kategorier: Deling av opplevelsen, Praktisk elektronikk
Antall visninger: 30,040
Kommentarer til artikkelen: 3
Hvordan beregne og velge en slukkekondensator
Helt i begynnelsen av emnet, angående valg av en slukkekondensator, vurderer vi en krets som består av en motstand og en kondensator som er koblet i serie til et nettverk. Den totale motstanden til en slik krets vil være lik:
Den effektive verdien av strømmen er henholdsvis funnet i henhold til Ohms lov, nettverksspenningen delt på kretsens impedans:
Som et resultat, for belastningsstrømmen og inngangs- og utgangsspenningen, oppnår vi følgende forhold:
Og hvis utgangsspenningen er tilstrekkelig liten, har vi rett til å vurdere effektiv verdi av strøm tilnærmet lik:
La oss imidlertid vurdere fra et praktisk synspunkt spørsmålet om å velge en slukkekondensator for inkludering i vekselstrømens nettbelastning beregnet for en spenning som er lavere enn standardnettet.
Anta at vi har en glødelampe på 100 W designet for en spenning på 36 volt, og av en eller annen utrolig grunn trenger vi å drive den fra et 220 volt husholdningsnett. Lampen trenger en effektiv strøm lik:
Da vil kapasiteten til den nødvendige slukekondensatoren være lik:
Å ha slikt kondensatoren, vi får håp om å få en normal glød av lampen, vi håper at den i det minste ikke vil brenne ut. Denne tilnærmingen, når vi går videre fra den effektive strømverdien, er akseptabel for aktive belastninger, for eksempel en lampe eller varmeovn.
Men hva hvis belastningen er ikke-lineær og slått på diodebrygge? Anta at du trenger å lade et blysyre-batteri. Hva da? Da pulserer ladestrømmen for batteriet, og verdien blir mindre enn den effektive verdien:
Noen ganger kan en strømkilde være nyttig for en radioamatør, der den slukkende kondensatoren er seriekoblet med dioden broen, ved utgangen som det igjen er en filterkondensator med betydelig kapasitet, som en likestrømbelastning er koblet til. Det viser seg en slags transformatorløs strømkilde med en kondensator i stedet for en trapp ned transformator:
Her vil belastningen som helhet være ikke-lineær, og strømmen vil være langt fra sinusformet, og det vil være nødvendig å utføre beregninger på en litt annen måte. Fakta er at en utjevningskondensator med en diodebro og en belastning vil ytre manifestere seg som en symmetrisk zenerdiode, fordi krusninger med en betydelig filterkapasitet vil bli ubetydelig.
Når spenningen på kondensatoren er mindre enn en viss verdi, vil broen være stengt, og hvis høyere vil strømmen gå, men spenningen ved broutgangen vil ikke øke. Vurder prosessen mer detaljert med grafer:
På tidspunktet t1 nådde nettspenningen amplituden, kondensator Cl lades også i dette øyeblikk til den maksimale mulige verdien minus spenningsfallet over broen, som vil være tilnærmet lik utgangsspenningen. Strømmen gjennom kondensator C1 er lik null i dette øyeblikket. Videre begynte spenningen i nettverket å avta, spenningen på broen også, men på kondensator Cl har den ennå ikke endret seg, og strømmen gjennom kondensator Cl er fortsatt null.
Videre endrer spenningen på broen tegn, og prøver å redusere til minus Uin, og i det øyeblikket strømmer strøm gjennom kondensatoren Cl og gjennom diodebroen. Videre endres ikke spenningen ved broutgangen, og strømmen i seriekretsen avhenger av endringshastigheten til forsyningsspenningen, som om bare kondensator Cl er koblet til nettverket.
Når nettverkets sinusoid når motsatt amplitude, blir strømmen gjennom C1 igjen lik null og prosessen går i en sirkel, gjentar hver halve periode. Det er klart, strømmen strømmer gjennom diodebroen bare i intervallet mellom t2 og t3, og den gjennomsnittlige strømverdien kan beregnes ved å bestemme området for den fylte figuren under sinusformen, som vil være lik:
Hvis utgangsspenningen til kretsen er tilstrekkelig liten, nærmer denne formelen verdien oppnådd tidligere. Hvis utgangsstrømmen er satt til null, får vi:
Det vil si at når belastningen går i stykker, vil utgangsspenningen bli lik nettverksspenningen !!! Derfor bør slike komponenter brukes i kretsen slik at hver av dem tåler amplituden til forsyningsspenningen.
Forresten, når belastningsstrømmen reduseres med 10%, vil uttrykket i parentes avta med 10%, det vil si at utgangsspenningen vil øke med omtrent 30 volt, hvis vi i utgangspunktet takler, for eksempel, 220 volt ved inngangen og 10 volt ved utgangen. Dermed er bruk av en zeneraldiode parallelt med belastningen strengt tatt nødvendig !!!
Men hva om likeretteren er halvbølget? Da må strømmen beregnes med følgende formel:
Med små verdier på utgangsspenningen, vil belastningsstrømmen bli halvparten så mye som ved utbedring med full bro. Og spenningen ved utgangen uten belastning vil være dobbelt så stor, siden vi her har å gjøre med en spenningsdubler.
Så strømforsyningen med en slukkekondensator beregnes i følgende rekkefølge:
-
Velg først hva utgangsspenningen skal være.
-
Bestem deretter maksimale og minimale belastningsstrømmer.
-
Deretter bestemme maksimal og minimum forsyningsspenning.
-
Hvis laststrømmen antas å være ustabil, er det nødvendig med en zenerdiode parallelt med lasten!
-
Til slutt blir kapasiteten til den slukkende kondensatoren beregnet.
For en krets med halvbølgeretting, for en nettverksfrekvens på 50 Hz, blir kapasitansen funnet ved følgende formel:
Resultatet oppnådd med formelen er avrundet til siden med en større nominell kapasitet (helst ikke mer enn 10%).
Neste trinn er å finne stabiliseringsstrømmen til zenerdioden for maksimal forsyningsspenning og minimum strømforbruk:
For en halvbølget utrettingskrets beregnes slukekondensatoren og maksimal zener-strøm ved følgende formler:
Når du velger en slukkekondensator, er det bedre å fokusere på film- og metallpapirkondensatorer. Filmkondensatorer med liten kapasitet - opptil 2,2 mikrofarader per driftsspenning på 250 volt fungerer godt i disse ordningene når de drives fra et 220 volt nettverk. Hvis du trenger en stor kapasitet (mer enn 10 mikrofarader) - er det bedre å velge en kondensator for en driftsspenning på 500 volt.
Se også på elektrohomepro.com
: