Блок питания с гасящим конденсатором представляет собой простейший вариант запитать какое нибудь маломощное устройство.При всей своей простоте он имеет и два минуса:1. Он гальванически связан с сетью! потому такие БП используются там, где нет вероятности прикосновения к контактам.2. Такой Бп имеет не очень большой выходной ток.
При увеличении выходного тока надо увеличивать емкость гасящего конденсатора и его габариты становятся существенными.
- Внимание, будьте очень аккуратны, не прикасайтесь к контактам этого БП когда он включен.
- Как пример таких блоков питания я могу дать ссылку на подробный обзор четырех вариантов, с тестами, схемами и осмотров.
Простейшая схема данного БП выглядит так:Как можно увидеть из схемы, последовательно с сетью стоит конденсатор. Он то и является балластом,, на котором гасится часть напряжения.Конденсатор не пропускает постоянный ток, но так как в сети переменный и конденсатор в итоге постоянно перезаряжется, то и получается, что в таком случае ток на выходе есть. Причем сила тока напрямую зависит от емкости конденсатора.Собственно потому для расчета емкости конденсатора необходимо знать как минимум выходной ток нашего будущего БП, причем надо учесть и потребление стабилизатора, обычно это несколько мА.И так. Есть две формулы, сложная и простая.Сложная — подходит для расчета при произвольном выходном напряжении.Простая — подходит в ситуациях, когда выходное напряжение не более 10% от входного. I — выходной ток нашего БПUвх — напряжение сети, например 220 ВольтUвых — напряжение на выходе БП (или до стабилизаторе если такой есть), например 12 Вольт.С — собственно искомая емкость.Например я хочу сделать БП с выходным током до 150мА. Пример схемы приведен выше, вариант применения — радиопульт с питанием 5 Вольт + реле на 12 Вольт.Подставляем наши 0.15 Ампера и получаем емкость 2.18мкФ, можно взять ближайший номинал из стандартных — 2,2мкФ, ну или "по импортному" — 225.Все как бы вроде хорошо, схема простая, но есть несколько минусов, которые надо исключить:1. Бросок тока при включении может сжечь диодный мост.2. При выходе из строя конденсатора может быть КЗ3. Если оставить как есть, то вполне можно получить разряд от входного конденсатора, так как на нем может долго присутствовать напряжение даже после отключения БП от сети.4. При снятии нагрузки напряжение на конденсаторе до стабилизатора поднимется до довольно большого значения.Решения:1. Резистор R1 последовательно с конденсатором2. Предохранитель 0.5 Ампера.3. Резистор R2 параллельно конденсатору.4. Супрессор на 12 Вольт параллельно конденсатору после диодного моста. Я не рекомендую здесь использовать стабилитроны, супрессоры рассчитаны на большую мощность рассеивания и схема будет работать надежнее.На схеме красным цветом я выделил новые компоненты, синим — небольшое дополнение в виде светодиода.Но гасящие конденсаторы используют часто и в дешевых светодиодных лампах. Это плохо, так как у таких ламп меньше надежность и часто высокие пульсации света.Ниже упрощенный вариант схемы такой лампы.Попробуем рассчитать емкость для такого применения, но так как напряжение на выходе будет явно больше чем 1/10 от входного, то применим первую формулу.В качестве выходного напряжения я заложил 48 Вольт, 16 светодиодов по 3 Вольта на каждом. Конечно это все условно, но близко к реальности.Ток — 20мА, типичный максимальный ток для большинства индикаторных светодиодов.У меня вышло, что необходим конденсатор емкостью 0.298 мкФ. Ближайший из распространенных номиналов — 0.27 или 0.33мкФ. Первый встречается гораздо реже, а второй уже будет давать превышение тока, потому можно составить конденсатор из двух параллельных, например по 0.15мкФ. При параллельном включении емкость складывается.С емкостью разобрались, осталось еще пара моментов:1. Напряжение конденсатора2. Тип конденсатора.С напряжением все просто, можно применить конденсатор на 400 Вольт, но надежнее на 630, хоть они и имеют больше размер.С типом чуть сложнее. Для такого применения лучше использовать конденсаторы, которые изначально предназначены для такого использования, например К73-17, CL21, X2На фото конденсатор CL21А это более надежный вариант, не смотрите что на нем указано 280 Вольт, у него это значение переменного действующего напряжения и он будет работать надежнее, чем К73-17 или CL21.Такие конденсаторы могут выглядеть и такА вот теперь можно еще раз внимательно посмотреть, что надо для того, чтобы собрать такой "простой" блок питания и решить, нужен ли он.В некоторых ситуациях да, он поможет, но он имеет кучу минусов, потому на мой взгляд лучше применить просто небольшой импульсный блок питания, который уже имеет стабилизированное выходное напряжение, гальваническую изоляцию и больший выходной ток.
Но можно поступить еще лучше. Сейчас получили распространение монолитные блоки питания. По сути кубик, в котором находится миниатюрный БП
Например HLK-PM01 производства Hi-link, стоимостью около двух долларов за штуку.
Или их китайский аналог TSP-05 производства Tenstar robot. Они немного дешевле, 1.93 доллара за штуку.
Практика показала, что качество у них сопоставимое.
Как я писал выше, они представляют из себя импульсный Бп в модульном исполнении. БП в пластмассовом корпусе залитый эпоксидной смолой.
Выпускаются на разные напряжения и способны поддерживать его на довольно стабильном уровне.Внутренности поближе, на фото вариант от Hi-link
На этом вроде все. Надеюсь, что статья была полезна, постараюсь и в будущем находить интересные темы.
Также интересны пожелания, что хотелось бы видеть в рубрике — Начинающим.
Эту страницу нашли, когда искали: какой тип конденсатора лучше для бестрансформаторного блока питания, у конденсатора 2 катушки на 50 и 60 герц как их определить, выбор гасяшего конденсатора, расчет разряжающего резистора для конденсатора 80 мкф, расчет ультраконденсатора на нагрузку, как использовать гасящий конденсатор, конденсатор как сглаживающий фильтр на 20 вольт, ёмкость конденсатора чтобы понизить напряжение с 220 до 14 вольт, как рассчитать балластный конденсатор для трансформатора, ток на выходе конденсатора, выбор конденсатора для преобразователя постоянного тока, как понизить напряжение с 220 в до 12 в конденсатором, конденсаторы ёмкостями12мкф и 18 мкф и резисторы сопротивлением 6,4 и 10 ком включены как показано на рисунке. . к схеме подведена разность потенциалов 12в.найти напряжение на конденсаторе 1 зисторы сопротивлением 6ком и 10ком включены как показано на рису, подобрать конденсатор для задержки, как подключить конденсатор на 1000мкф к блоку питания, конденсатор на выходе блока питания 15 вольт какой, керамические конденсаторы, которые предотвращают возникновение радиопомех в цепи питания светодиодов., расчет конденсатора подавления эмп на двигатель 30вт, как на вход питания надо добавлять конденсатор, как рассчитать на конденсатор для светодиодных ламп на 12в, конденсаторный блок питание, как подобрать конденсатор для без трансформаторного бп, оптимальная емкость конденсаторов электролитов в блоке питания усилителя, гасящий конденсатор зачем, как погасить конденсатора и напряжение входное
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Гасящий конденсатор вместо резистора
Иногда возникает задача понизить переменное напряжение сети 220 вольт до некоторого заданного значения, причем применение понижающего трансформатора (в таком случае) не всегда бывает целесообразным.
Скажем, низкочастотный понижающий трансформатор, выполненный традиционно на трансформаторном железе, способный преобразовать мощность 200 Ватт, весит больше килограмма, не говоря о высокой стоимости.
Следовательно в некоторых случаях можно применить гасящий резистор, который ограничит ток, однако при этом на самом гасящем резисторе выделится мощность в виде тепла, а это не всегда является приемлемым.
Например, если нужно запитать 200 Ваттную лампу только на половину ее наминала, потребовалось бы рассеять мощность в 100 Ватт на гасящем резисторе, а это крайне сомнительное решение.
Весьма удобной альтернативой, для данного примера, может служить применение гасящего конденсатора, емкостью около14мкф, (такой можно собрать из трех металлопленочных типа К73-17 по 4,7мкф, рассчитанных на 250в, а лучше – на 400в) это позволит получить нужный ток без необходимости рассеивать значительную мощность в виде тепла.
Рассмотрим физическую сторону этого решения. Как известно, конденсатор, включенный в цепь переменного тока, является реактивным элементом, обладающим емкостным сопротивлением, связанным с частотой переменного тока в цепи, а также с собственной емкостью.
Чем больше емкость конденсатора и чем выше частота переменного напряжения в цепи, тем больший ток проходит через конденсатор, значит емкостное сопротивление конденсатора обратно пропорционально его емкости, а также частоте переменного тока, в цепи, куда он включен.
| Это видно и из формулы для емкостного сопротивления конденсатора: |  |
| Если в цепь переменного тока включены последовательно резистор (активная нагрузка) и конденсатор, то их общее сопротивление можно найти по формуле: |  |
| Итак, зная напряжение на нагрузке, силу тока нагрузки и напряжение на гасящем конденсаторе, можно определить емкость гасящего конденсатора, который нужно включить последовательно нагрузке для получения требуемых параметров питания: |  |
| Рассмотрим пример: требуется запитать лампу накаливания мощностью 100 Ватт, рассчитанную на напряжение 110 вольт от розетки 220 вольт. В первую очередь найдем значение рабочего тока лампы: |
Получим значение тока лампы равное 0,91 А. Теперь можно найти требуемое значение емкости гасящего конденсатора, она будет равна 15,2 мкФ.
Следует отметить, что этот расчет верен для чисто активной нагрузки, когда имеет место эффективное значение. При использовании же выпрямителя, необходимо учесть, что эффективное значение тока будет немного меньше в силу действия пульсаций. Также следует помнить, что в качестве гасящих конденсаторов, полярные конденсаторы применять ни в коем случае нельзя.
Лучшее сочетание вакуумных и полупроводниковых характеристик — однотактный гибридный усилитель звука.
Мы не создаём иллюзий, Мы делаем звук живым!
Расчет конденсатора для светодиодов
Необходимость подключить светодиод к сети – частая ситуация. Это и индикатор включения приборов, и выключатель с подсветкой, и даже диодная лампа.
Существует множество схем подключения маломощных индикаторных LED через резисторный ограничитель тока, но такая схема подключения имеет определённые недостатки. При необходимости подключить диод, с номинальным током 100-150мА, потребуется очень мощный резистор, размеры которого будут значительно больше самого диода.
Вот так бы выглядела схема подключения настольной светодиодной лампы. А мощные десяти ваттные резисторы при низкой температуре в помещении можно было бы использовать в качестве дополнительного источника отопления.
Применение в качестве ограничителя тока конде-ров позволяет значительно уменьшить габариты такой схемы. Так выглядит блок питания диодной лампы мощностью 10-15 Вт.
Принцип работы схем на балластном конденсаторе
В этой схеме конде-р является фильтром тока. Напряжение на нагрузку поступает только до момента полного заряда конде-ра, время которого зависит от его ёмкости. При этом никакого тепловыделения не происходит, что снимает ограничения с мощности нагрузки.
Чтобы понять, как работает эта схема и принцип подбора балластного элемента для LED, напомню, что напряжение – скорость движения электронов по проводнику, сила тока – плотность электронов.
Для диода абсолютно безразлично, с какой скоростью через него будут «пролетать» электроны. Расчет конде-ра основан на ограничении тока в цепи. Мы можем подать хоть десять киловольт, но если сила тока составит несколько микр оампер, количества электронов, проходящих через светоизлучающий кристалл, хватит для возбуждения лишь крохотной части светоизлучателя и свечения мы не увидим.
В то же время при напряжении несколько вольт и силе тока десятки ампер плотность потока электронов значительно превысит пропускную способность матрицы диода, преобразовав излишки в тепловую энергию, и наш LED элемент попросту испарится в облачке дыма.
Расчет гасящего конденсатора для светодиода
- Разберем подробный расчет, ниже сможете найти форму онлайн калькулятора.
- Расчет емкости конденсатора для светодиода:
- С(мкФ) = 3200 * Iсд) / √(Uвх² — Uвых²)
С мкФ – ёмкость конде-ра.
Он должен быть рассчитан на 400-500В; Iсд – номинальный ток диода (смотрим в паспортных данных); Uвх – амплитудное напряжение сети — 320В; Uвых – номинальное напряжение питания LED.
- Можно встретить еще такую формулу:
- C = (4,45 * I) / (U — Uд)
- Она используется для маломощных нагрузок до 100 мА и до 5В.
Расчет конденсатора для светодиода (калькулятор онлайн):
Для наглядности проведём расчёт нескольких схем подключения.
Подключение одного светодиода
Для расчета емкости конде-ра нам понадобится:
- Максимальный ток диода – 0,15А;
- напряжение питания диода – 3,5В;
- амплитудное напряжение сети — 320В.
Для таких условий параметры конде-ра: 1,5мкФ, 400В.
Подключение нескольких светодиодов
При расчете конденсатора для светодиодной лампы необходимо учитывать, что диоды в ней соединены группами.
- Напряжение питания для последовательной цепочки – Uсд * количество LED в цепи;
- сила тока – Iсд * количество параллельных цепочек.
- Для примера возьмём модель с шестью параллельными линиями из четырёх последовательных диодов.
- Напряжение питания – 4 * 3,5В = 14В; Сила тока цепи – 0,15А * 6 = 0,9А;
- Для этой схемы параметры конде-ра: 9мкФ, 400В.
Простая схема блока питания светодиодов с конденсатором
Разберём устройство без трансформаторного блока питания для светодиодов на примере фабричного драйвера LED ламы.
- R1 – резистор на 1Вт, который уменьшает значимость перепадов напряжения в сети;
- R2,C2 – конде-р служит в качестве токоограничителя, а резистор для его разрядки после отключения от сети;
- C3 – сглаживающий конде-р, для уменьшения пульсации света;
- R3 – служит для ограничения перепадов напряжения после преобразования, но более целесообразно вместо него установить стабилитрон.
Какой конденсатор можно использовать для балласта?
В качестве гасящих конденсаторов для светодиодов используются керамические элементы рассчитанные на 400-500В. Использование электролитических (полярных) конденсаторов недопустимо.
Меры предосторожности
Безтрансформаторные схемы не имеют гальванической развязки. Сила тока цепи при появлении дополнительного сопротивления, например прикосновение рукой с оголённому контакту в цепи, может значительно увеличится, став причиной электротравмы.
Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (14
Светлый угол — светодиоды
Обсуждаем построение светодиодных драйверов, особенности питания разных типов светодиодов.
skalinas » 09 фев 2013, 15:06
Выкладываю файл расчета для схемы с гасящим конденсатором.Для точного расчета необходимо точно знать напряжение на светодиоде при заданном токе.Подставляем: количество светодиодов, напряжение на одном светодиоде, емкость гасящего конденсатора С1 (брать от 0,1мкФ до 10мкФ), токоограничительное сопротивление R1 и площадь вашего радиатора (считать всю поверхность радиатора которая соприкасается с воздухом). Получаем средний ток и общую среднюю мощность на светодиодах. Если мощность превысит больше 1Вт на 55см, то ячейка заливается красным цветом –нужно увеличивать общую площадь радиатора. R3 можно не ставить – при увеличении резистора на нем возрастает выделяемая мощность и уменьшается пульсации света. С2 можно брать в пределах 10-470мкФ. Вложения Расчет конденсатора и схема.xlsx Расчет (86.56 KIB) Скачиваний: 14531
На вкус и свет товарищей нет
За это сообщение автора skalinas поблагодарили: 12 19jurij72 (09 фев 2013, 21:29) • AlexS (08 май 2013, 14:57) • Алекс78 (09 фев 2013, 15:53) • deputat (24 янв 2015, 15:18) • foster (12 ноя 2015, 12:07) • ignis (17 мар 2015, 01:10) • Led-Life33 (21 мар 2016, 15:59) • r00t (22 окт 2015, 18:02) • tag (09 фев 2013, 15:28) • казанец (09 фев 2013, 17:08) • Прочнист (12 мар 2016, 00:34) • Дилетант (09 фев 2013, 15:12) skalinas Искра знания Сообщений: 524Зарегистрирован: 10 ноя 2010, 02:38Откуда: Чебы Благодарил (а): 14 раз. Поблагодарили: 53 раз.
Дилетант » 09 фев 2013, 15:17
Нормальный продукт.
Может, как-то сделать отличающимися ячейки, в которых можно задавать данные, и неизменяемые ячейки, чтобы сразу видно было. И сделать пометку, куда кликать для рассчета.
За это сообщение автора Дилетант поблагодарил: r00t (22 окт 2015, 18:02) Дилетант Scio me nihil scire
Сообщений: 1379Зарегистрирован: 08 авг 2011, 19:02 Благодарил (а): 20 раз. Поблагодарили: 40 раз.
Dimus » 09 фев 2013, 15:49
Обычно в калькуляторах наоборот задаешь напряжение, ток и количество диодов — рассчитывается резистор, или в данном случае конденсатор. Непонятно откуда брать значение R1 — с потолка?
Dimus Прожектор Сообщений: 110Зарегистрирован: 01 сен 2012, 15:31 Благодарил (а): 0 раз. Поблагодарили: 4 раз.
Дилетант » 09 фев 2013, 15:58
Чтобы было удобно максимальному количеству пользователей, лучше наверное, чтобы можно было задать только количество диодов и их падения напряжения. И выдавался бы результат всего остального — резисторов, конденсаторов.
Дилетант Scio me nihil scire Сообщений: 1379Зарегистрирован: 08 авг 2011, 19:02 Благодарил (а): 20 раз. Поблагодарили: 40 раз.
Алекс78 » 09 фев 2013, 16:03
Полезная темка однако. Осталось только запроектировать, собрать и сверить практические результаты с расчетными.. я2ццйффйё2ЁЙФЦЫЙЯ
Дилетант писал(а):Чтобы было удобно максимальному количеству пользователей, лучше наверное, чтобы можно было задать только количество диодов и их падения напряжения. И выдавался бы результат всего остального — резисторов, конденсаторов.
Правильно, а остальные пусть сами в экселе программировать учатся.. Включая и меня.. Алекс78 Scio me nihil scire Сообщений: 1403Зарегистрирован: 21 окт 2012, 12:16Откуда: Тверская область Благодарил (а): 30 раз. Поблагодарили: 45 раз.
skalinas » 09 фев 2013, 16:38
Dimus писал(а):Обычно в калькуляторах наоборот задаешь напряжение, ток и количество диодов — рассчитывается резистор, или в данном случае конденсатор. Непонятно откуда брать значение R1 — с потолка?
Тут так не получится! У вас есть светодиоды с их параметрами и гасящие кондеры определенного номинала (сложно подобрать точную емкость) – зная все это, можно рассчитать средний ток, мощность и посмотреть пиковый ток от номинала гасящего конденсатора на светиках.
R1 рассчитывается так, нужно знать пиковый ток диодов в мосте. Для 1N4007 он порядка 30А. R1=620В/30*1,5 – где 1,5 запас прочности. Получаем порядка 13Ом – это минимальное сопротивление для диодов, я взял 27Ом на 2Вт – при этом сопротивлении и мощности резистора резюк не горит при искрении выключателем.
Проверено! Разница между расчетными токами и замерами в пределах 10%
На вкус и свет товарищей нет
skalinas Искра знания Сообщений: 524Зарегистрирован: 10 ноя 2010, 02:38Откуда: Чебы Благодарил (а): 14 раз. Поблагодарили: 53 раз.
Dimus » 09 фев 2013, 17:56
skalinas писал(а):Тут так не получится! У вас есть светодиоды с их параметрами и гасящие кондеры определенного номинала (сложно подобрать точную емкость) – зная все это, можно рассчитать средний ток, мощность и посмотреть пиковый ток от номинала гасящего конденсатора на светиках.
Конденсаторы лежат в магазине, при расчете выбирается ближайший из ряда, который потом покупаетсяskalinas писал(а):R1 рассчитывается так, нужно знать пиковый ток диодов в мосте. Для 1N4007 он порядка 30А. R1=620В/30*1,5 – где 1,5 запас прочности.
Получаем порядка 13Ом – это минимальное сопротивление для диодов, я взял 27Ом на 2Вт – при этом сопротивлении и мощности резистора резюк не горит при искрении выключателем.
Проверено! Разница между расчетными токами и замерами в пределах 10% При «искрении» скорее светодиоды сгорят, чем резистор. Dimus Прожектор Сообщений: 110Зарегистрирован: 01 сен 2012, 15:31 Благодарил (а): 0 раз. Поблагодарили: 4 раз.
skalinas » 09 фев 2013, 19:51
В том то и дело, что в магазине не всегда есть те кондеры что нужны. Я не программист, расчет делал под себя и мне этого достаточно.По поводу «искрения», уверяю вас, что резистор горит и диодный мостик взрывается легко! А светики как правило живые остаются, если конечно через них не поперло 220В, это когда замкнет диодный мостик соответственно.Если будут предложения или конкретные замечания — исправлю и выложу.Не качалось — заменил на другой файл для 19 светиков (был для 3шт на ток 0,35А).
Кому интересно, сделал себе лампу на 9Вт, 33 светодиода (самсунг), 2мкФ — работает отлично. Ни чем не хуже, чем с обратноходовым драйвером. Единственно есть пульсации света, которые глазами не видно, только через фотоаппарат. Думаю, дополнительно прилепить генератор тока на транзисторах.
Когда будите подбирать кондер С1, смотрите, что бы максимальный ток (I пиковый, для 240В) через светодиоды не превышал разрешенный к применению для светодиодов.
Не правильно выше привел расчет для R1, нужно считать так. R1=(620В/30)*1,2 – где 1,2…2 запас прочности, получается минимальное значение резистора порядка 24Ом.
На вкус и свет товарищей нет
skalinas Искра знания Сообщений: 524Зарегистрирован: 10 ноя 2010, 02:38Откуда: Чебы Благодарил (а): 14 раз. Поблагодарили: 53 раз.
изобретатель » 09 фев 2013, 20:41
Применяю миниатюрные мостики на 1 ампер, резистор 4-6 ом. Все вполне надежно, но ограничительный резистор не менее 2 вт, маленькие сгорают при включении. Для настройки и подбора тока использую эквивалент нагрузки на мощном транзисторе. Гасящий кондер составной из пленочных 0,68 1,0 2,2мф.
Нет ничего невозможного, если хорошо подуматьhttp://led-str.ru изобретатель Scio me nihil scire Сообщений: 8038Зарегистрирован: 01 сен 2010, 10:36Откуда: Стерлитамак Благодарил (а): 92 раз. Поблагодарили: 416 раз.
skalinas » 09 фев 2013, 22:25
Конденсатор С1 нужно брать на напряжение 630В и следить затем, что бы нагрев корпуса конденсатора не превышал 60С.Справочник по кондерам скачать две части и разархивировать.
Вложения Кондер.part1.rar Кондеры (1.91 MIB) Скачиваний: 1851 Кондер.part2.rar (402.44 KIB) Скачиваний: 1655
На вкус и свет товарищей нет
skalinas Искра знания Сообщений: 524Зарегистрирован: 10 ноя 2010, 02:38Откуда: Чебы Благодарил (а): 14 раз. Поблагодарили: 53 раз.
za50l » 11 фев 2013, 12:49
Не забывать при подборе резистора ,о предельном напряжении .Особено это актуально при дребезге контактов выключателя.Для резисторов серии МЛТ от мощности максимальное напряжение для 0,5вт 350в,1вт-500в,2вт-750в ,а вот для китайских резисторов это темный лес ,повышают максимальное напряжение последовательным включением оных.
za50l Светодиод Сообщений: 200Зарегистрирован: 21 сен 2012, 12:36Откуда: Кузбасс Новокузнецк-мыски Благодарил (а): 8 раз. Поблагодарили: 20 раз.
- skalinas » 15 фев 2013, 13:23
- Чего то тема заглохла, кто собирал схему и сравнивал ток с расчетным значением, какое расхождение?
- На вкус и свет товарищей нет
skalinas Искра знания Сообщений: 524Зарегистрирован: 10 ноя 2010, 02:38Откуда: Чебы Благодарил (а): 14 раз. Поблагодарили: 53 раз.
NowLex » 21 мар 2013, 12:19
Недавно я люстру делал по такому принципу:2.2мкФ — получается ~110мА;1мкФ — получается ~48мА. Получается, для 16мА нужно где-то 0.33мкФ.
Для успокоения можно поставить стабилитрон параллельно выходному конденсатору на нужное напряжение.
Моя основная движущая сила в работе — энергия сгорания углеводов и расщепления аденозинтрифосфата!МОИ СВЕТОДИОДНЫЕ ПОДЕЛКИ NowLex Scio me nihil scire Сообщений: 1096Зарегистрирован: 25 ноя 2010, 19:12Откуда: Респ.Коми, с.Усть-Кулом (недалеко от г.Сыктывкар) Благодарил (а): 1 раз. Поблагодарили: 21 раз.
изобретатель » 21 мар 2013, 12:30
Не забываем, что чем длиннее цепочка диодов, тем больше емкость гасящего конденсатора.
Нет ничего невозможного, если хорошо подуматьhttp://led-str.ru изобретатель Scio me nihil scire Сообщений: 8038Зарегистрирован: 01 сен 2010, 10:36Откуда: Стерлитамак Благодарил (а): 92 раз. Поблагодарили: 416 раз.
skleptik » 08 апр 2013, 10:40
А где сама схема? К которой расчет применим. Можно её в эту тему добавить? Если не сложно конечно…
skleptik Фонарик Сообщений: 14Зарегистрирован: 27 янв 2013, 18:19 Благодарил (а): 0 раз. Поблагодарили: 0 раз.
Вернуться в Питание и подключение светодиодов
Кто сейчас на форуме
Расчёт блока питания с гасящим конденсатором + онлайн-калькулятор
Итак, процессы в этой схеме будут достаточно нелинейны, поэтому при рассчётах придётся делать различные упрощения и допущения.
Для начала давайте будем считать, что ёмкость конденсатора C2 достаточна для полного сглаживания пульсаций напряжения после моста, то есть напряжение на конденсаторе C2 = const.
Далее попробуем нарисовать пару графиков, — напряжение на входе моста (UM) и ток через конденсатор C1 (IC1), опираясь на график сетевого напряжения UС(t).
Будем считать, что сетевое напряжение у нас изменяется по синусоидальному закону и имеет амплитуду Uca (вообще-то рисовать мы будем косинусоиду, нам так будет удобнее, но это по сути одно и то же, только косинусоида сдвинута относительно синусоиды на π/2).
Рассуждаем следующим образом: в каждый момент времени полное напряжение и полный ток в этой цепи можно описать следующими уравнениями:
UC=UC1+UМ (1), iC=iC1+iМ (2)
В момент времени t0 уравнение напряжения примет вид: Uca=UC1+UМ.
Поскольку Uca — это максимальное значение сетевого напряжения, то UC1 и UМ также в этот момент должны иметь максимальные значения (здесь в логике есть небольшой провал, максимум суммы — это не всегда сумма максимумов, функции могут быть сдвинуты по фазе, но… в общем, мы потом всё экспериментально проверим).
Максимальное значение UМ равно Uвых, поскольку если бы напряжение на мосту поднималось выше, то и конденсатор C2 заряжался бы до большего напряжения (мост бы открылся и к конденсатору C2 потёк бы зарядный ток, увеличивая напряжение на нём).
Токи через конденсатор и мост в момент t0 равны нулю. Про мост я выше уже написал (если бы через него тек ток, то конденсатор C2 заряжался бы дальше), а через C1 ток не течёт, поскольку ток через конденсатор — это первая производная от напряжения, которая в точках экстремума обращается в ноль (значит когда напряжение на конденсаторе максимально — ток равен нулю).
Далее сетевое напряжение (UC) начинает уменьшаться. При этом напряжение на C1 не меняется (тока-то через мост нет, заряд на C1 не меняется), следовательно вместе с падением UC уменьшается напряжение на входе моста.
В момент, когда сетевое напряжение упадёт до значения Uca-2Uвых (момент времени t1) — напряжение на входе моста достигнет значения -Uвых (находим с помощью формулы 1), диоды моста откроются и в первичной цепи (через мост и конденсатор C1) потечёт ток. При этом напряжение на входе моста перестанет меняться (помните, мы договорились, что ёмкость C2 достаточно большая для того, чтобы полностью сгладить пульсации).
Обратите внимание, что напряжение на входе моста в этот момент равно -Uм, так что ток потечёт в обратную сторону от того направления, в котором он тёк до момента времени t0. Этот ток, поскольку он течёт в обратную сторону, начнёт перезаряжать конденсатор C1.
К моменту времени t3 напряжение в сети достигнет максимума, только с противоположной относительно момента t0 полярностью.
Соответственно, для этого момента экстремума сетевого напряжения будут справедливы все те же рассуждения касательно напряжений и токов, которые мы использовали для момента t0.
То есть, к этому моменту конденсатор C1 полностью перезарядится (напряжение на нём достигнет максимального значения отрицательной полярности), а ток через C1 и мост упадёт до нуля.
Далее, по мере роста сетевого напряжения, напряжение на конденсаторе C1 будет оставаться неизменным, а напряжение на входе моста будет расти.
В момент времени t4, когда сетевое напряжение вырастет до значения -(Uca-2Uвых), напряжение на входе моста достигнет значения Uвых, диоды моста откроются и в первичной цепи (через мост и конденсатор C1) снова потечёт ток. Этот ток снова будет перезаряжать конденсатор C1, но уже напряжением положительной полярности.
В момент t6 напряжение на конденсаторе C1 достигнет максимального значения положительной полярности, а ток через C1 и мост упадёт до нуля.
Далее весь цикл повторится с самого начала.
Теперь давайте вспомним закон сохранения заряда. В соответствии с этим законом за один полный цикл через конденсатор C1, мост и нагрузку должно протекать одинаковое количество заряда.
Поскольку ток нагрузки у нас постоянный, то количество заряда, протекающего через нагрузку за один цикл, можно найти по формуле Q=Iн*tцикла=Iн/fc, где fc — частота питающего сетевого напряжения. Количество заряда, протекающего через конденсатор C1, будет равно площади под графиком тока (заштрихованная площадь графика IC1(t)).
Остаётся только найти эту площадь, приравнять её к заряду, протекающему за один цикл через нагрузку, и выразить из полученного выражения необходимую ёмкость конденсатора C1 в зависимости от тока нагрузки.
Подробные математические расчёты можно найти под вторым спойлером.