за которыми следуют четыре повторяющихся единицы, не сможет пройти тест сопоставления с неперекрывающимся шаблоном.

    Приложение A.8. Тест сопоставления с перекрывающимся шаблоном

    Последовательность сопоставления с перекрывающимся шаблоном очень похожа на тест сопоставления с неперекрывающимся шаблоном, описанный выше. Основное отличие от теста без перекрытия заключается в том, что тест с перекрывающимся шаблоном будет сканировать новые последовательности, начиная с приращения на единицу от начала последней последовательности, вместо того, чтобы начинать с конца предыдущей последовательности. Тест не пройден, если в последовательности обнаружено слишком много вхождений одного и того же шаблона.

    Приложение A.9. «Универсальный статистический» тест Маурера

    Целью этого теста является поиск повторения во входной последовательности. Первая часть последовательности превращается в набор узоров. Остальная часть последовательности анализируется на повторение этих паттернов. Цель этого теста — проверить, легко ли можно сжать последовательность без потери информации. Если в остальной части последовательности встречается слишком много этих шаблонов, то последовательность не является случайной.Этот тест аналогичен тестам на перекрывающиеся и неперекрывающиеся шаблоны.

    Приложение A.10. Тест линейной сложности

    Цель этого теста — вычислить длину LFSR, необходимую для генерации входного шаблона. Алгоритм Берлекампа-Месси используется для определения минимальной длины LFSR, необходимой для генерации шаблона для каждого блока в последовательности. Шаблон с LFSR небольшой длины или шаблон, в котором отсутствует линейная сложность, считается неслучайным. Во многих случаях ГПСЧ не могут быть обнаружены с помощью этого теста, потому что большинство современных ГПСЧ имеют чрезвычайно длительный период.Известный Mersenne Twister имеет период 2 19937 -1.

    Приложение A.11. Последовательный тест

    Последовательный тест анализирует частоту появления всех возможных шаблонов перекрытия во входной последовательности. Случайный шаблон должен иметь такую ​​же частоту появления, что и все другие шаблоны, если он является случайным. Вход считается неслучайным, если частота появления некоторых шаблонов выше ожидаемой. Обратите внимание, что для длины шаблона, равной 1, последовательный тест такой же, как и частотный.

    Приложение A.12. Приблизительный тест энтропии

    Этот тест фокусируется на частоте всех возможных шаблонов перекрытия во всей последовательности. Этот тест сравнивает частоту появления m-битовых комбинаций с m + 1-битовыми комбинациями в последовательности. Тест завершится неудачно, если частота перекрывающихся блоков не соответствует ожидаемой для случайной последовательности.

    Приложение A.13. Тест совокупных сумм

    Тест совокупных сумм анализирует совокупную сумму последовательности, чтобы проверить, что последовательность никогда не отклоняется слишком далеко от ожидаемого значения.Единицы добавляют единицу к совокупной сумме, а нули вычитают единицу из совокупной суммы. Если последовательность случайна, совокупная сумма никогда не должна отклоняться слишком далеко от нуля. Тест совокупных сумм завершится неудачно, если отклонение от нуля слишком велико или слишком мало. Из предыдущего примера последовательности из 100 единиц, за которыми следуют 100 нулей, совокупная сумма достигнет значения на 100 шагов от нуля, что маловероятно для серии случайных чисел длиной 200, которые проходят частотные тесты.

    Приложение A.14. Тест на случайные экскурсии

    Тест на случайные отклонения — это другой подход к тесту совокупных сумм. Как и в тесте совокупных сумм, единица прибавляет единицу к совокупной сумме, а ноль убирает единицу из совокупной суммы. Последовательности выбираются таким образом, чтобы они начинались и заканчивались нулём. Выполняется анализ количества посещений определенного состояния (т.е. −4, −3, −2, −1, +1, +2, +3 или +4) в последовательностях. Если количество посещений определенного состояния не соответствует ожидаемому от случайной последовательности, последовательность не является случайной.Из предыдущего примера, в котором повторяются четыре единицы с последующими четырьмя нулями, тест совокупных сумм будет последовательно достигать совокупной суммы +4 и 0 с той же частотой появления. Для действительно случайной последовательности кумулятивная сумма +4 должна встречаться реже, чем кумулятивная сумма 0.

    Приложение A.15. Тест варианта случайных экскурсий

    Так же, как тест кумулятивных сумм и случайных отклонений, тест варианта случайных экскурсий анализирует общее количество посещений каждого штата.Состояния в этом тесте варьируются от -9 до +9. Если количество посещений каждого состояния отклоняется от ожидаемого от случайной последовательности, тест не проходит.

    Вклад авторов

    Conceptualization, S.S. and K.A.C .; Формальный анализ, S.S. and K.A.C .; Расследование, С.С .; Программное обеспечение, S.S .; Надзор, K.A.C .; Письмо — черновик, С.С .; Написание — просмотр и редактирование, K.A.C. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

    Финансирование

    Это исследование не получало внешнего финансирования.

    Конфликты интересов

    Патенты на мемристор (патенты США 9,583,703 и 9,583,699), используемые в этой работе, лицензированы Knowm, Inc. Государственным университетом Бойсе. KC является изобретателем патента и потенциально может получать гонорары от Государственного университета Бойсе за счет продажи мемристоров компанией Knowm, Inc.

    Footnotes

    Примечание издателя: MDPI остается нейтральным в отношении юрисдикционных требований в опубликованных картах и ​​филиалах организаций.

    Список литературы

    1.Цзян Х., Белкин Д., Савельев С.Е., Лин С., Ван З., Ли Ю., Джоши С., Мидья Р., Ли К., Рао М. и др. Новый генератор истинных случайных чисел на основе стохастического диффузионного мемристора. Nat. Commun. 2017; 8: 882. DOI: 10.1038 / s41467-017-00869-х. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 2. Рай В.К., Трипат С., Мэтью Дж. Генератор случайных чисел на основе мемристора: Архитектура и оценка. Процедуры Comput. Sci. 2017; 125: 577–583. DOI: 10.1016 / j.procs.2017.12.074. [CrossRef] [Google Scholar] 3.Буччи М., Джермани Л., Луцци Р., Трифилетти А., Варанонуово М. Источник истинно случайных чисел на основе высокоскоростного осциллятора для криптографических приложений на ИС смарт-карты. IEEE Trans. Comput. 2003. 52: 403–409. DOI: 10.1109 / TC.2003.11

    . [CrossRef] [Google Scholar] 4. Ян К., Блаау Д., Сильвестр Д. Проекты оборудования для обеспечения безопасности в системах Интернета вещей сверхнизкого энергопотребления: обзор и обзор. IEEE Micron. 2017; 37: 72–89. DOI: 10.1109 / MM.2017.4241357. [CrossRef] [Google Scholar] 5. Хашим Н.А.Н., Лунг Дж.Т.Х., Газали А., Хамид Ф.А. Мемристорные кольцевые генераторы, генератор истинных случайных чисел с различными оконными функциями для приложений в криптографии. Индонезийский. J. Electr. Англ. Comput. Sci. 2019; 14: 201–209. DOI: 10.11591 / ijeecs.v14.i1.pp201-209. [CrossRef] [Google Scholar] 6. Таскиран З.Г.К., Таскиран М., Киллиоглу М., Кахраман Н., Седеф Х. Новый мемристический дизайн истинного генератора случайных чисел. Compel Int. J. Comput. Математика. Электр. Электрон. Англ. 2019; 39: 1931–1947. DOI: 10.1108 / COMPEL-11-2018-0463. [CrossRef] [Google Scholar] 7.Сунар Б., Мартин В. Дж., Стинсон Д. Р. Генератор случайных чисел Provably Secure True со встроенной устойчивостью к активным атакам. IEEE Trans. Comput. 2007. 56: 109–119. DOI: 10.1109 / TC.2007.250627. [CrossRef] [Google Scholar] 8. Каттис Р.С., Кавассери Р.Г., Сай В. Генерация псевдослучайных битов с использованием связанных конгруэнтных генераторов. IEEE Trans. Circuits Syst. II Экспресс-трусы. 2010; 57: 203–207. DOI: 10.1109 / TCSII.2010.2041813. [CrossRef] [Google Scholar] 9. Фон Нейман Дж. Различные методы, используемые в связи со случайными цифрами.В: Householder A.S., Forsythe G.E., Germond H.H., редакторы. Метод Монте-Карло. Том 12. Типография правительства США; Вашингтон, округ Колумбия, США: 1951. С. 36–38. [Google Scholar] 13. Ракитин В.В., Русаков С.Г. Генератор последовательности импульсов на основе мемристора. Русь. Микроэлектрон. 2019; 48: 255–261. DOI: 10,1134 / S106373971

    73. [CrossRef] [Google Scholar] 14. Робсон С. Магистерская диссертация. Университет Ватерлоо; Ватерлоо, Онтарио, Канада: 2013. Генератор действительно случайных чисел на основе кольцевого осциллятора. [Google Scholar] 15.Сингх Дж. П., Колей Дж., Акгул А., Гурвин Б., Рой Б. К. Новый хаотический генератор, содержащий обобщенный мемристор, одиночный операционный усилитель и RLC с подавлением хаоса и приложение для генерации случайных чисел. Евро. Phys. J. 2019; 228: 2233–2245. [Google Scholar] 16. Ядав А. Магистерская диссертация. Университет Содружества Вирджинии; Ричмонд, Вирджиния, США: 2013. Разработка и анализ цифрового генератора истинных случайных чисел. [Google Scholar] 18. Кэмпбелл К.А. Самонаправленный канальный мемристор для работы при высоких температурах.Микроэлектрон. J. 2017; 59: 10–14. DOI: 10.1016 / j.mejo.2016.11.006. [CrossRef] [Google Scholar] 19. Чуа Л.О. Четвертый элемент. Proc. IEEE. 2012; 100: 1920–1927. DOI: 10.1109 / JPROC.2012.21. [CrossRef] [Google Scholar] 20. Ян Ю., Гао П., Ли Л., Пан Х., Таппертцхофен С., Чой С., Вазер Р., Валов И., Лу В.Д. Электрохимическая динамика наноразмерных металлических включений в диэлектриках. Nat. Commun. 2014; 5: 4232. DOI: 10,1038 / ncomms5232. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 21. Раджендран Дж., Карри Р., Вендт Дж.Б., Потконяк М., Макдональд Н., Роуз Г.С., Высоцкий Б. Нано встречает безопасность: исследование наноэлектронных устройств для приложений безопасности. Proc. IEEE. 2015; 103: 829–849. DOI: 10.1109 / JPROC.2014.2387353. [CrossRef] [Google Scholar] 22. Чакраборти С., Гарг А., Сури М. Генерация истинных случайных чисел из обычных микросхем NVM. IEEE Trans. Избрать. Dev. 2020; 67: 888–894. DOI: 10.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *