Deci, să începem, de ce aveți nevoie de o astfel de sursă de alimentare. Și apoi are nevoie de el, ceea ce îi permite să furnizeze sarcini de joasă curenți fără a se deranja de înfășurarea transformatoarelor și de a folosi un minim de componente. Numărul minim de componente (și cu atât mai mult absența unor astfel de componente dimensionale ca transformatorul), la rândul său, face ca unitatea de putere cu un separator de condensatoare (uneori numită "divider capacitiv") să fie simplu și extrem de compactă.
Luați în considerare diagrama prezentată în imagine:
Să găsim curentul de sarcină: iη = i1-i2 (1) - prima lege Kirchhoff pentru nodul 1.
expresia (1) poate fi rescrisă în următoarea formă:
sau altfel: In = jwC1 (Ucm-U2m) -jwC2U2m. unde indexul "m" este abrevierea de la cuvântul maxim, indică faptul că vorbim de valori ale amplitudinii.
Extinzând parantezele și grupând această expresie, obținem:
Ir = jwC1 (Ub-U2m (1 + C2 / C1)) (2) - care este, de fapt, am obținut o expresie pentru curentul prin sarcină ZL, în funcție de tensiunea peste această sarcină și tensiunea de alimentare. Din formula (2) că valoarea amplitudinii curentului este: = WC1 INM (Ub-U2m (1 + C2 / C1)) (3)
Să presupunem că încărcătura noastră este o punte, netezind condensatorul și, de fapt, o sarcină utilă (a se vedea figura).
Când este pornit inițial, când C3 condensator este descărcată, valoarea U2 va fi zero și va curge prin lansator pod curent de încărcare, o valoare inițială maximă care poate fi găsită prin substituirea în formula (3) Valoarea U2m zero (ISTART = wC1Ucm). Această valoare corespunde celui mai rău caz, când, în momentul pornirii, valoarea instantanee a tensiunii în rețea era egală cu valoarea maximă.
Cu fiecare jumătate de ciclu, condensatorul C3 va fi încărcat și tensiunea noastră U2m. modulo egal tensiunea pe condensatorul C3 și tensiunea la sarcina utilă (notată ca U out) va crește, de asemenea, până când va crește la o valoare constantă. În acest caz, curentul prin sarcina utilă va fi egal cu curentul rectificat mediu, adică Iout = I nm * 2 / "Pi" (pentru curentul sinusoidal de intrare).
Considerând, de asemenea, că Ucm = U c * 1.414 (U c este valoarea efectivă a tensiunii de alimentare) și w = 2 * "Pi" * f. unde f este frecvența tensiunii de alimentare în Hertz, obținem:
Iout = 4fC1 (1,414Uc-Uout (1 + C2 / C1)). dacă luați în considerare și căderea pe diodele podului, veți obține în sfârșit:
Din această expresie este posibil să se obțină relația inversă dintre Uout (Iout):
Ce se poate vedea din ultimele două formule? Se poate observa că, odată cu creșterea curentului consumat de sarcină, tensiunea pe sarcină scade, iar cu reducerea curentului consumat crește. Prin ruperea circuitului de sarcină (adică, presupunând că curentul de sarcină este egal cu zero), găsim tensiunea deschisă: Uout xx = 1.414Uc / (1 + C2 / C1) - 2Ud (6). Evident, podul și condensatorul C2 trebuie să aibă o tensiune de cel puțin U2m max = Uout xx + 2Ud = 1.414Uc / (1 + C2 / C1).
În mod strict, calculele noastre nu sunt în întregime impecabile, deoarece procesele reale vor fi în general neliniare, însă simplificările noastre mici facilitează calculele și nu afectează în mare măsură rezultatul final.
Dar acum cel mai interesant. Adesea citiți pe Internet că stabilizatorii liniari nu funcționează în astfel de scheme, ard și așa mai departe și așa mai departe. Ei bine, haideți să re-desena schema noastră încă o dată, adăugând un regulator de tensiune liniar (a se vedea figura).
(Ust .. I n - curent și tensiune de sarcină).
Aici, Uout (tensiunea pe condensatorul C3) este tensiunea de intrare a stabilizatorului (Uin). După cum ne amintim, dacă nu există nicio sarcină, tensiunea de ieșire va fi maximă și egală cu Uout xx. Deci este evident că pentru funcționarea normală stabilizatorul nostru liniar trebuie să reziste la o tensiune de intrare de cel puțin Uout xx. Sau poți spune în mod diferit - condensatori trebuie să fie alese astfel încât tensiunea de ieșire de mers în gol (adică tensiunea de ieșire a divizorului condensator) nu a dormit de reglementare este accidental de sarcină deconectată (sau cât de puțin nekontakt orice).
Curentul maxim de sarcină poate fi determinat prin substituirea în formula (4) cu Uv a tensiunii minime de intrare a stabilizatorului. După cum puteți vedea, principalul lucru este să calculați totul corect, apoi nimic nu stabilizează stabilizatorul.
Această schemă este deja destul de activă, dar are un dezavantaj semnificativ. În cazul în care avem nevoie pentru a obține tensiunea de intrare a stabilizatorului este mult mai mică decât tensiunea de alimentare de rețea (cu o tensiune de 220 V, acesta este exact ceea ce avem nevoie), capacitatea C2 este destul de semnificativă. Un condensator nepolar de capacitate considerabilă este destul de scump (și dimensiunile nu vă plac). Este posibil să se utilizeze, de exemplu, electrolitul obișnuit în locul unui condensator nepolar?
Se pare că poți. Pentru a face acest lucru, vom redesigna circuitul nostru din nou, în acest fel, ca în figură. În această schemă, în loc de un condensator C2, sunt utilizați doi condensatori C2 și C2 '(aceeași capacitate ca în cazul în care condensatorul C2 este numai unul), declanșat prin diodele podului. Tensiunea inversă pe fiecare dintre aceste condensatoare nu depășește scăderea de tensiune pe diodă.
În ciuda faptului că, în acest caz, în loc de un condensator nepolar sunt utilizate două celule electrolitice, această schemă se dovedește a fi mai economică atât din punctul de vedere al banilor, cât și al dimensiunilor.
Adevărul aici este o nuanță. Arderea uneia dintre diodele podului poate duce la faptul că condensatoarele electrolitice au încă o tensiune inversă completă. Dacă se întâmplă acest lucru, condensatorul va exploda cel mai probabil.
Aș dori, de asemenea, de remarcat faptul că mânerul bestranformatornymi surse de alimentare ar trebui să fie foarte atenți, pentru că acest circuit nu este izolat de rețeaua de alimentare și atinge părțile sale conductoare poate duce la electrocutare.
Calculator online pentru calcularea sursei de energie cu un separator de condensatoare:
(pentru corectitudinea calculelor folosiți ca punct zecimal un punct, dar nu o virgulă)
1) Date inițiale:
(Dacă nu știți stabilizatorului de tensiune de intrare minimă, iar căderea de tensiune pe pod dioda, calculul se va face pentru: Uin = Ud și Ust = 0, - ca și cum tensiunea minimă de intrare este egală cu tensiunea de ieșire a stabilizatorului ideală și diode).
2) Date calculate:
De exemplu: când C1 = 1 uF, C2 (și C2 sau C2 „) = 22mkF, Uc = 220, f = 50 Hz și LM7805 stabilizator, - se poate obține curentul maxim de sarcină de ordinul 30-35mA, care este posibil să se furnizeze, de exemplu, controlorii, optosimistory și chiar unele reljushki. În același timp, tensiunea pe LM-ke chiar și în cel mai rău caz (fără sarcină) nu va depăși 13,5 volți.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: