Makinis na singilin ng circuit filter capacitor. Mga circuit ng radyo mga diagram ng electrical circuit

Ang circuit ay idinisenyo upang protektahan laban sa surge charging current kapag ang isang uncharged capacitor ay nakakonekta sa on-board network. Sinuman na hindi pa sinubukang ikonekta ang isang hindi naka-charge na kapasitor sa isang network na walang nililimitahan na risistor - mas mahusay na huwag... Sa pinakamababa, ang mga contact ay masusunog.

Kapag ang discharged capacitance ay konektado sa network, ang capacitance C1 ay na-discharge, T1 (n-MOS switch na may mababang channel resistance) ay sarado. Ang kapasidad C2 (kaparehong farad) ay sinisingil sa pamamagitan ng mababang resistensyang R5. Halos agad na bumukas ang T2, inilipat ko ang C1 sa ground at T1 gate. Kapag bumaba ang potensyal ng negatibong terminal ng C2 sa ibaba 1V (nagcha-charge sa Ubattery - 1V), nagsasara ang T2, maayos na nagcha-charge ang C1 sa humigit-kumulang 9/10 Ubattery, na nagbubukas ng T1. Ang time constant na R2C1 ay sapat na malaki upang ang kasalukuyang jump T1 (recharging C2 by +1V to Uacb) ay hindi lalampas sa pinapahintulutang limitasyon para sa T1.

Sa hinaharap, ang negatibong terminal C2 ay patuloy na pinaikli sa ground sa pamamagitan ng T1, INDEPENDENT OF THE DIRECTION OF CURRENT T1 (kapwa sa pasulong na direksyon - mula sa drain hanggang source, at sa reverse direction). Walang mali sa "pagbabalik" ng isang OPEN MOS transistor. Kapag pumipili ng isang medyo mahusay na pagsasagawa ng transistor, ang buong reverse current ay dadaloy sa channel, at ang built-in na reverse diode ay hindi magbubukas, dahil ang pagbaba ng boltahe sa channel ay ilang beses na mas mababa kaysa sa 0.5-0.8 V na kinakailangan para sa pagbubukas. .

Pagkalkula: para sa transistor IRF1010 (Rds=0.012 Ohm), isang boltahe drop ng 0.5 Ohm ay makakamit lamang sa isang channel kasalukuyang ng 40A (P=20W). Para sa apat na ganoong transistor na magkatulad at ang parehong discharge current na 40A, ang bawat transistor ay magwawaldas ng 0.012*(40/4)^2 = 1.2 W, i.e. hindi nila kakailanganin ang mga radiator (lalo na dahil ang 1.2W ay mawawala lamang kapag nagbabago ang kasalukuyang pagkonsumo, ngunit hindi palagi).

Para sa siksik na pag-install (mayroon ka bang maraming espasyo para sa isang dagdag na radiator?) - ipinapayong mag-parallel ng maliit na laki (TO251, DIP4 package) transistors na hindi nagbibigay ng mga radiator, batay sa ratio ng kasalukuyang (kapangyarihan) pagkonsumo ng amplifier - Rds - maximum na pagwawaldas ng kapangyarihan. Dahil ang Pds max ay karaniwang 1W (800mW para sa DIP4), ang halaga n transistors (may Rds bawat isa) para sa isang amplifier na may output power Pout ay dapat na hindi bababa sa n > 1/6 * Pout * sqrt(Rds) sa 12V power supply (inalis ko ang mga sukat sa formula). Sa katunayan, isinasaalang-alang ang maikling tagal ng kasalukuyang mga pulso, n maaaring ligtas na hatiin sa kalahati kumpara sa formula na ito .

Ang charging resistor R5 ay pinili batay sa isang kompromiso sa pagitan ng thermal power at oras ng pag-charge. Sa tinukoy na 22 Ohms, ang oras ng pag-charge ay humigit-kumulang 1 minuto na may power dissipation na 7 W. Sa halip na R5, maaari mong i-on ang isang 12V na bumbilya, halimbawa, mula sa isang turn signal. Ang mga resistors R1, R3 ay mga resistor sa kaligtasan (mga capacitor ng discharge kapag na-disconnect mula sa network).

Upang ipahiwatig ang paglipat, ikinonekta namin ang isang karagdagang inverter (pagbabawas ng R2). Pansin! Ang circuit ay gumagana kapag gumagamit ng npn transistors T2, T3 na may h21e > 200 (KT3102). Depende sa liwanag ng LED, piliin ang R1 sa hanay na 200 Ohm - 1 kOhm.

At narito ang isang bersyon ng circuit kung saan ang switch ng gate ay kinokontrol ng REMOTE signal (transistor AND). Kapag hindi nakakonekta o naka-off ang REMOTE, ang key transistor ay garantisadong sarado. Ang mga LED na D3-D4 ay nagpapahiwatig ng pagsingil ng C1, D5-D6 - bukas na estado ng susi.

Ang tumpak na indikasyon ng threshold ng boltahe ng network ay pinakamadaling ibigay ng TL431 (KR142EN19) IC sa tipikal na mode ng paghahambing ng boltahe (na may kaukulang divider sa input circuit at kasalukuyang naglilimita sa R ​​sa cathode circuit).

Ang mga pagkalugi ng circuit ay higit na nakasalalay sa pag-install. Ito ay kinakailangan upang matiyak ang isang minimum na pagtutol (at wire kapal naaayon sa kasalukuyang) sa kapangyarihan circuit (terminal + / C2 / T1 / terminal -). Sa amateur na kasanayan, sa palagay ko hindi ipinapayong gumawa ng mga panlabas na terminal - mas mahusay na agad na maghinang ang mga maikling AWG8 na mga wire na kumonekta sa circuit sa amplifier terminal block.

Ang capacitor (cap) ay isang maliit na "baterya" na mabilis na nagcha-charge kapag may boltahe sa paligid nito at mabilis na bumabalik kapag walang sapat na boltahe para makahawak ng charge.

Ang pangunahing katangian ng isang kapasitor ay ang kapasidad nito. Ito ay ipinahiwatig ng simbolo C, ang yunit ng pagsukat nito ay Farad. Kung mas malaki ang kapasidad, mas maraming singilin ang maaaring hawakan ng kapasitor sa isang ibinigay na boltahe. Gayundin kaysa higit pa kapasidad, ang mas kaunti bilis ng pag-charge at pagdiskarga.

Mga karaniwang halaga na ginagamit sa microelectronics: mula sa sampu-sampung picofarads (pF, pF = 0.000000000001 F) hanggang sampu-sampung microfarads (μF, μF = 0.000001). Ang pinakakaraniwang uri ng mga capacitor ay ceramic at electrolytic. Ang mga ceramic ay mas maliit sa laki at karaniwang may kapasidad na hanggang 1 µF; wala silang pakialam kung alin sa mga contact ang ikokonekta sa plus at alin sa minus. Ang mga electrolytic capacitor ay may mga capacitance mula sa 100 pF at sila ay polar: ang isang partikular na contact ay dapat na konektado sa positibo. Ang binti na naaayon sa plus ay ginawang mas mahaba.

Ang isang kapasitor ay binubuo ng dalawang plato na pinaghihiwalay ng isang dielectric layer. Ang mga plato ay nag-iipon ng singil: ang isa ay positibo, ang isa ay negatibo; sa gayon ay lumilikha ng tensyon sa loob. Pinipigilan ng insulating dielectric ang panloob na boltahe na maging panloob na kasalukuyang, na magpapapantay sa mga plato.

Pag-charge at pagdiskarga

Isaalang-alang ang diagram na ito:

Habang ang switch ay nasa posisyon 1, ang boltahe ay nilikha sa kapasitor - ito ay naniningil. singilin Q sa plato sa isang tiyak na punto ng oras ay kinakalkula ng formula:

C- kapasidad, e- exponent (constant ≈ 2.71828), t- oras mula noong simula ng pag-charge. Ang singil sa pangalawang plato ay palaging eksaktong pareho sa halaga, ngunit may kabaligtaran na tanda. Kung ang risistor R alisin, isang maliit na paglaban lamang ng mga wire ang mananatili (ito ang magiging halaga R) at ang pagsingil ay magaganap nang napakabilis.

Sa pamamagitan ng pag-plot ng function sa isang graph, nakukuha namin ang sumusunod na larawan:

Tulad ng makikita mo, ang singil ay hindi lumalaki nang pantay, ngunit inversely exponentially. Ito ay dahil sa ang katunayan na habang ang singil ay nag-iipon, lumilikha ito ng higit pa at higit na reverse boltahe Vc, na "lumalaban" V sa.

Nagtatapos ang lahat dito Vc nagiging pantay ang halaga V sa at ang agos ay tumitigil sa pag-agos. Sa puntong ito ang kapasitor ay sinasabing umabot na sa saturation point nito (equilibrium). Ang singil ay umabot sa maximum nito.

Ang pag-alala sa Batas ng Ohm, maaari nating ilarawan ang pag-asa ng kasalukuyang sa ating circuit kapag nagcha-charge ng isang kapasitor.

Ngayon na ang sistema ay nasa equilibrium, ilagay ang switch sa posisyon 2.

