categorii: Împărtășirea experienței, Electronică practică
Număr de vizualizări: 30,040
Comentarii la articol: 3
Cum se calculează și se selectează un condensator de stingere
La începutul temei, în ceea ce privește selecția unui condensator de stingere, considerăm un circuit format dintr-un rezistor și un condensator conectat în serie la o rețea. Rezistența totală a unui astfel de circuit va fi egală cu:
Valoarea efectivă a curentului, respectiv, se găsește conform legii lui Ohm, tensiunea de rețea divizată la impedanța circuitului:
Drept urmare, pentru tensiunea de curent și de intrare și ieșire, obținem următorul raport:
Și dacă tensiunea de ieșire este suficient de mică, atunci avem dreptul să luăm în considerare valoarea efectivă a curentului aproximativ egal cu:
Cu toate acestea, să luăm în considerare, din punct de vedere practic, problema selectării unui condensator de stingere pentru includerea în sarcina de curent alternativ, calculată pentru o tensiune mai mică decât cea a rețelelor standard.
Să presupunem că avem o lampă cu incandescență de 100 W, concepută pentru o tensiune de 36 de volți și, din anumite motive incredibile, trebuie să o alimentăm de la o rețea casnică de 220 de volți. Lampa are nevoie de un curent eficient egal cu:
Apoi, capacitatea condensatorului de stingere necesară va fi egală cu:
Având astfel condensator, câștigăm speranța de a obține o strălucire normală a lămpii, sperăm că cel puțin nu se va arde. Această abordare, atunci când pornim de la valoarea efectivă a curentului, este acceptabilă pentru încărcări active, cum ar fi o lampă sau un încălzitor.
Dar dacă sarcina este neliniară și este pornită pod de diodă? Să presupunem că trebuie să încărcați o baterie cu plumb. Atunci ce? Apoi, curentul de încărcare va fi pulsat pentru baterie, iar valoarea acesteia va fi mai mică decât valoarea efectivă:
Uneori, o sursă radio poate considera utilă o sursă de alimentare în care condensatorul de stingere este conectat în serie cu puntea diodei, a cărei ieșire este, la rândul său, un condensator de filtru cu o capacitate semnificativă, la care este conectată o încărcare continuă. Se dovedește un fel de sursă de energie fără transformare, cu un condensator în loc de un transformator descărcător:
Aici, încărcarea în ansamblul său va fi neliniară, iar curentul va deveni departe de sinusoidal și va fi necesar să se efectueze calculele într-un mod ușor diferit. Cert este că un condensator de netezire cu o punte de diodă și o sarcină se va manifesta extern ca o diodă zener simetrică, deoarece ondulările cu o capacitate de filtrare semnificativă vor deveni neglijabile.
Atunci când tensiunea de pe condensator este mai mică decât o anumită valoare, podul va fi închis și, dacă este mai mare, curentul va merge, dar tensiunea la ieșirea podului nu va crește. Luați în considerare procesul mai detaliat cu ajutorul graficelor:
La momentul t1, tensiunea de rețea a ajuns la amplitudinea, condensatorul C1 este, de asemenea, încărcat în acest moment la valoarea maximă posibilă minus căderea de tensiune de pe pod, care va fi aproximativ egală cu tensiunea de ieșire. Curentul prin condensatorul C1 este egal cu zero în acest moment. În plus, tensiunea din rețea a început să scadă, tensiunea pe pod, de asemenea, dar pe condensatorul C1 încă nu s-a schimbat, iar curentul prin condensatorul C1 este încă zero.
Mai mult, tensiunea de pe pod se schimbă semn, încercând să scadă până la Uin, iar în acel moment curentul trece prin condensatorul C1 și prin podul diodei. Mai mult, tensiunea de la ieșirea podului nu se modifică, iar curentul în circuitul seriei depinde de viteza de modificare a tensiunii de alimentare, ca și cum numai condensatorul C1 este conectat la rețea.
Când sinusoidul din rețea atinge amplitudinea opusă, curentul prin C1 devine din nou egal cu zero și procesul se desfășoară în cerc, repetându-se la fiecare jumătate de perioadă. Evident, curentul curge prin puntea diodei doar în intervalul dintre t2 și t3, iar valoarea medie curentă poate fi calculată determinând aria figurii completate sub sinusoid, care va fi egală cu:
Dacă tensiunea de ieșire a circuitului este suficient de mică, atunci această formulă se apropie de valoarea obținută anterior. Dacă curentul de ieșire este setat la zero, atunci vom primi:
Adică, atunci când încărcătura, tensiunea de ieșire va deveni egală cu tensiunea de rețea !!! Prin urmare, astfel de componente trebuie utilizate în circuit, astfel încât fiecare dintre ele să reziste la amplitudinea tensiunii de alimentare.
Apropo, atunci când curentul de încărcare este redus cu 10%, expresia dintre paranteze va scădea cu 10%, adică tensiunea de ieșire va crește cu aproximativ 30 de volți, dacă inițial avem de a face cu 220 volți la intrare și 10 volți la ieșire. Astfel, utilizarea unei diode zener paralele cu sarcina este strict necesară !!!
Dar dacă redresorul este în jumătate de undă? Atunci curentul trebuie calculat după următoarea formulă:
La valori mici ale tensiunii de ieșire, curentul de încărcare va deveni jumătate mai mare decât la rectificarea cu o punte completă. Iar tensiunea la ieșire fără sarcină va fi de două ori mai mare, deoarece aici avem de-a face cu un dubler de tensiune.
Deci, alimentarea cu un condensator de stingere este calculată în următoarea ordine:
-
În primul rând, alegeți care va fi tensiunea de ieșire.
-
Apoi determinați curenții de sarcină maximă și minimă.
-
Apoi, determinați tensiunea de alimentare maximă și minimă.
-
Dacă se presupune că curentul de încărcare este instabil, este necesară o diodă zener paralelă cu sarcina!
-
În cele din urmă, se calculează capacitatea condensatorului de stingere.
Pentru un circuit cu rectificare cu jumătate de undă, pentru o frecvență de rețea de 50 Hz, capacitatea se găsește după următoarea formulă:
Rezultatul obținut prin formulă este rotunjit la partea unei capacități nominale mai mari (de preferință nu mai mult de 10%).
Următorul pas este să găsiți curentul de stabilizare al diodei Zener pentru tensiunea maximă de alimentare și consumul minim de curent:
Pentru un circuit de rectificare cu o jumătate de undă, condensatorul de stingere și curentul maxim de zener sunt calculate după următoarele formule:
Atunci când alegeți un condensator de stingere, este mai bine să vă concentrați pe condensatoarele de film și hârtie. Condensatoarele de film cu capacitate mică - până la 2,2 microfaraduri pe tensiune de funcționare de 250 de volți funcționează bine în aceste scheme atunci când sunt alimentate de la o rețea de 220 de volți. Dacă aveți nevoie de o capacitate mare (mai mult de 10 microfaraduri) - este mai bine să alegeți un condensator pentru o tensiune de funcționare de 500 de volți.
Consultați și la electro-ro.tomathouse.com
: