Dobór kondensatorów do impulsowych przetworników napięcia. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Dobór kondensatorów do impulsowych przetwornic napięcia. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Przetwornice napięcia, prostowniki, falowniki

Komentarze do artykułu

Konstruując transformator napięcia impulsowego, od razu pojawia się pytanie - jakie kondensatory umieścić zarówno na wyjściu prostownika, jak i na wsporniku uzwojenia pierwotnego transformatora. To nie jest bezczynne pytanie - dobre kondensatory impulsowe nie było łatwo znaleźć.

Najpierw zdecydujmy, jakich kondensatorów potrzebujemy. W zależności od napięcia na szynie wtórnej - 35, 50 lub 63V, przewody elastyczne, zgodnie z ograniczeniami wymiarowymi - o pojemności 1000 µF (50-63V), 2200 µF (35V). Dla uproszczenia ograniczę się do jednej wartości nominalnej 1000 uF przy 50 V, co w przybliżeniu odpowiada rozmiarowi 16 * 36 mm dla standardowych elektrolitów. Za absolutny punkt wyjścia przyjmiemy szeroko dostępną w Moskwie serię GS (Standard, 105C) tajwańskiej firmy Ark Electronic. Dla porównania postawmy obok siebie Impulsa Arkę SZ i rasową amerykańską Mallory.

Album rodzinny elektrolitów. Kluczowe parametry

Konstruktywny. Od razu odetniemy duże słoje pod zaciski śrubowe, pojemniki subminiaturowe (4-8mm), pojemniki z wyprowadzeniami osiowymi (wydłuża się pętla prądowa, nieefektywny montaż) - ograniczając się do jednego i drugiego standardu elastyczne przewody promieniowe lub sztywne zaciski hakowe pod terminalemmożna je także przylutować do płytki.

Zakres temperatur, żywotność, stopień niezawodności

Żywotność i czas między awariami są ściśle powiązane z górną granicą zakresu temperatur. W zależności od składu i technologii „opakowania” elektrolitu górną granicę ustala się na +85C (standard), +105C (podwyższone), +125-140C (pojemniki wysokotemperaturowe). Żywotność jest ustalona specjalnie dla tej temperatury, dla typów standardowych wynosi 1000 godzin i jest definiowana jako czas, przez który parametry kondensatora naładowanego do maksymalnego dopuszczalnego stałego napięcia roboczego na pewno utrzymają się w „zielonej strefie” . Z reguły monitorowane są odchylenia: pojemność (20%), tangens strat (nie więcej niż +50%) i prąd upływu (nie więcej niż gwarantowane maksimum). W przypadku elektrolitów pulsacyjnych normalizowany jest również wzrost ESR i/lub całkowitej impedancji.

Dobór kondensatorów do przełączania przetworników napięcia

(kliknij, aby powiększyć)

1000 godzin to okres śmiesznie krótki, choć oczywiście niedoszacowany. Ale wraz ze spadkiem temperatury co 10 stopni do +25 ° C żywotność podwaja się. Zatem pojemnik oznaczony 105C w równych warunkach jest 4 razy trwalszy niż pojemnik oznaczony 85C! Biorąc pod uwagę stresujące warunki życia we wzmacniaczu samochodowym, ograniczymy się do standardowych wydajności +105C i powyżej. Kondensatory o zwiększonej niezawodności/trwałości (pokładowe) są znamionowane na okresy powyżej 1000 godzin do 20.000 5000 godzin, ale to jest niedobór. Ze względów technologicznych trudno jest uzyskać wysoką niezawodność w miniaturowej obudowie, dlatego wiele zaawansowanych serii gwarantuje ponad 10 godzin dla średnic 8 mm i większych, ale tylko 2000 godzin dla XNUMX mm i mniejszych.

Prąd upływu Kondensator nie jest dla nas ważny. Istnieją pojemności specjalnie przystosowane do niskiego prądu upływowego. Kolejność prądów (dla wybranej wartości znamionowej przy ograniczających U i T) jest następująca -

Standard (Ark GS 105C): I(mA) < 0.03 C(mF)U(V) = 1.5 mA

Dla zasilaczy impulsowych (Ark SZ 105C): I(mA) < 0.01 C(mF)U(V) + 0.003 = 0.5 mA

Poprawiony prąd upływowy (Ark SL 105C): I(mA) < 0.002 C(mF)U(V) = 0.1 mA

Przecieki Mallory'ego są prawie takie same

W przypadku wzmacniacza sieciowego o pojemności około 40.000 80 μF prąd upływowy standardowych kondensatorów wyniesie 63 mA, strata mocy przy 5 V wynosi XNUMX W, co nie jest tak znaczące, zwłaszcza że w prawdziwym życiu kondensator nie jest zasilany maksymalnie napięcie, ale znacznie mniejsze. We wzmacniaczu samochodowym całkowita pojemność jest kilkukrotnie mniejsza, dlatego pomijamy prąd sterujący.

Uwaga! W literaturze burżuazyjnej wszystkie parametry dynamiczne DOMYŚLNIE są znormalizowane do 120 Hz, a nie 50 Hz jak w GOST.

Współczynnik rozproszenia Wszystkie standardowe kondensatory mieszczą się w zakresie 0.15-0.25. Tangens kąta utraty „impulsu” jest o połowę mniejszy i wynosi około 0.06-0.15, gdzie 0.15 odpowiada niskim napięciom roboczym, a 0.06-0.10 - napięciom 50-100V. Z tego też powodu w obwodzie wejściowym 12V bezpośrednio przed uzwojeniem pierwotnym transformatora widać pojemności oznaczone +35..+50V, chociaż nawet biorąc pod uwagę udary impulsowe, napięcie jest wystarczające przy +20-25V. Przy wysokich napięciach (powyżej 100-150 V) tangens strat ponownie wzrasta.

Ogranicz prąd tętnienia (prąd tętnienia) - ważne w przypadku filtrów mocy, im więcej, tym lepiej! Zależy to od konstrukcji (rezystancji omowej płytek i przewodów) oraz właściwości elektrolitu. Wraz ze wzrostem częstotliwości tętnienia z około 10 Hz do 1 kHz dopuszczalny prąd tętnienia wzrasta z około 75% do 125-150% normy, wówczas dla standardowych pojemności wysoka impedancja wewnętrzna siłą ogranicza prąd poniżej normy. Gdy temperatura spada do 40-60 ° C, aktualna stawka również wzrasta, ale nie więcej niż dwukrotnie.

Kolejność znormalizowanych prądów dla naszego kondensatora (poczuj różnicę)

Standard (Ark GS 105C): I(maks.) = 0.95 A (120 Hz 105C)

Standard (Mallory SK 85C): I(maks.) = 1.35 A (120 Hz 85C)

to samo przy 1 kHz, 65C: I(max) = 2.0 A

Dla zasilaczy impulsowych (Ark SZ 105C): I(max) = 1.4 A

Dla zasilaczy impulsowych (Mallory SXR 105C): I(max) = 0.83 A (120 Hz 105C)

to samo przy 120Hz, 65C: I(max) = 1.76 A

to samo przy 100kHz, 105C: I(max) = 1.82 A

to samo przy 100kHz, 65C: I(max) = 3.8 A

W praktyce domowej stosują ograniczającą częstotliwość tętnienia NAPIĘCIA fali sinusoidalnej wynoszącą 50 Hz na pojemności. Ten parametr i prąd tętnienia są wymienne. Napięcie jest wygodne, ponieważ dla całej serii wystarczy ten jeden parametr, który ma niewielką zależność od pojemności. A prąd (dla konkretnej oceny) jest bliższy fizycznemu znaczeniu procesów niszczących pojemność.

Równoważna rezystancja szeregowa - główny wskaźnik przydatności pojemnika do zastosowań impulsowych. Z reguły jest standaryzowany tylko dla elektrolitów impulsowych

Standard (Ark GS 105C): Niestandaryzowany

Standard (Mallory SK 85C): 130 mOhm (120 Hz 25C)

Dla zasilaczy impulsowych (Ark SZ 105C): 50 mOhm (100 kHz 20C)

Dla zasilaczy impulsowych (Mallory SXR 105C): 130 mOhm (100 kHz 25C)

Radziecki K50-33 1000uF-63V: 100 mOhm przy 10-1000 kHz - wcale nie tak źle! Poniżej 10 kHz wzrasta liniowo do około 0.75 oma przy 20 Hz. To prawda, że rozmiar to 26 * 60 mm, czyli dwa razy więcej niż burżuazyjne.

Istnieje opinia, że zastępując jeden duży elektrolit wieloma małymi równolegle, można znacznie zmniejszyć impedancję. Czy tak jest? Porównajmy nasz kondensator 1000 μF z dwoma kondensatorami 470 μF i dziesięcioma kondensatorami 100 μF. Dla Arki SZ:

Z (1000) = 50mΩ

Z (470) = 80 mΩ; Z (2*470) = 40 mΩ

Z (100) = 250 mΩ; Z (10*100) = 25 mΩ

Po pierwsze, obalone zostaje błędne przekonanie, że mały pojemnik stawia mniejszy opór niż duży. Nie, ten duży jest mniejszy. Po drugie, jest efekt, ale objawia się on jedynie dużą różnicą w wartości nominalnej, a nieprawidłowe poprowadzenie tras może jeszcze pogorszyć sytuację. Sprawdźmy to na Mallory SXR:

Z (1000) = 130mΩ

Z (470) = 280 mΩ; Z (2*470) = 140 mΩ

Z (100) = 1330 mΩ; Z (10*100) = 133 mΩ

Ups! Bez efektu. Co więcej, wartość bezwzględna oporu jest kilkakrotnie gorsza niż u Tajwańczyków. Albo ktoś kłamie, albo ktoś gra ostrożnie. A co jeśli sprawdzimy na dużych bankach - np. wykręcimy 0.2 F z kondensatorów Mallory serii CGR przy 20V

51mF: Z(51mF) = 8.5 mOhm, Z(4*51mF) = 2.2 mOhm, całkowity limit prądu 4*22=88A

20 mF: Z(20mF) = 8.5 mOhm, Z(10*20mF) = 0.85 mOhm, całkowity limit prądu 10*17=170A

7.7 mF: Z(7.7mF) = 23 mOhm, Z(26*7.7mF) = 0.88 mOhm, całkowity limit prądu 26*8=200A

Efekt pojawia się tylko przy wyższych wartościach serii (od 51 do 20 mF), gdzie całkowita impedancja banku jest określona przez rezystancję przewodów i znika przy „małych” wartościach znamionowych, gdy impedancja zaczyna rosnąć odwrotnie proporcjonalnie do pojemności. A indukcyjność instalacji najprawdopodobniej doprowadzi do pogorszenia parametrów, mówimy o miliomach i nanoHenrysach. Tak więc, jeśli chcesz, pracując z konkretną serią, poszukaj szczegółowej dokumentacji lub zmierz pojemność - ale jak to zrobić dla prądów o natężeniu setek amperów w środowisku kuchennym... Pozostaje tylko sprawdzone w czasie Metoda Tyka.

Specjalne rodzaje elektrolitów – terminologia burżuazyjna

Klasa dźwięku- niejasne określenie. Znajdują się w nim zarówno kondensatory wysoce liniowe o dużym prądzie rozładowania dla filtra mocy, jak i wszelkiego rodzaju kondensatory niepolarne „do zwrotnic”, „przelotowych” itp. dranie masowej technologii. Właśnie uwzględniłem w tabeli to, co pasuje do pierwszej kategorii

Balast - statecznik do LDS i silników, 160-400V, do 22 uF. Wskaźniki impulsów są średnie.

Klasa komputerowa - nie ma nic wspólnego z parametrami impulsu! Jest to pośredni standard niezawodności, lepszy niż domowy, ale gorszy niż pokładowy, z reguły 2000-3000 godzin pracy jest znormalizowanych z nieco większymi tolerancjami utrzymania parametrów.

Ugięcie - dla układu skanowania linii ugięcia, 25..100V, pojemność do 100 µF. Wskaźniki impulsów są dobre.

Wysokiej energii - wysoka energia (wysoki prąd) pojedynczego wyładowania, w przeciwieństwie do Wysoki prąd tętnienia - wysoki prąd tętnienia

Wysoka temperatura - bardzo wysoka niezawodność (na pokładzie), określona dla 125C i wyższych. Objętość i waga są 4-8 razy większe niż standardowe.

lampa błyskowa - do lamp błyskowych, 300V, 1-100 µF, niski prąd upływowy, standardowa wydajność impulsowa.

Uwagi na temat kondensatorów radzieckich

Wiele z nich jest przystosowanych do pracy między awariami przez 5000-10000 godzin w temperaturze 85°C. Jednak technicznymi warunkami „awarii” są 50% spadek wydajności, trzykrotny wzrost tangensa strat i wycieków, co nie jest porównywalne ze współczesnymi standardami burżuazyjnymi.

Już wspomniane K50-33 produkowany (nadal przez fabrykę Severo-Zadonsky) jest produkowany z 4 przewodami osiowymi, które przy długości kondensatora 60-90 mm nadmuchują pętlę prądową (w obwodzie pierwotnym) do niedopuszczalnej długości. Impedancja jest znormalizowana dla 10-1000 kHz i waha się od 30 do 100 mOhm dla wszystkich wartości nominalnych - to dobrze. Najgorsze jest to, że podczas pracy dopuszczalny jest jego trzykrotny wzrost. Minimalny czas międzyawaryjny (biorąc pod uwagę powyższe ramy) to 2000 godzin w temperaturze 85C, 5000 godzin w temperaturze 70C. Jest to jedyny elektrolit o naprawdę wysokiej częstotliwości w radzieckiej nomenklaturze. Tak zwane „impulsowe” kondensatory aluminiowe K50I-1, K50-3I, 13, 17, 21, 23 i odpowiadające im kondensatory rozruchowe K50-19 są przeznaczone do obwodów od 150 do 1000 V i nie mają zastosowania do naszych zadań. Ich odporność nie jest znormalizowana.

„Tabletki” tantalowe K53-28 produkowane są do maksymalnych wartości znamionowych 10 µF * 40 V, 68 µF * 16 V, również z przewodami osiowymi. W tym przypadku całkowita rezystancja wynosi 0.4-10 oma (0.4 oma to tylko 10 μF * 40 V, przy wymiarach tabletu 15 * 12 * 5 mm). Niob K53-27, również z przewodami osiowymi, jest dostępny w maksymalnych wartościach znamionowych 10 µF * 40 V, 47 µF * 20 V, 220 µF * 16 V. Rezystancja jest normalizowana przy częstotliwości 200 kHz (dla tych wartości znamionowych 0.3-1.0 oma). Jeśli chodzi o powszechne kondensatory półprzewodnikowe Al, Nb, Tl K53 innych serii - żaden z nich nie jest znormalizowany pod względem rezystancji (ani prądu) przy wysokich częstotliwościach, więc nie ma o czym rozmawiać. A pojemność właściwa jest niedopuszczalnie niska.

Więc co włożyć?

Oto wybór rodzajów kondensatorów aluminiowych firm prezentowanych na moskiewskich bazarach (z wyłączeniem kondensatorów bipolarnych i przykręcanych). Żadnej jednolitości! „Banki” są oznaczone gwiazdką, wszystkie pozostałe posiadają elastyczne terminale. Cóż, gdzie szukać - sam to rozwiążesz, poszukaj, a znajdziesz.

wskaźniki impulsów	Impuls			Standard
Niezawodność / klasa dźwięku	Wysoka Relacja (ponad 5000 godzin)			Wysoka Rel, klasa komputerowa	Klasa dźwięku	Inny
Klasa temperaturowa	Długa żywotność 105C		85S	Długa żywotność 105C
Производитель
ZSRR			K50-33 (1MHz)
Arka Elektroniczna		SZ		GA GR		SA-SS LGS LGB
CapXon	SZ GL (powyżej 8mm)	GL (5-8mm)		TH KM		SK-SS GS LL LP HP
Elna	RSG RJB RJH RJJ	RSERJ3		RSL RKA LPK LPH LPG LPT LPX	ROA (cerafinowy) ROS (Silmic) ROD R2O R2A RA2 RA3 *LPO	LP4 LP5
Jamicon	TL WG WL			TM WB TH HS KM *RP	LA*AP	SH-SM LP LS *KP
Mallory		SXR VPR		SEK SZ *LP		SK SS LPW LPX
Nichicon				DQ GJ GN GR GY GZ	*KG	LN LS LU GU
Samsung	TMQ TMF TMZ	STL trF trQ		UHT TMB*HMB	*PST(?)	SSE-SSL LN LN7 USL SMM SEM ST-STM trB PS SMS SMU HRB-HRL
Samwa	RZ	RX WD NH	NF * GF * GT	RS RW *HB	AD-AU(?)	RC-RR RV NP NS i wszystkie na BSTQ HC HE *CU

Publikacja: klausmobile.narod.ru

Zobacz inne artykuły Sekcja Przetwornice napięcia, prostowniki, falowniki.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Oko ćmy pomoże stworzyć powłokę antyrefleksyjną 29.12.2017

Shin-Tson Wu z University of Central Florida, USA, zaproponował nową metodę tworzenia powłok antyrefleksyjnych, wzorowaną na budowie oczu owadów – wiadomo, że oczy ciem nie odbijają światła.

Intensywne badania nad powierzchniami o niskim współczynniku odbicia trwają od dłuższego czasu. Tak zwane transfleksyjne wyświetlacze LCD redukują odbicia, zasłaniając zarówno podświetlenie, jak i światło otoczenia. Inne podejście, zwane adaptacyjną kontrolą olśnienia, wykorzystuje czujniki do zwiększania jasności ekranu. Ale obie te technologie zużywają energię baterii i nie są zbyt wydajne. Zdaniem naukowca, anatomia oka ćmy oferuje znacznie bardziej eleganckie rozwiązanie.

Podczas przechodzenia z jednego ośrodka do drugiego światło ulega załamaniu - zmienia kierunek propagacji, co wynika z różnicy w wartościach cech tych mediów, zwanej współczynnikiem załamania. Jeśli ta różnica jest duża, jak wtedy, gdy światło z powietrza pada na szkło, większość padającego światła jest odbijana. Ale oko ćmy pokryte jest maleńkimi, jednolitymi guzkami, które stopniowo załamują padające światło. Padające fale świetlne zakłócają się wzajemnie, wzajemnie się wygaszając, dlatego oko jest postrzegane jako ciemne.

Grupa Wu Shinzona z National Taiwan University stworzyła formę krzemionkową o powierzchni naśladującej powierzchnię oka ćmy i wykorzystuje ją do tworzenia mocnych wgłębień na elastycznych arkuszach. Chociaż wgłębienia te nie są wypukłe, jak guzki owadzich oczu, lecz wklęsłe, w ten sam sposób tłumią odbicie. W testach materiał ten wykazał współczynnik odbicia poniżej 1%.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Inteligencja emocjonalna pomaga ludziom zarabiać więcej

▪ Obliczono śmiertelną dawkę czekolady

▪ Gluten na rozdwojone końcówki

▪ Postrzeganie zmian kolorów wraz z porami roku

▪ Koncepcja elektrycznego sedana VW ID.AERO

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Uziemienie i uziemienie. Wybór artykułu

▪ artykuł Rewolucja w działaniu. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Jakie mentalne manifestacje nazywane są bezpośrednimi i odwrotnymi efektami Dzwoneczka? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Kierownik-asystent laboratorium. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł Prace przygotowawcze przed instalacją instalacji elektrycznej. Prace naprawcze. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Tranzystory polowe 3P331 - KP350. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn