Грузовой вагон ( )Расшифровка: Советы по проектированию блока питания без трансформатора
2024/5/28 10:36:20
Вид：
Пояснение к бестрансформаторному источнику питания
Это не волшебство и не сон. Небольшие нагрузки могут использовать токоограничивающие резисторы для понижения напряжения 230 В переменного тока до нескольких вольт (например, 5, 12 или 24). КПД низкий (<1%), и R1 теряет энергию в виде тепла. На самом деле, чтобы понизить среднеквадратичное напряжение с 230 В переменного тока до 12 В постоянного тока, требуется приложить немало усилий. Эта линейная составляющая рассеивает в среднем 22 Вт; его мощность должна быть не менее 50 Вт, рассеивание: V(N3, N2) * I(R1)
На схеме три рабочих узла: N1, N2 и N3. В зависимости от номиналов компонентов переходные напряжения отображаются на графике. На графике показано, сколько времени потребуется, чтобы выходное напряжение достигло 12 В, в зависимости от постоянной времени, также определяемой конденсатором С1. Время зарядки конденсатора переходного сигнала следующее:
C1 = 100 мкФ, T = 25 мс
C1 = 470 мкФ, T = 130 мс
C1 = 1000 мкФ, T = 290 мс
C1 = 4700 мкФ, T = 1,38 с
C1 = 10 000 мкФ, Т = 3 с
При фиксированном сопротивлении нагрузки пульсации зависят от конденсатора С1. Чем больше емкость конденсатора, тем меньше пульсаций появляется на выходном сигнале. При использовании вышеуказанных конденсаторов размах пульсаций будет следующим:
• C1 = 100 мкФ, пульсация = 1,17 В (размах)
• C1 = 470 мкФ, пульсация = 261,7 мВ (размах)
• C1 = 1000 мкФ, пульсация = 121,58 мВ (размах)
• C1 = 4700 мкФ, пульсация = 25,3 мВ (размах)
• C1 = 10 000 мкФ, пульсация = 11,89 мВ (размах)
Выходное напряжение схемы не достигает необходимых 12 В, а составляет около 11,3 В. Даже при отсутствии нагрузки выходное напряжение всегда ниже 12 В. Такое падение напряжения вызывает диод D2. Диод Шоттки уменьшает это падение напряжения.
2. Улучшение конденсатора
Из графика видно, что добавление полиэфирного конденсатора последовательно с линией повышает эффективность системы. В такой конфигурации КПД составляет около 18%.
Поскольку максимальное напряжение на конденсаторе превышает 320 В, необходимо выбрать модель, поддерживающую напряжение не менее 650 В.
При такой конфигурации резистор R1 рассеивает всего 0,5 Вт, но лучше использовать модель мощностью не менее 2 Вт. Конденсатор С2 выполняет роль резистора и имеет емкостное реактивное сопротивление на частоте 50 Гц. Емкостное реактивное сопротивление конденсатора выражается следующей формулой:
Отсюда следует, что реактивное сопротивление конденсатора С2 равно 6772,55 Ом, но в отличие от резистора он не рассеивает тепло. Выходное напряжение схемы также составляет 12 В, из которого необходимо вычесть падение напряжения на диоде D1.
Внимание: Конденсатор C2 может оставаться заряженным в течение значительного времени, когда цепь замкнута. Параллельно этому компоненту рекомендуется подключить высокоомный резистор. При типичной работе он рассеивает около 100 милливатт. Полный разряд конденсатора занимает около 1 секунды, но уже через 0,4 секунды значение его напряжения уже не опасно.
Это не волшебство и не сон. Небольшие нагрузки могут использовать токоограничивающие резисторы для понижения напряжения 230 В переменного тока до нескольких вольт (например, 5, 12 или 24). КПД низкий (<1%), и R1 теряет энергию в виде тепла. На самом деле, чтобы понизить среднеквадратичное напряжение с 230 В переменного тока до 12 В постоянного тока, требуется приложить немало усилий. Эта линейная составляющая рассеивает в среднем 22 Вт; его мощность должна быть не менее 50 Вт, рассеивание: V(N3, N2) * I(R1)
На схеме три рабочих узла: N1, N2 и N3. В зависимости от номиналов компонентов переходные напряжения отображаются на графике. На графике показано, сколько времени потребуется, чтобы выходное напряжение достигло 12 В, в зависимости от постоянной времени, также определяемой конденсатором С1. Время зарядки конденсатора переходного сигнала следующее:
C1 = 100 мкФ, T = 25 мс
C1 = 470 мкФ, T = 130 мс
C1 = 1000 мкФ, T = 290 мс
C1 = 4700 мкФ, T = 1,38 с
C1 = 10 000 мкФ, Т = 3 с
При фиксированном сопротивлении нагрузки пульсации зависят от конденсатора С1. Чем больше емкость конденсатора, тем меньше пульсаций появляется на выходном сигнале. При использовании вышеуказанных конденсаторов размах пульсаций будет следующим:
• C1 = 100 мкФ, пульсация = 1,17 В (размах)
• C1 = 470 мкФ, пульсация = 261,7 мВ (размах)
• C1 = 1000 мкФ, пульсация = 121,58 мВ (размах)
• C1 = 4700 мкФ, пульсация = 25,3 мВ (размах)
• C1 = 10 000 мкФ, пульсация = 11,89 мВ (размах)
Выходное напряжение схемы не достигает необходимых 12 В, а составляет около 11,3 В. Даже при отсутствии нагрузки выходное напряжение всегда ниже 12 В. Такое падение напряжения вызывает диод D2. Диод Шоттки уменьшает это падение напряжения.
2. Улучшение конденсатора
Из графика видно, что добавление полиэфирного конденсатора последовательно с линией повышает эффективность системы. В такой конфигурации КПД составляет около 18%.
Поскольку максимальное напряжение на конденсаторе превышает 320 В, необходимо выбрать модель, поддерживающую напряжение не менее 650 В.
При такой конфигурации резистор R1 рассеивает всего 0,5 Вт, но лучше использовать модель мощностью не менее 2 Вт. Конденсатор С2 выполняет роль резистора и имеет емкостное реактивное сопротивление на частоте 50 Гц. Емкостное реактивное сопротивление конденсатора выражается следующей формулой:
Отсюда следует, что реактивное сопротивление конденсатора С2 равно 6772,55 Ом, но в отличие от резистора он не рассеивает тепло. Выходное напряжение схемы также составляет 12 В, из которого необходимо вычесть падение напряжения на диоде D1.
Внимание: Конденсатор C2 может оставаться заряженным в течение значительного времени, когда цепь замкнута. Параллельно этому компоненту рекомендуется подключить высокоомный резистор. При типичной работе он рассеивает около 100 милливатт. Полный разряд конденсатора занимает около 1 секунды, но уже через 0,4 секунды значение его напряжения уже не опасно.
