câu hỏi về nguồn cung cấp điện và tụ điện

[sstainba]

Tôi đã chỉ tự hỏi, khi xây dựng một cái gì đó như một nguồn cung cấp điện và cách chọn lọc và capcitors cho whatnot, làm thế nào để bạn xác định giá trị capacitence của mũ để sử dụng?Không bao giờ thực sự quan trọng nếu bạn sử dụng điện hoặc gốm / kim loại phim?(ngoài các cực của electrolytics)

 

[Haytham]

Chào
cpacitor electolyte dùng chủ yếu cho sự ổn định điện áp không cho lọc
trong khi những người là những đồ gốm được sử dụng để lọc

Cảm ơn
Haytham

 

[vicky]

HI DEAR,

Tụ trong mạch điện

Mạch với nguồn DC
Điện tử không thể dễ dàng vượt qua trực tiếp qua điện môi từ một tấm của tụ điện đến khác như điện môi được chọn lựa cẩn thận để nó là một cách nhiệt tốt.Khi có một hiện thông qua một tụ điện, điện tử tích tụ trên một tấm và electron được loại bỏ khỏi tấm khác.Quá trình này thường được gọi là 'sạc' tụ điện - ngay cả khi tụ điện được ở tất cả các lần điện trung lập.Trên thực tế, hiện thông qua các kết quả tụ trong sự chia tách phí điện, chứ không phải là tích lũy phí điện.Điều này tách phí gây ra một điện trường để phát triển giữa các mảng của các tụ điện đưa ra để tăng điện áp trên các mảng.V điện áp này là tỷ lệ thuận với số tiền phí tách H. Kể từ khi tôi hiện thông qua các tụ điện là tốc độ tính Q là buộc phải thông qua các tụ điện (DQ / dt), điều này có thể được biểu diễn toán học như:

Ở đâu
Tôi là hiện nay chảy theo hướng quy ước, được đo bằng AMPERES
dV / dt là thời gian hàm của điện áp, được đo bằng volt mỗi giây.
C là điện dung trong farads

Đối với một mạch (không đổi nguồn điện áp DC), điện áp trên tụ điện không thể vượt quá điện áp của nguồn.(Trừ khi mạch bao gồm một chuyển đổi và inductor một, như trong SMPS, hoặc chuyển một và một số điốt, như trong một bơm phí).Như vậy, trạng thái cân bằng là đạt đến một nơi mà điện áp trên tụ điện là không đổi và hiện thông qua các tụ điện là bằng không.Vì lý do này, người ta thường nói rằng tụ chặn DC hiện tại.

Mạch với nguồn AC

Các tụ điện hiện nay do một hoặc nguồn điện áp AC hiện đảo ngược hướng theo định kỳ.Nghĩa là, hiện nay AC thay phiên phí các mảng theo một hướng và sau đó là khác.Ngoại trừ những tức thì rằng những thay đổi hiện chỉ đạo, các tụ điện hiện tại là không bằng không ở tất cả các lần trong một chu kỳ.Vì lý do này, người ta thường nói rằng tụ 'pass' AC hiện hành.Tuy nhiên, vào thời gian không làm electron thực sự chéo giữa các mảng, trừ khi điện môi nghỉ xuống hoặc trở nên quá mức 'rò rỉ'.Trong trường hợp này nó có lẽ sẽ quá nóng, sự cố, ghi ra, hoặc thậm chí không hại có thể dẫn đến vụ nổ.
Kể từ khi điện áp trên tụ một là tách rời của hiện tại, như được hiển thị ở trên, với sóng sin tại AC hoặc mạch tín hiệu này kết quả trong một giai đoạn khác nhau của 90 độ, các lãnh đạo hiện tại góc pha điện áp.Có thể thấy rằng các điện áp AC trên tụ điện là trong quadrater với AC hiện thông qua các tụ điện.Đó là, điện áp và hiện tại là 'out-of-pha' của một chu kỳ quý.Biên độ của hiệu điện thế phụ thuộc vào biên độ của hiện tại chia cho sản phẩm của các tần số của hiện tại với dung, C.

 

[Cesare]

Các tụ điện đầu ra có hai mục đích:

1) mịn đầu ra gợn (chủ yếu về chuyển mạch điều chỉnh)

2) năng lượng hồ chứa cho đỉnh hiện tại (trước khi điều các phản ứng)

Hai tham số phải được xem xét:

1) dung

2) ESR

Electrolitics có thể có điện dung rất cao nhưng họ có ESR cao hơn Gốm sứ

Gốm sứ có thể có ESR rất thấp nhưng có dung hạn chế (hàng trăm UF)

Cả hai dung và ESR có tác động vào được vòng lặp.

 

[sstainba]

Ok, nhưng là capacitence tùy ý?Làm thế nào để bạn chọn giá trị của cap trong mạch điện?

 

[Haytham]

Chào
sử dụng ở trên đặc biệt là thông tin được gửi bằng Cesare sẽ giúp bạn trong việc lựa chọn các loại capaciatnce.
Lựa chọn các giá trị là tùy thuộc vào bạn cần appliaction
Ví dụ như trong việc thiết kế một bộ lọc, điện dung được chọn dựa trên frequncy bạn muốn lọc.

Cảm ơn
Haytham

 

[sinip]

sstainba đã viết:

Ok, nhưng là capacitence tùy ý?
Làm thế nào để bạn chọn giá trị của cap trong mạch điện?

 

[Euler Identity]

Tôi sẽ cung cấp cho bạn một chút, như tôi thường không thiết kế nguồn cung cấp năng lượng.(Mua thường là thích hợp hơn Chúng giá rẻ như vậy, tương đối..)

Elecrolytics theo các chỉnh lưu.Tải trọng là điều R, và C bạn chọn và hình thức này R một thời gian không đổi, τ = RC.Bạn muốn các tụ điện để giữ điện áp đủ lâu rằng nó làm giảm gợn một giá trị rằng điều đó sau, có thể xử lý.(Mất 5τ tính phí C. 1τ sản lượng một khoản phí 36% .*) Plus, như đã đề cập prevously, tụ điện lớn làm cho khả năng hiện tại từ nhiều nguồn cung cấp.Những điều có thể hoặc không thể hành động như là nguồn của bạn, vì nó phụ thuộc vào những gì các nguồn có thể điều.Ví dụ, phổ biến 7.805 trong TO-nguồn sẽ 220 gói, tôi nghĩ rằng, 1.5A để nạp.Tuy nhiên, nếu tụ điện đầu vào của bạn không đủ cao, những điều sẽ mất quy định khi tải của bạn cho các cuộc gọi 1.5A.

Đối với C đầu vào của bạn, tôi muốn nói bắt đầu với 470-1000uF.Sau đó, treo lên điều của bạn và thiết lập tải của bạn để vẽ hiện tối đa.Xem liệu bạn bị mất quy chế.Nếu bạn, sau đó tăng C của bạn, từ nói 100uF để 220uF, 470uF đến 1000uF, hoặc 1000uF đến 2200uF.Càng cao nó đi, các con là τ và ít hơn là độ sâu gợn giữa chu kỳ đầu vào.

(Hãy nhớ rằng, tôi không thiết kế nguồn điện, chắc chắn nothng lớn. Trong thực tế, cuối cung cấp điện của tôi đã chuyển đổi của Radio Shack 12v CB Cuốn radio để cung cấp một nguồn cung cấp Cuốn biến. Tôi totallly gutted điều, chỉ giữ lại các biến áp và trường hợp. ... điểm đến điểm dây một ban Perf mà thay thế ban đầu này hầu như không làm cho tôi một nhà thiết kế của các nguồn cung cấp năng lượng..)

Ngoài ra, nó phụ thuộc vào việc bạn sử dụng một cây cầu hay sóng nửa chỉnh lưu như thế nào có nó sẽ được giảm gợn của bạn.Cầu cho bạn 120Hz, sóng whle một nửa cho bạn cùng 60Hz mà đến in tần số càng cao, càng thấp C của bạn cần được.Thêm nữa, đánh giá điện áp của C của bạn phải có ít nhất 20% lớn hơn so với điện áp cao nhất mà bạn mong đợi để xem trên C bạn chọn.

C cuối cùng là ở đầu ra.C là giá trị này được lựa chọn để loại trừ bất kỳ tiếng ồn tần số cao, bạn muốn loại bỏ.Nói chung bạn sẽ muốn 0.1uF hoặc ở vùng lân cận, có lẽ thấp hơn (0.01uF, 0.001uF) nếu bạn đang dealling với công cụ khá cao.Ngoài ra, bạn có thể cần một điện nhỏ (1-10uF) nếu cung cấp của bạn sẽ được một khoảng cách lớn từ tải của bạn, chỉ cần để giảm gợn lớn do mất dòng.

Tuy nhiên, với tất cả các bên trên đã nói, tôi vẫn khuyên bạn nên mua một nguồn cung cấp năng lượng, ngay cả một hiệu điện thế cao hơn bạn cần và thêm một điều vào nó.It's so rẻ hơn nhiều ... cộng với nó sẽ được liệt kê UL!... somethng để suy nghĩ về ...

Oh well, có thêm nguồn cung cấp năng lượng, nhưng câu hỏi của bạn chủ yếu tập trung vào C, nên có ya go.

* C phí equaton là

Vc = Vin (1 - e ^ (-t / τ)), nơi τ = R (mã nguồn) C

Xả phương trình là

Vd = Vc (e ^ (-t / τ)), nơi Vc là điện áp đầu vào tụ điện, và τ = R (nạp) C

Bây giờ hy vọng một quyền lực thực tế cung cấp thiết kế willl đến cùng và dạy cho bạn và tôi một số chi tiết, và hy vọng mà không cần chôn chúng tôi trong toán học, explainng không có nó, và sau đó rời khỏi.

Rất tiếc!Quên somethng.Các đầu vào lớn hơn C của bạn, càng inrush hiện tại bạn sẽ vẽ, do đó, những căng thẳng thêm chi tiết về biến áp của bạn.C trông giống như quần short lúc turn-on.Bạn có thể muốn hoặc là R hoặc L (trông giống như một mở lúc bật) trong chuỗi.... thiết kế cấp điện có thể phức tạp.... mua một cái, một bên phải - bạn sẽ không hối tiếc nó.

 

[VVV]

Cách chọn tụ điện cho chuyển mạch nguồn cung cấp nhiều câu đố mới thiết kế.
Trong nguồn điện, dòng và hình dạng của họ được xác định / buộc bởi các thành phần khác, và các tụ điện chỉ tiến hành các dòng.Kết quả là một biến điện thế nhất định trên nắp.

Hãy xem xét các vấn đề rất phổ biến của việc xác định điện dung lọc cho buck (hoặc buck-nguồn gốc) chuyển đổi, hoạt động trong chế độ hiện hành liên tục (CCM).
Như bạn đã biết, inductor có một gợn hiện tại, đã được chiếm khi bạn thiết kế / lựa chọn các inductor.Gợn này hiện tại sẽ chỉ đơn giản là dòng chảy vào trong tụ điện đầu ra, bởi vì nạp được giả định là hằng số rút ra hiện nay (nó thay đổi, tất nhiên, nhưng so với tần số chuyển mạch, các thay đổi này rất chậm, có tải trọng hiện tại có thể được xem là không đổi cho một số lượng rất lớn của chu kỳ).

Nó rồi sau đó nắp ra mất tất cả những gợn hiện tại của các inductor.Điều này gợn hiện tại (tam giác) sẽ sản xuất một điện áp biến trên khắp các tụ điện.Đây là sản lượng ÁP Ripple.Kể từ khi nó được gây ra chỉ bởi inductor các gợn hiện nay, chúng ta cần phải hiểu thế nào hai có liên quan.

Trước hết, tụ điện không phải là tụ tinh khiết trong hầu hết trường hợp.Nó bao gồm các yếu tố ký sinh: các ESR (tương đương loạt kháng) và ESL (tương đương loạt tự cảm).Vì thế, tụ điện là một mạch loạt rằng consits cap hoàn hảo của một trong chuỗi với một điện trở và một inductor.Việc tự cảm nói chung là nhỏ, do đó, đóng góp của mình cho gợn đầu ra là nhỏ.
Vì vậy, nói chung, chúng ta có thể giả sử gợn điện áp đầu ra có hai thành phần: một capacitive và một do ESR này.

Đối với các phần capacitive, chúng tôi có thể gần đúng nó như thế này:
ΔUc = ΔI * tấn / C
nơi ΔI là thay đổi inductor hiện hành (gợn), tấn về thời gian và C dung này.
Các thành phần điện trở là:
ΔUesr = ESR * ΔI
nơi ESR là kháng ký sinh của các cap.

Đối với electrolytics nhôm, các ESR là tương đối lớn và để có được những gợn yêu cầu, bạn thường cần phải chọn một tụ điện lớn.Một ví dụ tôi thường xuyên đăng bài là cap 3900uF, loạt PJ, hoặc PW từ Nichicon.Như vậy cap, đánh giá cao nhất tại 10V, mà bạn thường có thể sử dụng cho một đầu ra 5V, có ESR của 31mΩ = 0.031Ω
Bây giờ hãy xem xét các gợn hiện tại là 2App, cho một nguồn cung cấp 10A.Sau đó, ESR đóng góp 62mVpp.Điều này đã được một gợn lên quá cao, vì hầu hết các yêu cầu sẽ gọi cho 50mVpp.Vì vậy, bạn cần 2 mũ như vậy song song.Theo đó, ESR là giảm đi một nửa và gợn này trở thành một 31mVpp chấp nhận được.
Điều gì về điện dung?Đối với ví dụ trên, giả định rằng thời gian trên là 2.5us, cho P / S hoạt động ở 200KHz và 50% thuế chu kỳ, nắp đóng góp:
ΔUc = 2 * 2.5E-6/3900E-6 = 1.28mV!
Với hai mũ song song, đó cũng được giảm đi một nửa.
Như bạn thấy, với electrolytics Al, chúng tôi không quan tâm về điện dung, chúng tôi chỉ đơn giản là chăm sóc về ESR và đó là cách chúng tôi chọn mũ và số của họ, chỉ dựa vào các gợn inductor hiện tại và điện áp đầu ra yêu cầu gợn.

Gốm sứ, mặt khác có rất ESR thấp, không đáng kể trong thực tế, do đó, chỉ có một phần capacitive sản xuất gợn đáng kể.Hơn nữa, gốm không có sẵn trong các giá trị điện dung lớn.Vì vậy, khi sử dụng gốm sứ, bạn chọn dung từ phương trình trên cho gợn capacitive.

Tantalums Inbetween là một nơi nào đó.Sau đó, bạn cần phải tính toán cả gợn sóng và chỉ cần thêm chúng với nhau.
Tất nhiên, đây là một phương pháp đơn giản, nhưng tại sao bận tâm với công thức phức tạp hơn và hội nhập trong khi kết thúc bạn cần phải cho phép nhiều bạn margin và đối phó với các thành phần có dung sai là / -20% cho dung, trong khi ESR có thể khác nhau bởi một yếu tố của 3 giữa nhiệt độ phòng và-40C?

Đối với hình dạng của các gợn, ESR việc sản xuất một hình tam giác, trong khi dung, một gợn parabol (trên thực tế, ΔUc = 1 / C * ∫ ic (t) dt, mà là một chức năng lệnh thứ hai, bởi vì hiện nay là một đoạn đường nối-thực sự hai dốc, một lên, một xuống).
The gợn thực sự là như vậy, tổng của một tam giác và chức năng một parabol.

Không bao giờ quên kiểm tra các RMS đi qua các tụ điện.
Đối với ví dụ của các điều buck, các RMS hiện tại TẠI TỤ CỦA là:
Icrms = ΔI / √ 12
nơi ΔI là khóa học inductor gợn hiện nay, cao điểm vào giờ cao điểm.
Nếu bạn có nhiều hơn một cap, xem xét việc họ chia sẻ nó bằng nhau.Cuối cùng, hãy chắc chắn rằng RMS thực tế hiện tại không đi trên 70% số gợn đánh giá cao nhất của nắp hiện tại, vì các lý do của sự đáng tin cậy.
Buck cho một xuất phát topo, hiện RMS là không thực sự là một vấn đề.Nó thường gặp rất dễ dàng, với một margin lớn.
Đối với flybacks, đặc biệt là DCM, dòng RMS cần đặc biệt quan tâm, vì chúng có thể rất cao.

Một khi bạn đã chọn mũ dựa trên cân nhắc trên, mà sẽ đảm bảo rằng giai đoạn năng hoạt động đáng tin cậy và sản xuất điện áp gợn cần thiết, bạn sử dụng các nắp và các giá trị ESR để tính toán vòng lặp của bạn và bồi thường nó cho phù hợp.