Как выбрать (рассчитать) емкость конденсаторов питания (после диодного моста)?

Laksus · 19.05.2010, 16:51

Как выбрать (рассчитать) емкость конденсаторов питания (после диодного моста) ?

Делаю я какое-нибудь устройство небольшой мощности, (трансформатор 5 Вт с запасом), возникает вопрос: "Какие конденсаторы ставить после диодного моста?" (Напряжение низковольтное, порядка 3... 24В). Обычно ставлю "на глазок" электролиты от 100 до 1000 мкФ и почти возле каждой микросхемы по 0.1 мкФ. Обычно работает, но всегда остается сомнение в правильности выбора. Например встречались мнения, что если на питание AVR поставить большую емкость, то могут быть проблемы с устойчивой работой. Или не будет ли малая емкость причиной пульсаций нарушающих работу схемы.

Какие существуют правила по выбору конденсаторов? И по электролитам, и по керамике.
__________
И еще один вопрос на эту же тему.
Если я использую в своей схеме реле с катушкой постоянного тока 5...24 В (например LEG-12, WJ107-1C и тп), то оправдано ли запитывать их не от конденсатора, а от пульсирующего напряжения прямо с мостика. (Между мостиком и конденсатором при этом надо добавить еще один диод.) Если ток реле составляет заметную часть общего тока схемы, то по-моему это даст возможность поставить конденсаторы меньшей емкости, или при данной емкости уменьшить пульсации. Не вызовет ли такой вариант подключения реле каких либо проблем?

Yurkin2007 · 19.05.2010, 17:45

Я сначала определяю, какие максимальные пульсации ΔU выпрямленного напряжения допустимы в данной схеме. Потом вычисляю минимальную ёмкость для тока потребления I по формуле:
С(тыс.мкФ) = 10 * I / ΔU

При изменении нагрузки небольшие трансы сильно меняют выходное напряжение. К примеру, на холостом ходу трансформатор выдаёт 12В переменки, а минимальное выходное напряжение при полной нагрузке и ~198В входном напряжении будет равно Umin=7.5В.
Далее, выпрямленное напряжение Uвып=Umin*1.41-1.5В = 9В после моста.
Максимальный ток потребления ожидается 1А.
Стабилизатор для 5В использую L7805, который по дэйташиту имеет падение 2.5В макс. при 1А. В этом случае:
ΔU = 9В – (5В+2.5В) = 1.5В и ёмкость конденсатора С = 6800мкФ
Если использовать лоудроп 5В стабилизатор L4940D2T5 с падением 0.75В при 1А:
ΔU = 9В – (5В+0.75В) = 3.25В, С = 3300мкФ

vidask · 20.05.2010, 13:14

to Laksus

насчет 2-ого вопроса. Идея разумная --можно так делать- и транс меньше нагрузишь ,и емкость кондера можно взять меньше.
Но ,возможно, минимальная фильтрация для реле все же потребуется- сразу после мостика надо поставить маленький кондер- порядка 1 мкф ,подойдет керамический или К73 ,например.
Иначе реле может немножко жужжать. Вообще надо попробовать- это зависит от конкретного типа реле

СССергей · 20.05.2010, 15:23

Сообщение от vidask

Но ,возможно, минимальная фильтрация для реле все же потребуется- сразу после мостика надо поставить маленький кондер- порядка 1 мкф ,подойдет керамический или К73 ,например.
Иначе реле может немножко жужжать. Вообще надо попробовать- это зависит от конкретного типа реле

Конденсатор не нужен, просто нужно выбирать требуемое напряжение питания реле НАПРЯЖЕНИЯ, чтобы обеспечивался номинальный ток срабатывания реле. В ТОКОВЫХ реле он может потребоватся.

vidask · 20.05.2010, 16:40

Сообщение от СССергей

Конденсатор не нужен, просто нужно выбирать требуемое напряжение питания реле НАПРЯЖЕНИЯ, чтобы обеспечивался номинальный ток срабатывания реле. В ТОКОВЫХ реле он может потребоватся.

разумеется ,здесь идет речь об реле напряжения. Что кондер нужен ,могу судить по промышленным модулям Phoenix Contact, и сам не раз такую схему делал.IMHO- Скорее всего это связано с тем, что катушка реле имеет значительную индуктивность и при выпрямлении происходит при переходе через 0 резкие скачки напряжения. Это исследовано в учебниках--- "Выпрямитель с индуктивным фильтром" -Реле-это индуктивно-активная нагрузка

Laksus · 24.05.2010, 11:28

Спасибо за ответы.
Насчет формулы
С(тыс.мкФ) = 10 * I / ΔU
действительно, наверное для практики наилучшая. Меня сбило с толку то, что ток заряда конденсатора длится не нулевое время, при этом форма синусоиды искажается непонятно как, конденсатор должен держать напряжение не 10 мсек, а немного меньше, поэтому непонятно как рассчитывать. Но если считать, что 10 мсек, и напряжение взять минимальное, то расчет простой и с запасом.
_______
Насчет питания реле пульсирующим током.
В вопросе я конечно имел ввиду обычное реле на которое подается постоянное напряжение. Говоря о "постоянном токе" имел в виду, что не переменный. Не подумал, что запутаю.
____
Я предполагаю, что обратный диод катушки реле, защищающий транзистор от всплеска напряжения при закрывании, сможет удержать от вибрации. Конечно если реле в схеме потребляет небольшую часть мощности блока питания, то нет смысла усложнять, но если реле несколько и их ток составляет заметную часть всего тока, то по-моему имеет смысл. Возможно лучше их питать не так как я написал в начале, добавляя один диод, а использовать 2 диода от выводов трансформатора для плюса пульсирующего напряжения, чтобы не добавлять падение напряжения на одном добавленном диоде.

borodach · 24.05.2010, 11:44

Сообщение от Laksus

Как выбрать (рассчитать) емкость конденсаторов питания (после диодного моста) ?
Какие существуют правила по выбору конденсаторов? И по электролитам, и по керамике.

при упрощённом рассчёте обычно берётся конденсатор ёмкостью одна-две тысячи мкф на один ампер потребления. В ВЧ и цифровых цепях обязательное их шунтирование керамикой или плёнкой, хотя и в НЧ технике тоже не помешает... .

vidask · 24.05.2010, 11:51

Сообщение от Laksus

Я предполагаю, что обратный диод катушки реле, защищающий транзистор от всплеска напряжения при закрывании, сможет удержать от вибрации. Конечно если реле в схеме потребляет небольшую часть мощности блока питания, то нет смысла усложнять, но если реле несколько и их ток составляет заметную часть всего тока, то по-моему имеет смысл. Возможно лучше их питать не так как я написал в начале, добавляя один диод, а использовать 2 диода от выводов трансформатора для плюса пульсирующего напряжения, чтобы не добавлять падение напряжения на одном добавленном диоде

конечно можно и так питать катушку реле. Насчет вибрации якоря реле ,то надо попробовать практически. И не помешает посмотреть форму напряжения осциллоскопом на катушке реле. Если форма не понравится, см лекарство выше----