Ang mga plato ng kapasitor ay may mga singil ng kabaligtaran na mga palatandaan, lumikha sila ng boltahe - lumilitaw ang isang kasalukuyang sa pamamagitan ng pagkarga (Load). Ang kasalukuyang ay dadaloy sa tapat na direksyon kumpara sa direksyon ng pinagmumulan ng kapangyarihan. Ang paglabas ay magaganap din sa kabaligtaran na paraan: sa una ang singil ay mawawala nang mabilis, pagkatapos, na may pagbaba sa boltahe na nilikha nito, mas mabagal at mas mabagal. Kung para sa Q 0 italaga ang singil na nasa kapasitor sa simula, pagkatapos ay:

Ang mga halagang ito sa graph ay ganito ang hitsura:

Muli, pagkatapos ng ilang oras ang sistema ay darating sa isang estado ng pahinga: ang lahat ng singil ay mawawala, ang boltahe ay mawawala, at ang kasalukuyang daloy ay titigil.

Kung gagamitin mo muli ang switch, magsisimula ang lahat sa isang bilog. Kaya ang kapasitor ay walang ibang ginagawa kundi masira ang circuit kapag ang boltahe ay pare-pareho; at "gumagana" kapag biglang nagbago ang boltahe. Tinutukoy ng property na ito kung kailan at paano ito ginagamit sa pagsasanay.

Application sa pagsasanay

Kabilang sa mga pinaka-karaniwan sa microelectronics ay ang mga sumusunod na pattern:

Backup capacitor (bypass cap) - upang mabawasan ang mga ripples ng boltahe ng supply

Filter capacitor - upang paghiwalayin ang pare-pareho at pagbabago ng mga bahagi ng boltahe, upang ihiwalay ang signal

Magreserba ng kapasitor

Maraming mga circuit ang idinisenyo upang magbigay ng pare-pareho, matatag na kapangyarihan. Halimbawa, 5 V. Ang power supply ay nagbibigay nito sa kanila. Ngunit ang mga perpektong sistema ay hindi umiiral, at sa kaganapan ng isang biglaang pagbabago sa kasalukuyang pagkonsumo ng aparato, halimbawa, kapag ang isang bahagi ay naka-on, ang pinagmumulan ng kuryente ay walang oras upang "mag-react" kaagad at isang panandaliang nangyayari ang pagbaba ng boltahe. Bilang karagdagan, sa mga kaso kung saan ang kawad mula sa pinagmumulan ng kuryente hanggang sa circuit ay sapat na ang haba, nagsisimula itong kumilos bilang isang antena at nagpapakilala din ng hindi gustong ingay sa antas ng boltahe.

Karaniwan, ang paglihis mula sa perpektong boltahe ay hindi lalampas sa isang ikalibo ng isang bolta, at ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay ganap na hindi gaanong mahalaga pagdating sa pagpapagana, halimbawa, mga LED o isang de-koryenteng motor. Ngunit sa mga logic circuit, kung saan ang paglipat ng logic zero at logic one ay nangyayari batay sa mga pagbabago sa maliliit na boltahe, ang ingay ng power supply ay maaaring mapagkamalan bilang isang signal, na hahantong sa hindi tamang paglipat, na, tulad ng isang domino effect, ay maglalagay ng system sa isang unpredictable state.

Upang maiwasan ang gayong mga pagkabigo, ang isang backup na kapasitor ay inilalagay nang direkta sa harap ng circuit

Sa mga sandali kapag ang boltahe ay puno, ang kapasitor ay sinisingil sa saturation at nagiging isang reserbang singil. Sa sandaling bumaba ang antas ng boltahe sa linya, ang backup na kapasitor ay kumikilos bilang isang mabilis na baterya, na naglalabas ng dating naipon na singil upang punan ang puwang hanggang sa bumalik sa normal ang sitwasyon. Ang ganitong tulong sa pangunahing pinagmumulan ng kuryente ay nangyayari nang maraming beses bawat segundo.

Kung sa tingin natin mula sa ibang punto ng view: kinukuha ng kapasitor ang alternating component mula sa direktang boltahe at, ipinapasa ito sa sarili nito, dinadala ito mula sa linya ng kuryente patungo sa lupa. Ito ang dahilan kung bakit ang backup capacitor ay tinatawag ding "bypass capacitor".

Bilang isang resulta, ang smoothed boltahe ay ganito ang hitsura:

Ang mga karaniwang capacitor na ginagamit para sa mga layuning ito ay mga ceramic capacitor na may nominal na halaga na 10 o 100 nF. Ang mga malalaking electrolytic cell ay hindi angkop para sa papel na ito, dahil ang mga ito ay mas mabagal at hindi mabilis na mailalabas ang kanilang singil sa mga kundisyong ito, kung saan ang ingay ay mataas ang dalas.

Sa isang aparato, ang mga backup na capacitor ay maaaring naroroon sa maraming lugar: sa harap ng bawat circuit, na isang independiyenteng yunit. Halimbawa, ang Arduino ay mayroon nang mga backup na capacitor na nagsisiguro ng matatag na operasyon ng processor, ngunit bago paganahin ang LCD screen na konektado dito, dapat mong i-install ang iyong sarili.

Filter kapasitor

Ang isang filter capacitor ay ginagamit upang alisin ang signal mula sa sensor, na nagpapadala nito sa anyo ng iba't ibang boltahe. Ang mga halimbawa ng naturang mga sensor ay isang mikropono o isang aktibong Wi-Fi antenna.

Tingnan natin ang diagram ng koneksyon para sa isang electret microphone. Ang electret microphone ay ang pinakakaraniwan at nasa lahat ng dako: ito ang uri na ginagamit sa mga mobile phone, mga accessory ng computer, at mga public address system.

Ang mikropono ay nangangailangan ng kapangyarihan upang gumana. Sa isang estado ng katahimikan, ang resistensya nito ay mataas at umaabot sa sampu-sampung kiloohms. Kapag nalantad ito sa tunog, bubukas ang gate ng field-effect transistor na binuo sa loob at nawawala ang panloob na resistensya ng mikropono. Ang pagkawala at pagpapanumbalik ng paglaban ay nangyayari nang maraming beses bawat segundo at tumutugma sa yugto ng sound wave.

Sa output, interesado lamang kami sa boltahe sa mga sandaling iyon kapag may tunog. Kung walang kapasitor C, ang output ay palaging maaapektuhan ng patuloy na boltahe ng supply. C hinaharangan ang pare-parehong sangkap na ito at pinapayagan lamang ang mga deviation, na tumutugma sa tunog, na dumaan.

Ang naririnig na tunog, na interesado sa amin, ay nasa hanay ng mababang dalas: 20 Hz - 20 kHz. Upang ihiwalay ang sound signal mula sa boltahe, at hindi ang high-frequency power ingay, bilang C Ginagamit ang isang mabagal na electrolytic capacitor na may nominal na halaga na 10 µF. Kung ang isang mabilis na kapasitor, sabihin nating 10 nF, ay ginamit, ang mga non-audio signal ay dadaan sa output.

Tandaan na ang output signal ay ibinibigay bilang negatibong boltahe. Iyon ay, kapag ang output ay konektado sa lupa, ang kasalukuyang ay dadaloy mula sa lupa patungo sa output. Ang pinakamataas na halaga ng boltahe sa kaso ng isang mikropono ay sampu-sampung millivolts. Upang baligtarin ang boltahe at dagdagan ang halaga nito, ang output Vout karaniwang konektado sa isang operational amplifier.

Koneksyon ng mga capacitor

Kung ihahambing sa koneksyon ng mga resistors, ang pagkalkula ng pangwakas na halaga ng mga capacitor ay mukhang kabaligtaran.

Sa isang parallel na koneksyon, ang kabuuang kapasidad ay summed up:

Kapag konektado sa serye, ang panghuling kapasidad ay kinakalkula gamit ang formula:

Kung mayroon lamang dalawang capacitor, pagkatapos ay may isang serye na koneksyon:

Sa partikular na kaso ng dalawang magkaparehong capacitor, ang kabuuang kapasidad ng koneksyon ng serye ay katumbas ng kalahati ng kapasidad ng bawat isa.

Limitahan ang mga katangian

Ang dokumentasyon para sa bawat kapasitor ay nagpapahiwatig ng maximum na pinapayagang boltahe. Ang paglampas nito ay maaaring humantong sa pagkasira ng dielectric at pagsabog ng kapasitor. Para sa mga electrolytic capacitor, dapat sundin ang polarity. Kung hindi, maaaring tumagas ang electrolyte o magkakaroon muli ng pagsabog.

Mayroon kang ilang mga cool na paputok na nagaganap. Sa sandaling masira ang isang pares ng mga LED, ang boltahe sa LM317 ay tataas sa limitasyon at magkakaroon ng mahusay na putok.

1000 microfarads sa 450v = 80 Joules. Sa kaso ng mga problema, ang kapasitor ay natutuyo nang labis na tila hindi sapat. Ngunit magkakaroon ng mga problema, dahil inilagay mo ang kapasitor na walang ganap na reserba sa isang kapaligiran kung saan kahit na ang 1kV ay maaaring makuha sa isang pulso sa input.

Payo - gumawa ng isang normal na pulse driver. At hindi ang bilog na ito ng "mahusay na mga kamay" na walang galvanic na paghihiwalay at mga filter.

Kahit na may kondisyon kaming tanggapin ang circuit na ito bilang tama, kailangan mong ilagay ang mga ceramic capacitor sa paligid ng LM317 upang hindi ito tumunog.

At oo, ang kasalukuyang paglilimita ng isang transistor ay ginagawa nang iba - sa iyong circuit ay sasabog lamang ito dahil sa una ang isang network ay ikakabit sa E-K junction.

At ang iyong divider ay maglalapat ng 236 volts sa EB junction, na hahantong din sa isang pagsabog ng transistor.

Pagkatapos ng ilang paglilinaw, sa wakas ay naging malinaw kung ano ang gusto mong makamit: isang karaniwang pinagmumulan ng kuryente para sa ilang mga circuit ng LED na konektado sa serye. Itinuring mo na ang pangunahing problema ay ang makinis na charging unit ng filter capacitor. Sa palagay ko, may ilang mas kritikal na lugar sa gayong pamamaraan. Ngunit una, sa paksa ng tanong.

Ang 1000 μF ay isang halaga na angkop para sa kasalukuyang load na 0.5...3 amperes, at hindi sampu-sampung milliamps (22...50 μF ay sapat doon). Maaaring i-install ang transistor kung kailangan mong gumawa ng isang maayos na pagtaas sa ningning sa loob ng 4...20 segundo - ngunit mayroon kang ilang mga garland! Kailangan ba talaga nilang sabay na magsimula sa buong apartment? At tungkol sa mga switch - sa halip na ang mga standard na lumipat sa ~220 volt circuit, gusto mo bang ilipat ang ~310 volt circuit sa pamamagitan ng paglalagay ng switch sa pagitan ng capacitor at garland? Ang solusyon na ito ay mukhang kahit papaano ay makatwiran para sa isang "matalinong tahanan" (at kahit na hindi lahat ng bagay dito ay malinaw), ngunit sa isang ordinaryong apartment ay walang saysay na gawin ito. Sa loob nito, mas tama ang pag-install para sa bawat garland ng sarili nitong hiwalay na supply ng kuryente - at pagkatapos ay mas kumikitang gumamit ng ordinaryong super-mura (at mas maaasahan!) na mga tape na may parallel 12 volt LEDs, at hindi sa mga homemade series, kung saan ang pagka-burnout ng isang diode ay ganap na nag-aalis sa iyo ng liwanag.
Ang isa pang layunin ng makinis na yunit ng singil ay upang protektahan ang mga rectifier diode mula sa paulit-ulit na labis na karga sa sandali ng paglipat, kapag ang kapasitor ay ganap na na-discharge. Ngunit ang problemang ito ay maaaring ganap na malutas sa pamamagitan ng isang mas simpleng paraan - sa halip na T1 at R1, R3, kailangan mong magpasok ng isang thermistor na may pagtutol ng ilang sampu-sampung ohms, na bumababa kapag pinainit hanggang 0.5...3 ohms, ito ay ginagawa sa daan-daang milyong mga power supply ng computer na gumagana nang mapagkakatiwalaan sa loob ng maraming taon sa humigit-kumulang sa parehong kasalukuyang load gaya ng sa iyo. Maaari kang makakuha ng naturang thermistor mula sa anumang patay na power supply ng computer.

At sa wakas, tungkol sa kung ano ang wala sa iyong tanong, ngunit nakakakuha ito ng iyong mata - tungkol sa kasalukuyang stabilizer sa LM317, na sumisipsip ng labis na boltahe ng mains. Ang katotohanan ay ang naturang stub ay gumagana lamang sa saklaw mula 3 hanggang 40 volts. Ang tolerance para sa boltahe ng mains sa isang malusog na network ng lungsod ay 10%, i.e. mula 198 hanggang 242 volts. Nangangahulugan ito na kung kinakalkula mo ang stub sa mas mababang limitasyon (at ito ay karaniwang ginagawa), pagkatapos ay sa itaas na limitasyon ang boltahe sa stub ay lalampas sa pinahihintulutang 40 volts. Kung itinakda mo ito sa tuktok ng hanay (ibig sabihin, 242), pagkatapos ay sa mas mababang limitasyon ang boltahe sa stub ay bababa sa ibaba 3 volts, at hindi na nito patatagin ang kasalukuyang. At wala akong sasabihin tungkol sa kung ano ang mangyayari sa scheme na ito sa mga rural na lugar, kung saan ang mga pagbabago sa boltahe ng network ay mas malawak. Kaya't ang gayong circuit ay gagana nang normal lamang sa isang matatag na boltahe ng network - ngunit sa isang matatag na network, ang isang stabilizer ay maaaring ganap na mapalitan ng isang simpleng risistor.

Ikonekta natin ang isang circuit na binubuo ng isang uncharged capacitor na may capacitance C at isang risistor na may resistance R sa isang power source na may pare-parehong boltahe U (Fig. 16-4).

Dahil sa sandali ng paglipat sa kapasitor ay hindi pa sisingilin, ang boltahe sa kabuuan nito Samakatuwid, sa circuit sa paunang sandali ng oras, ang boltahe drop sa paglaban R ay katumbas ng U at isang kasalukuyang arises, ang lakas ng. alin

kanin. 16-4. Nagcha-charge ng capacitor.

Ang pagpasa ng kasalukuyang i ay sinamahan ng isang unti-unting akumulasyon ng singil Q sa kapasitor, lumilitaw ang isang boltahe dito at ang pagbaba ng boltahe sa paglaban ng R ay bumababa:

tulad ng sumusunod mula sa ikalawang batas ni Kirchhoff. Samakatuwid, ang kasalukuyang lakas

bumababa, bumababa din ang rate ng akumulasyon ng singil Q, dahil ang kasalukuyang nasa circuit

Sa paglipas ng panahon, ang kapasitor ay patuloy na nag-charge, ngunit ang singil Q at ang boltahe dito ay lumalaki nang higit pa at mas mabagal (Larawan 16-5), at ang kasalukuyang sa circuit ay unti-unting bumababa sa proporsyon sa pagkakaiba ng boltahe.

kanin. 16-5. Graph ng mga pagbabago sa kasalukuyang at boltahe kapag nagcha-charge ng capacitor.

Pagkatapos ng isang sapat na malaking agwat ng oras (theoretically walang hanggan ang haba), ang boltahe sa kapasitor ay umabot sa isang halaga na katumbas ng boltahe ng pinagmumulan ng kapangyarihan, at ang kasalukuyang ay nagiging katumbas ng zero - ang proseso ng pagsingil ng kapasitor ay nagtatapos.

Ang proseso ng pagsingil ng isang kapasitor ay mas mahaba, mas malaki ang paglaban ng circuit R, na naglilimita sa kasalukuyang, at mas malaki ang kapasidad ng kapasitor C, dahil may malaking kapasidad ang isang mas malaking singil ay dapat maipon. Ang bilis ng proseso ay nailalarawan sa pare-pareho ng oras ng circuit

mas marami, mas mabagal ang proseso.

Ang pare-pareho ng oras ng circuit ay may sukat ng oras, dahil

Pagkatapos ng agwat ng oras mula sa sandaling naka-on ang circuit, katumbas ng , ang boltahe sa kapasitor ay umabot sa humigit-kumulang 63% ng boltahe ng pinagmumulan ng kapangyarihan, at pagkatapos ng agwat, ang proseso ng pagsingil ng kapasitor ay maaaring ituring na nakumpleto.

Boltahe sa buong kapasitor kapag nagcha-charge

ibig sabihin, ito ay katumbas ng pagkakaiba sa pagitan ng pare-pareho ang boltahe ng pinagmumulan ng kapangyarihan at ang libreng boltahe, na bumababa sa paglipas ng panahon ayon sa batas ng isang exponential function mula sa halagang U hanggang zero (Fig. 16-5).

Kasalukuyang nagcha-charge ng kapasitor

Ang kasalukuyang mula sa paunang halaga ay unti-unting bumababa ayon sa batas ng exponential function (Larawan 16-5).

b) Paglabas ng kapasitor

Isaalang-alang natin ngayon ang proseso ng paglabas ng kapasitor C, na sinisingil mula sa pinagmumulan ng kapangyarihan sa boltahe U sa pamamagitan ng isang risistor na may resistensya R (Larawan 16-6, Kung saan ang switch ay inilipat mula sa posisyon 1 hanggang sa posisyon 2).

kanin. 16-6. Paglabas ng kapasitor sa isang risistor.

kanin. 16-7. Graph ng mga pagbabago sa kasalukuyang at boltahe kapag naglalabas ng kapasitor.

Sa paunang sandali, ang isang kasalukuyang ay babangon sa circuit at ang kapasitor ay magsisimulang mag-discharge, at ang boltahe sa kabuuan nito ay bababa. Habang bumababa ang boltahe, bababa din ang kasalukuyang nasa circuit (Larawan 16-7). Pagkatapos ng isang agwat ng oras, ang boltahe sa kapasitor at ang kasalukuyang circuit ay bababa sa humigit-kumulang 1% ng mga paunang halaga at ang proseso ng paglabas ng kapasitor ay maaaring ituring na nakumpleto.

Boltahe ng kapasitor sa panahon ng paglabas

ibig sabihin, bumababa ito ayon sa batas ng exponential function (Larawan 16-7).

Kasalukuyang naglalabas ng kapasitor

iyon ay, ito, tulad ng boltahe, ay bumababa ayon sa parehong batas (Larawan 6-7).

Ang lahat ng enerhiya na nakaimbak kapag nagcha-charge ng capacitor sa electric field nito ay inilalabas bilang init sa resistensya R habang naglalabas.

Ang electric field ng isang naka-charge na kapasitor, na nakadiskonekta mula sa pinagmumulan ng kuryente, ay hindi maaaring manatiling hindi nagbabago nang matagal, dahil ang dielectric ng kapasitor at ang pagkakabukod sa pagitan ng mga terminal nito ay may ilang kondaktibiti.

Ang paglabas ng isang kapasitor dahil sa di-kasakdalan ng dielectric at pagkakabukod ay tinatawag na self-discharge. Ang oras na pare-pareho sa panahon ng self-discharge ng isang kapasitor ay hindi nakasalalay sa hugis ng mga plato at ang distansya sa pagitan nila.

Ang mga proseso ng pag-charge at pagdiskarga ng isang kapasitor ay tinatawag na mga transient na proseso.

JB Castro-Miguens, Madrid

Kapag ang isang switching power source, halimbawa isang computer power supply, ay naka-on, ang smoothing capacitor ng rectifier ay ganap na na-discharge. Ang pag-agos ng kasalukuyang singilin, lalo na sa kaso kung ang kapasidad ng kapasitor ay malaki, ay maaaring humantong sa pagpapatakbo ng mga circuit breaker, o kahit na sa pagkabigo ng rectifier diodes.

Bagaman ang katumbas na paglaban ng serye ng kapasitor at ang paglaban at inductance ng mga wire ay binabawasan ang inrush na kasalukuyang, ang mga peak value ay maaaring umabot sa sampu-sampung amperes. Ang mga surges na ito ay dapat isaalang-alang kapag pumipili ng rectifier diodes, ngunit ang kanilang pinaka-kapansin-pansin na epekto ay sa buhay ng kapasitor. Ang isang circuit na nagbibigay-daan sa iyong limitahan ang mga kasalukuyang surge kapag naka-on ay ipinapakita sa Figure 1.

Kung sa sandali ng paglipat sa agarang halaga ng rectified alternating boltahe ng network ay higit sa 14 V, ang MOSFET transistor Q 1 ay i-on, bilang isang resulta kung saan ang IGBT transistor Q 2 ay naka-off at ang kapasitor ay hindi sinisingil.

Kung ang rectified boltahe ay mas mababa kaysa sa boltahe sa kabuuan ng kapasitor plus 14 V (V 1 = V IN − V OUT ≤ 14 V), Q1 ay naka-off, at Q 2 ay naka-on sa pamamagitan ng risistor R 3, pagkonekta sa capacitor at load (R LOAD) sa rectifier. Alinsunod dito, ang Q 2 ay nananatiling naka-on, at ang Q 1 ay tumigil na magkaroon ng anumang impluwensya sa pagpapatakbo ng circuit.

Sa isang matatag na estado, kapag ang boltahe sa kapasitor ay katumbas ng rectified alternating boltahe, Q 1 ay naka-off at Q 2 ay naka-on, at walang pumipigil sa kapasitor mula sa pagsingil.

Ang kasalukuyang limiter ay nagbibigay-daan sa iyo upang madagdagan ang circuit na may proteksyon sa overvoltage. Kung ang rectified output boltahe ay lumampas sa 380 V, ang boltahe sa pagitan ng reference na output at ang anode ng IC 1 ay mas malaki kaysa sa panloob na reference na boltahe nito na 2.495 V, na nagiging sanhi ng anode-cathode boltahe upang bumaba sa humigit-kumulang 2 V. Kasalukuyan sa risistor R 3 ay dadaloy sa katod, at ang Q 2 ay magsasara.

Kapag ang rectified line voltage ay mas mababa sa 380 V, halos walang cathode current mula sa TL431. Bilang kinahinatnan, ang Q2 ay nakabukas sa pamamagitan ng R3 at nagkokonekta sa capacitor at R LOAD sa full-wave rectifier (ipagpalagay na V 1 = V IN − V OUT ≤ 14 V).

Napakaliit ng power dissipated ng mga bahagi ng circuit. Sa isang input boltahe ng 230 V rms. at load power hanggang 500 W, maaari mong gamitin ang GP10NC60KD bilang Q 2.

• Sa katunayan, tinitiyak ng circuit ang koneksyon ng mga capacitor ng filter kapag ang supply boltahe ay pumasa sa zero. Hindi ba mas madaling gumamit ng optosimistor (optorelay) na may function na naka-on sa zero na boltahe? Sa isang malaking kapasidad ng mga capacitor ng filter, alinman sa circuit na ito o ang opto-relay ay magliligtas sa iyo mula sa isang inrush na kasalukuyang.
• Siyempre, maganda ang circuit at katulad ng isa sa mga opsyon sa dv/dt limiter na inilarawan sa “AN1542 Active Inrush Current Limiting Using MOSFETs.” Ang appnote na “AN4606 Inrush-current limiter circuits (ICL) with Triacs and Thyristors” ay din. Magiging mas kapaki-pakinabang para sa mismong circuit na hindi magkaroon ng overvoltage na proteksyon, ngunit upang maprotektahan laban sa mga short circuit sa pag-load Bilang karagdagan, may mga uri ng mga pag-load na hindi maaaring idiskonekta lamang mula sa network sa mains boltahe ay maaaring hindi gaanong mapanganib kaysa sa isang biglaang pag-agos ng paglaho Marahil ang problema ng pagsingil ng mga input capacitor ay karaniwang para sa lahat ng SMPS na may kapangyarihan na 200W o higit pa Ang isang malaking hardin ng mga solusyon ay makikita sa mga circuit ng mga welding inverters , mga frequency converter at iba pang teknolohikal na kagamitan, kung saan sa isang paraan o iba pa ay may mataas na kapangyarihan na DC link Ang pagiging kumplikado ng mga limiter circuits (para sa ilang kadahilanan. palagi silang nagsusulat ng "soft start circuits") ay tinutukoy ng badyet at imahinasyon ng. ang mga nag-develop Ang isang maliit na hierarchy: ang ibig sabihin ng "folk" ay isang risistor o inductor, para sa mga maliliit na kapangyarihan ay isang thermistor; sinusundan ng mga circuit na katulad ng mga inilarawan sa artikulo (gamit ang isang thyristor o transistor); pagkatapos - kinokontrol na mga rectifier; Well, sa pinakatuktok, sa aking opinyon, ay mga power factor correctors (isa ring pangkalahatang pangalan para sa ganap na kinokontrol na mga rectifier o hindi nakahiwalay na mga DC/DC converter). At tungkol sa diagram sa itaas. Sa harap ko ay isang power supply, ang input nito ay 4000uF * 450V. Ang limiter ay isang 10W risistor, na kung saan ay shunted sa pamamagitan ng isang malakas na 60-amp starter. Ang oras ng pagsingil ng mga lalagyan ay humigit-kumulang 12 segundo. Ito ay klasikal na itinakda ng isang RC circuit sa base ng transistor, na nagpapalit ng paikot-ikot ng isang mababang-kapangyarihan na relay, at pagkatapos, sa turn, ay i-on ang starter. Sa sandaling ma-bypass ang risistor, isang senyas na nagpapahiwatig ng "Handa" na estado ng rectifier ay ipinadala sa control circuit sa pamamagitan ng isang optocoupler. Sa pamamagitan ng pag-install ng isang thyristor o IGBT ayon sa inilarawan na solusyon (na may malaking margin, dahil ang kasalukuyang ay non-sinusoidal), hindi magiging mahirap na ayusin ang isang control circuit. Sa kaso ng isang thyristor, gamit ang pinakamainam na opsyon - kapag ang network ay dumaan sa 0, tulad ng isinulat ni lllll. Ngunit narito ang problema: ang kasalukuyang pagkonsumo mula sa network sa buong pagkarga ay mga 30 Amperes. Nangangahulugan ito na ang isang "pampainit" na may lakas na 50-100W ay ​​idaragdag sa circuit. Ito, siyempre, ay hindi tungkol sa pag-save ng enerhiya :-). Ngunit hindi mo maiwasang magtaka kung ang electromechanical na "soft start" ay talagang masama.
• Ang scheme ay mula sa serye na "kapag walang gagawin, pagkatapos...". Para sa mababang kapangyarihan ang paksa ay hindi nauugnay. Hindi pa ako nakakita ng mga limiter, ngunit tulad ng ipinapakita sa pagsasanay, walang mali at hindi gumagana ang mga makina. Para sa daluyan at mataas na kapangyarihan - ito ay lipas na sa panahon; Sa kaso ng paggamit ng mga capacitor na may mataas na kapasidad (halimbawa, sa ULF), kadalasang ginagamit ang makinis na pag-charge sa pamamagitan ng isang kasalukuyang naglilimita sa risistor, na nag-short-circuit ng ilang oras pagkatapos i-on.
• Hindi ba ito isang inrush na kasalukuyang limiter para sa mga medium-power load? AMC ang iyong post mula sa serye na “kapag walang maisulat at nangangati ang iyong mga kamay...”