Комментарии 28
Не могли бы вы привести пример конденсатора от Murata, о котором вы говорите, спасибо. Всегда вроде rms нормировался.
Если делать выпрямитель на кенотроне, там эта проблема с импульсными токами встает в полный рост. Для них в справочниках даже указывают максимальную емкость фильтра, на которую может работать конкретный прибор. Приходится добавлять резисторы или дроссели.
Отличная статья! Спасибо.
Пробудила воспоминания. Где то лет -дцать назад читал толстенный — пальца в 3 толщиной, а то и больше — справочник (или может быть руководство?). Книга и тогда была не новая, где-то 60-х. А может и конца 50-х. Во всяком случае в качестве выпрямительных элементов там фигурировали кенотроны и селеновый столбики, хотя вроде бы упоминались и германиевые диоды. Эта тема — проблема максимального тока выходного конденсатора выпрямителя — там подробно разбиралась. Правда формул было куда меньше и они были инженерного уровня, зато были практические советы по выбору элементов и табличка с типовыми конфигурациями. Помню так же, что по итогу там пришли к тому, что нужно непременно ставить на выходе выпрямителя Г- или П-образную цепочку (дроссель и 2 или 1 конденсатор). Иначе в приемлемый коэф. пульсаций не вписаться.
Понимаю вашу деликатность, но вы хоть намекните на автора книги "Практическая электроника". Вроде: на букву N начинается...
Достойные книги нынче редкость, такая информация сама по себе ценность.
Да, пульсации напряжения будут уменьшаться, но одновременно будет возрастать максимальное значение тока в конденсаторе
Обычный читатель может с этим столкнуться решив отремонтировать или улучшить какой-то блок питания. И заменив емкости на больший номинал.
П.А.Борисов, В.С.Томасов РАСЧЕТ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ
В книжке в маленьком разделе на несколько страниц специально рассматривается работе выпрямителя на емкость. Я весьма не молодой специалист, над вопросом, который рассматривается в статье, имеет смысл заморачиваться в сварочных аппаратах.
Можно ещё рассмотреть введение дросселя между "сетью" и выпрямителем. Или между выпрямителем и первым конденсатором фильтра.
Пример малоприменимый на 50(60) Гц (габариты), но интересный с т.з. "размазывания" пикового тока и повышения выходного напряжения. Не исключено, что он уже рассмотрен в книгах по электроприводу.
Первый раз вижу такой неординарный подход в расчете простого выпрямителя. Использовал либо упрощенный подход, когда допущения позволяют значительно упростить математику (пример можно найти в справочнике радиолюбителя 60-х годов прошлого века), либо расчет в программе моделирования, где на математику не смотришь, а просто проверяешь на отсутствие упущений, как-то выбор идеальных моделей, вместо реальных компонентов.
По поводу формы импульсов тока: большинство литературы предполагает что выпрямитель подключен ко вторичной обмотке трансформатора ограниченной мощности. Его выходное сопротивление на практике куда больше ESR конденсатора, это и дает менее треугольную форму тока. Если же вы подключаете выпрямитель напрямую к сети, то крайне желательно включать перед мостом резистор на несколько Ом, для смягчения переходных процессов в момент подключения выпрямителя к сети. Иначе будете ощущать как вилка пытается приварится к розетке методом точечной сварки. З.Ы. задайте в вашей программе симуляции сдвиг фазы источника 90 градусов в t0 (момент подключения) и получите значительно больший пиковый ток.
По поводу конденсатора большей чем минимально необходимая емкости. Лишняя емкость не создает проблемы для самого конденсатора, так как конденсатор большей емкости имеет большие габариты и меньшее значение ESR, его тепловой режим в реальности получается легче. Недостатки слишком большого конденсатора - его стоимость и меньший коэффициент мощности у выпрямителя.
Долгое время я (ошибочно) считал, что проблемы с импульсным потреблением присущи в основном тиристорным регуляторам, но особенно проблема проявились с распространением импульсных блоков питания. Как следствие синусоида больше не синусоида т.к. просадка напряжения в линии передач нелинейная. Этот миф про вину импульсных преобразователей прочно засел в моей голове, т.к. упоминается в каждой статье про сетевые фильтры.
И только недавно "собрал" схему мостового выпрямителя в симуляторе и увидел импульсы тока, точно как на картинке в статье. Век живи - век учись. Казалось бы такая простая вещь.
Хм, а как Вам это удалось - Falstad симулятор на Вашем сайте?
Это чужой проект, Falstad портированный на Java Script http://lushprojects.com/circuitjs/
Если порыться на гитхабе, там немало вариаций на тему falstad-симулятор
Если конденсаторы значительной ёмкости, то есть смысл поставить реле и замыкаемый в КЗ после зарядки "зарядный" резистор.
Максимальный допустимый ток через конденсатор равен максимальному току нагрузки - 834мА, значение в 1А приемлемо.
Бодрое начало, а теперь посчитайте ток при включении выпрямителя в розетку)
А он вообще не считается, ясно только, что может быть очень большим :). Тема рашевого тока лежит несколько в стороне от поста, тут более узкая проблема рассматривается.
Хотя Вы правы, надо было добавить, что все расчеты для установившегося режима.
А разве он не равен в начальный момент напряжению (с учётом падения на диодах) поделённому на внутреннее сопротивление конденсатора (без учёта индуктивностей)?
А он вообще не считается
С чего это вдруг?)
Дело в том, что на конденсатор Вам дают верхнюю границу ESR, а конкретное значение заранее не известно, поэтому и не считается. Есть надежда на сопротивление диодов, сопротивление трансформатора, но гарантию дает только токо-ограничивающий резистор со всеми минусами, из него вытекающими.
поэтому и не считается
Не умаляя ваших математических стараний, вы, собственно, не заметили слона, и исключили из расчётов самый главный компонент, который влияет не только на выбор комлектующих, но и собственно на схемотехнику вашего выпрямителя. Поэтому у вас и получаются "не считается" и "есть надежда".
В аннотации стоило бы указать, из-за чего такие сложности: При проектировании выпрямителя с очень высоким уровнем пульсаций, становится важным правильный выбор фильтрующего конденсатора, так как его нагрев зарядно-разрядным током может оказаться выше, чем в типичном применении с низким уровнем пульсации, и, в результате, привести к значительному сокращению срока службы (электролитического) конденсатора. Возможно, для решения задачи понадобятся специализированные серии конденсаторов, например с низким ESR или с расширенным диапазоном рабочих температур.
Самое начало статьи, цитата: " Учитываем тот факт, что за время разрядки конденсатора на нагрузку (t2) напряжение может измениться от амплитудного (минимального, это важно) до минимально допустимого. Полагаю, что в скобках должно быть t1, а не t2, потому что t2 на графике - это именно что заряд конденсатора вершиной синусоиды. Также хочу отметить, что все формулы из статьи читаются ну очень сложно из-за форматирования.
К вопросу о выпрямителе