Пресметка на капацитетот на баласт кондензатор за напојување без трансформатор. Пресметка на напојување без трансформатор Намалете го напонот со кондензатор Пресметка онлајн
Почесто во пракса, се користат помали единици на капацитет: 1 nF (нанофарад) = 10 -9 F и 1 pkF (пикофарад) = 10 -12 F.
Има потреба од уреди кои акумулираат полнење, а изолираните проводници имаат низок капацитет. Искусен начинОткриено е дека електричниот капацитет на спроводникот се зголемува ако до него се приближи друг проводник - поради феномени на електростатска индукција.
Кондензатор - ова се два проводници наречени облоги, лоцирани блиску еден до друг .
Дизајнот е таков што надворешните тела што го опкружуваат кондензаторот не влијаат на неговиот електричен капацитет. Ова ќе се направи ако електростатското поле е концентрирано внатре во кондензаторот, помеѓу плочите.
Кондензаторите се рамни, цилиндрични и сферични.
Бидејќи електростатското поле е внатре во кондензаторот, линиите за електрично поместување започнуваат на позитивната плоча, завршуваат на негативната плоча и не исчезнуваат никаде. Затоа, обвиненијата на плочите спротивен по знак, но еднаков по големина.
Капацитетот на кондензаторот е еднаков на односот на полнежот и потенцијалната разлика помеѓу плочите на кондензаторот:
 |
(5.4.5) |
Покрај капацитетот, секој кондензатор се карактеризира Уроб (или Уитн . ) – максимално дозволениот напон, над кој се јавува дефект помеѓу плочите на кондензаторот.
Поврзување на кондензатори
Капацитивни батерии– комбинации на паралелни и сериски врски на кондензатори.
1) Паралелно поврзување на кондензаторите (сл. 5.9):
Во овој случај, заедничкиот напон е У:
Вкупна наплата:
Како резултат на капацитетот:
Споредете со паралелно поврзување на отпори Р:
Јачина на полето во кондензаторот (сл. 5.11):
Напон помеѓу плочите:
каде е растојанието помеѓу плочите.
Бидејќи обвинението е
.
2. Капацитет на цилиндричен кондензатор
Потенцијалната разлика помеѓу плочите на цилиндричниот кондензатор прикажан на Слика 5.12 може да се пресмета со формулата:
Напојувањата без трансформатор со кондензатор за гаснење се погодни во нивната едноставност, имаат мали димензии и тежина, но не се секогаш применливи поради галванското поврзување на излезното коло со мрежа од 220 V.
Во напојување без трансформатор на мрежата AC напонКондензатор и оптоварување се поврзани во серија. Неполарен кондензатор, вклучени во колото наизменична струја, се однесува како отпор, но, за разлика од отпорник, не ја троши апсорбираната моќ како топлина.
За да се пресмета капацитетот на кондензаторот за гаснење, се користи следнава формула:
В - капацитет баласт кондензатор(F); Ieff - ефективна струја на оптоварување; f - фреквенција на влезен напон Uc (Hz); Uс - влезен напон (V); Неоптоварувачки напон (V).
За леснотија на пресметките, можете да користите онлајн калкулатор
Дизајнот на уредите што се напојуваат од нив мора да ја спречи можноста за допирање на проводници за време на работата. Посебно внимание треба да се посвети на изолацијата на контролите.
- Слични статии
Работен фреквентен опсег 66...74 или 88...108 MHz Користејќи го R7, се прилагодува раздвојувањето помеѓу AF каналите. ***Сигналот се испорачува од излезот на детекторот за фреквенција VHF (FM) - приемник до влезот DA1 преку колото за корекција R1C1. Литература J. Радио аматерски 1 2000 г.
Потребата за поврзување на ЛЕР со мрежата е честа ситуација. Ова вклучува индикатор за вклучување уреди, прекинувач со позадинско осветлување, па дури и диодна ламба.
Постојат многу шеми за поврзување на индикаторските LED диоди со ниска моќност преку ограничувач на струја на отпорник, но таквата шема за поврзување има одредени недостатоци. Ако треба да поврзете диода со номинална струја од 100-150 mA, ќе ви треба многу моќен отпорник, чии димензии ќе бидат значително поголеми од самата диода.
Вака би изгледал дијаграмот за поврзување на работната површина светлина диодна светилка. А моќните отпорници од десет вати при ниски собни температури може да се користат како дополнителен извор на греење.
Употребата на проводници како ограничувач на струјата овозможува значително да се намалат димензиите на таквото коло. Вака изгледа напојувањето за диодна светилка од 10-15 W.
Принципот на работа на кола со помош на баласт кондензатор
Во ова коло, кондензаторот е струен филтер. Напонот се испорачува на товарот само додека кондензаторот не се наполни целосно, чие време зависи од неговиот капацитет. Во овој случај, не се јавува генерирање топлина, што ги отстранува ограничувањата на моќноста на оптоварување.
За да разберете како функционира ова коло и принципот на избор на баласт елемент за LED, дозволете ми да ве потсетам дека напонот е брзината на електроните што се движат по проводникот, а струјата е густината на електроните.
За диодата, апсолутно е рамнодушно со која брзина електроните ќе „летаат“ низ неа. Пресметката на проводникот се заснова на ограничувањето на струјата во колото. Можеме да примениме најмалку десет киловолти, но ако струјата е неколку микроампери, бројот на електрони што минуваат низ кристалот што емитува светлина ќе биде доволен за да возбуди само мал дел од емитерот на светлина и нема да го видиме сјајот.
Во исто време, при напон од неколку волти и струја од десетици ампери, густината на електронскиот флукс значително ќе ја надмине пропусната моќ на матрицата на диодот, претворајќи го вишокот во топлинска енергија, а нашиот LED елемент едноставно ќе испари во облак од чад.
Пресметка на кондензатор за гаснење за ЛЕР
Ајде да ја погледнеме деталната пресметка подолу, можете да ја најдете онлајн формата за калкулатор.
Пресметка на капацитетот на кондензаторот за LED:
C(uF) = 3200 * Isd) / √(Uin² - Uout²)
Со uF– капацитет на кондензаторот. Треба да биде оценет на 400-500V;
ОИС – номинална струјадиода (погледнете во податоците за пасошот);
Уин– амплитуден мрежен напон - 320V;
Излезете– номинален напон на напојување на LED диоди.
Можете исто така да ја најдете следната формула:
C = (4,45 * I) / (U - Ud)
Се користи за
| Напон на колото, Ua |
| Фреквенција на колото, f |
| Капацитет на кондензаторот за намалување, В |
| Напон на оптоварување, Ub |
| Струјата што тече низ товарот, И |
| Моќност на оптоварување, П |
Ако некогаш сте имале задача да го намалите напонот на кое било ниво, на пример од 220 волти на 12 V, тогаш овој напис е за вас.
Постојат многу начини да го направите ова користејќи достапни материјали. Во нашиот случај, ќе користиме еден дел - контејнер.
Во принцип, можеме да користиме обичен отпор, но во овој случај, ќе имаме проблем со прегревање на овој дел, а потоа пожарот не е далеку.
Во случај кога се користи капацитивност како редуцирачки елемент, ситуацијата е поинаква.
Капацитетот поврзан со коло на наизменична струја има (идеално) само реактанса, чија вредност се наоѓа според добро познатата формула.
Дополнително, во нашето коло вклучуваме некаков товар (сијалица, дупчалка, машина за перење), кој има и некаков отпор R
Така, вкупниот отпор на колото ќе биде како
Нашето коло е во серија, и затоа вкупниот напон на колото е збир на напоните на кондензаторот и на оптоварувањето
Користејќи го законот на Ом, ја пресметуваме струјата што тече во ова коло.
Како што можете да видите, знаејќи ги параметрите на колото, лесно е да се пресметаат вредностите што недостасуваат.
И сеќавајќи се како се пресметува моќноста, лесно е да се пресметаат параметрите на кондензаторот врз основа на потрошувачката на енергија на товарот.
Имајте на ум дека во такво коло не можете да користите поларизирани кондензатори, односно оние што се вклучени во електронското коло во строга согласност со наведениот поларитет.
Покрај тоа, неопходно е да се земе предвид мрежната фреквенција ѓ. И ако во Русија имаме фреквенција од 50 Hz, тогаш на пример во Америка фреквенцијата е 60 Hz. Ова исто така влијае на конечните пресметки.
Примери за пресметка
Неопходно е да се напојува сијалица од 36W дизајнирана за напон од 12V. Каков капацитет на кондензаторот за намалување е потребен овде?
Ако зборуваме за електрични мрежи во Русија, тогаш влезниот напон е 220 волти, фреквенција 50 Hz.
Струјата што минува низ сијалицата е 3 ампери (36 поделени со 12). Тогаш капацитетот според горната формула ќе биде еднаков на:
| Добиените параметри на опаѓачкиот кондензатор |
Често ме прашуваа како да поврзам микроконтролер или какво нисконапонско коло директно на 220 без да користам трансформатор. Желбата е сосема очигледна - трансформаторот, дури и пулсен, е многу гломазен. И да го набиете, на пример, во контролното коло за лустерот лоциран директно во прекинувачот нема да работи, без разлика колку сакате. Можеби само издлабете ниша во ѕидот, но тоа не е нашиот метод!
Како и да е, постои едноставно и многу компактно решение - ова е делител на кондензатор.
Навистина, кондензаторските напојувања немаат изолација од мрежата, па ако нешто наеднаш изгори во него или тргне наопаку, тогаш лесно може да ве удри од струја или да ви го изгори станот, но да ви го уништи компјутерот за навистина убава работа, во општо, опрема Безбедноста овде мора да се почитува повеќе од кога било - е опишано на крајот од статијата. Во принцип, ако не ве убедив дека напојувањето без трансформатор е зло, тогаш јас сум мојот сопствен злобен Пинокио, немам никаква врска со тоа. Добро, поблиску до темата.
Се сеќавате на вообичаениот отпорен делител?
Се чини дека што е проблемот, ги избрав потребните оценки и го добив потребниот напон. Потоа го исправи Профит. Но, не е сè толку едноставно - таков делител може и ќе може да го обезбеди потребниот напон, но воопшто нема да ја обезбеди потребната струја. Бидејќи отпорот е многу висок. А ако отпорите се пропорционално намалени, тогаш низ нив ќе тече голема струја, која при напон од 220 волти ќе даде многу големи загуби на топлина - отпорниците ќе се загреат како шпорет и на крајот или ќе откажат или ќе предизвикаат пожар.
Сè се менува ако еден од отпорниците се замени со кондензатор. Поентата е - како што се сеќавате од статијата за кондензатори, напонот и струјата на кондензаторот не се во фаза. Оние. кога напонот е максимум, струјата е на минимум и обратно.
Бидејќи нашиот напон е променлив, кондензаторот постојано ќе се празне и ќе се полни, а особеноста на празнењето-полнење на кондензаторот е тоа што кога има максимална струја (во моментот на полнење), тогаш минималниот напон и обратно. Кога е веќе наполнет и напонот на него е максимален, струјата е нула. Според тоа, во оваа ситуација, моќта на загубата на топлина што ја создава кондензаторот (P=U*I) ќе биде минимална. Оние. нема ни да се поти. А реактивниот отпор на кондензаторот е Xc=-1/(2pi*f*C).
Теоретско повлекување
Постојат три типа на отпор во колото:
Активен - отпорник (R)
Реактивен - кондензатор (X s) и калем (X L)
Вкупниот отпор на колото (импеданса) Z=(R 2 +(X L +X s) 2) 1/2
Активниот отпор е секогаш константен, а реактивниот отпор зависи од фреквенцијата.
X L = 2pi*f * L
Xc=-1/(2pi*f*C)
Знакот на реактансата на елементот го означува неговиот карактер. Оние. ако е поголемо од нула, тогаш тоа се индуктивни својства, ако се помали од нула, тогаш тие се капацитивни. Од ова произлегува дека индуктивноста може да се компензира со капацитивност и обратно.
f е моменталната фреквенција.
Според тоа, при директна струја на f = 0 и X L на серпентина станува еднаква на 0 и серпентина се претвора во обично парче жица со само еден активен отпор, а Xc на кондензаторот оди до бесконечност, претворајќи го во прекин.
Излегува дека го имаме овој дијаграм:
Тоа е сè, струјата тече во една насока низ едната диода, во другата низ втората. Како резултат на тоа, на десната страна на колото повеќе немаме наизменична струја, туку пулсирачка струја - еден полубран на синусоид.
Ајде да додадеме кондензатор за измазнување за да го направиме напонот помирен, микрофарад за 100 и волти за 25, електролит:
Во принцип, таа е веќе подготвена, единственото нешто е што треба да ја инсталирате зенер диодата на таква струја да не умира кога воопшто нема оптоварување, бидејќи тогаш ќе мора да го земе рапот за сите, влечејќи низ целата струја што може да ја обезбеди напојувањето.
И можете да му помогнете со некоја помош. Инсталирајте отпорник со ограничување на струјата. Навистина, ова во голема мера ќе ја намали носивоста на напојувањето, но ова е доволно за нас.
 |
Струјата што може да ја испорача ова коло може грубо да се пресмета со формулата:
I = 2F * C (1,41U - Uout/2).
- F е фреквенцијата на мрежата за снабдување. Имаме 50 Hz.
- В - капацитет
- U - напон во штекерот
- Uout - излезен напон
Самата формула е изведена од страшни интеграли на обликот на струјата и напонот. Во принцип, можете сами да го пребарувате на Google користејќи го клучниот збор „пресметка на кондензатор за гаснење“, има многу материјал.
Во нашиот случај излегува дека I = 100 * 0,46E-6 (1,41*U - Uout/2) = 15mA
Тоа не е екстраваганција, но е повеќе од доволно за да функционира MK+TSOP+optointerface. И повеќе обично не е потребно.
Додадете неколку кондензатори за дополнително филтрирање на моќноста и можете да користите:
После тоа, како и обично, гравирав и залемив сè:
 |
 |
Шемата е тестирана многу пати и функционира. Еднаш го втурнав во системот за контрола на греењето на термо стакло. Имаше простор со големина на кутија за кибрит, а безбедноста беше загарантирана со целосното стакло на целиот блок.
БЕЗБЕДНОСТ
Во оваа шема нема изолација на напонод колото за напојување, што значи колото МНОГУ ОПАСНОво однос на електричната безбедност.
Затоа, неопходно е да се преземе исклучително одговорен пристап кон неговата инсталација и избор на компоненти. И, исто така, ракувајте со него внимателно и многу внимателно кога го поставувате.
Прво, забележете дека еден од пиновите оди во GND директно од штекерот. Тоа значи дека таму може да има фаза, во зависност од тоа како приклучокот е вметнат во штекерот.
Затоа, строго следете неколку правила:
- 1. Оценките мора да се постават со маргина за што е можно повисок напон. Ова е особено точно за кондензаторот. Имам еден од 400 волти, но ова е оној што беше достапен. Подобро да беше 600 волти, бидејќи ... Во електричната мрежа понекогаш има пренапони на напон многу повисоки од номиналната вредност. Стандардните напојувања, поради нивната инерција, лесно ќе го преживеат, но кондензаторот може да се пробие - замислете ги самите последици. Добро е ако нема оган.
- 2. Ова коло мора внимателно да се изолира од околината. Сигурна футрола за да не излегува ништо. Ако колото е поставено на ѕид, не треба да ги допира ѕидовите. Во принцип, целата работа ја спакуваме цврсто во пластика, ја затрупуваме и ја закопуваме на длабочина од 20 метри. :)))))
- 3. При поставувањето, не допирајте ниту еден од елементите на ланецот со рацете. Не дозволувајте да ве увери фактот дека има 5 волти на излезот. Бидејќи пет волти има исклучиво во однос на себе. Но, во однос на животната средина сè уште ги има истите 220.
- 4. По исклучувањето, многу е препорачливо да го испразните кондензаторот за гаснење. Бидејќи останува полнење од 100-200 волти во него, и ако безгрижно ја пикате главата некаде на погрешно место, болно ќе ви го гризе прстот. Малку е веројатно дека ќе биде фатално, но не е многу пријатно искуство, а неочекуваноста може да предизвика проблеми.
- 5. Ако се користи микроконтролер, тогаш трепкајте го неговиот фирмвер САМО кога целосно ќе се исклучите од мрежата. Покрај тоа, мора да се исклучи со исклучување од штекерот. Ако ова не е направено, тогаш со веројатност близу 100% компјутерот ќе биде убиен. И најверојатно сето тоа.
- 6. Истото важи и за комуникација со компјутер. Со такво напојување, забрането е поврзување преку USART, забрането е комбинирање на основи.
Ако сè уште сакате да комуницирате со вашиот компјутер, тогаш користете потенцијално посебни интерфејси. На пример, радио канал, инфрацрвен пренос или во најлош случај, делење на RS232 на два независни делови со оптоспојувачи.
Откако ќе го прочитате овој наслов, некој може да праша: „Зошто? Да, ако само го приклучите во штекер, дури и ако го вклучите според одредена шема, тоа нема практично значење и нема да донесе никакви корисни информации. Но, ако истата LED е поврзана паралелно со грејниот елемент контролиран од термостат, тогаш можете визуелно да ја следите работата на целиот уред. Понекогаш таквата индикација ви овозможува да се ослободите од многу мали проблеми и неволји.
Со оглед на она што е веќе кажано, задачата изгледа тривијална: само инсталирајте ограничувачки отпорник со потребната вредност и проблемот е решен. Но, сето ова е добро ако ја напојувате ЛЕР со исправен константен напон: штом ЛЕР беше поврзан во насока нанапред, таа остана така.
Кога работите на наизменичен напон, сè не е толку едноставно. Факт е дека, покрај директниот напон, на ЛЕР ќе влијае и напон на обратен поларитет, бидејќи секој полуциклус на синусниот бран го менува знакот на спротивниот. Овој обратен напон нема да ја осветли ЛЕР, но може многу брзо да го направи неупотреблив. Затоа, неопходно е да се преземат мерки за заштита од овој „штетен“ напон.
Во случај на напон во мрежата, пресметката на отпорникот за гаснење треба да се заснова на вредност на напонот од 310V. Зошто? Сè е многу едноставно овде: 220V е , вредноста на амплитудата ќе биде 220 * 1,41 = 310V. Амплитудниот напон е два (1,41) пати поголем од напонот на коренот, и тоа не треба да се заборави. Ова е напред и обратен напон што ќе се примени на ЛЕР. Од вредноста од 310 V треба да се пресмета отпорот на отпорникот за гаснење, а токму од овој напон, само со обратен поларитет, треба да се заштити ЛЕР.
Како да се заштити LED од обратен напон
За речиси сите LED диоди, обратниот напон не надминува 20V, бидејќи никој не требаше да направи високонапонски исправувач за нив. Како да се ослободите од такво зло, како да ја заштитите ЛЕР од овој обратен напон?
Излегува дека сè е многу едноставно. Првиот начин е да поврзете обична во серија со ЛЕР со висок обратен напон (не помал од 400V), на пример, 1N4007 - обратен напон 1000V, напредна струја 1А. Тоа е тој што нема да дозволи висок напон на негативен поларитет да помине на ЛЕР. Дијаграмот на таквата заштита е прикажан на сл. 1а.
Вториот метод, не помалку ефикасен, е едноставно да се заобиколи ЛЕР со друга диода поврзана назад до грб - паралелно, Сл. 1б. Со овој метод, заштитната диода дури и не мора да биде со висок обратен напон, која било диода со мала моќност, на пример, KD521.
Покрај тоа, можете едноставно да вклучите две LED диоди паралелно: отворајќи се наизменично, тие ќе се заштитат едни со други и двете ќе испуштаат светлина, како што е прикажано на Слика 1в. Ова е веќе трет метод на заштита. Сите три заштитни шеми се прикажани на слика 1.
Слика 1. ЛЕД кола за заштита од обратен напон
Ограничувачкиот отпорник во овие кола има отпор од 24 KOhm, кој при работен напон од 220 V обезбедува струја од редот од 220/24 = 9,16 mA, која може да се заокружи на 9. Тогаш моќноста на отпорникот за гаснење ќе биде 9 * 9 * 24 = 1944 mW, речиси два вати. Ова и покрај фактот што струјата низ ЛЕР е ограничена на 9mA. Но, долгорочната употреба на отпорник со максимална моќност нема да доведе до ништо добро: прво ќе стане црно, а потоа целосно ќе изгори. За да се спречи тоа да се случи, се препорачува да се инсталираат два отпорници од 12KΩ во серија со моќност од 2W секој.
Ако го поставите моменталното ниво на 20mA, тоа ќе биде уште повеќе - 20*20*12=4800mW, скоро 5W! Нормално, никој не може да си дозволи шпорет со таква моќ да загрее просторија. Ова се базира на една ЛЕР, но што ако има цела?
Кондензатор - отпорност без вода
Колото прикажано на слика 1а користи заштитна диода D1 за да го „отсече“ негативниот полуциклус на наизменичниот напон, па затоа моќноста на отпорникот за гаснење е преполовена. Но, сепак, моќта останува многу значајна. Затоа, често се користи како ограничувачки отпорник: ќе ја ограничи струјата не полошо од отпорник, но нема да генерира топлина. Не е без причина што кондензаторот често се нарекува отпорен на ватерус. Овој метод на префрлување е прикажан на Слика 2.
Слика 2. Коло за поврзување на ЛЕР преку баласт кондензатор
Се чини дека сè е во ред овде, има дури и заштитна диода VD1. Но, два детали не се дадени. Прво, кондензаторот C1, по исклучувањето на колото, може да остане наполнет и да складира полнење додека некој не го испразни со своја рака. И ова, верувајте ми, дефинитивно ќе се случи некогаш. Електричниот удар, се разбира, не е фатален, туку е доста чувствителен, неочекуван и непријатен.
Затоа, за да се избегне таква непријатност, овие кондензатори за гаснење се заобиколуваат со отпорник со отпор од 200...1000KOhm. Истата заштита е инсталирана во напојувања без трансформатор со кондензатор за гаснење, во оптоспојувачи и некои други кола. На слика 3 овој отпорник е означен R1.
Слика 3. Дијаграм за поврзување на ЛЕР со мрежа за осветлување
Покрај отпорникот R1, на дијаграмот се појавува и отпорник R2. Неговата цел е да го ограничи напливот на струја низ кондензаторот кога се применува напон, што помага да се заштитат не само диодите, туку и самиот кондензатор. Од практиката е познато дека во отсуство на таков отпорник, кондензаторот понекогаш се скрши, неговиот капацитет станува многу помал од номиналниот. Непотребно е да се каже дека кондензаторот мора да биде керамички за работен напон од најмалку 400V или специјален за работа во кола на наизменична струја за напон од 250V.
Резисторот R2 игра уште една важна улога: во случај на дефект на кондензаторот, тој делува како осигурувач. Се разбира, LED диодите исто така ќе треба да се заменат, но барем жиците за поврзување ќе останат недопрени. Всушност, вака функционира осигурувачот во кој било уред - транзисторите изгореа, но печатеното коло остана речиси недопрено.
Дијаграмот прикажан на слика 3 покажува само една ЛЕР, иако всушност неколку од нив може да се поврзат во серија. Заштитната диода сама ќе се справи со својата задача, но капацитетот на баластниот кондензатор ќе треба да се пресмета, барем приближно, но сепак.
За да се пресмета отпорноста на отпорот за гаснење, неопходно е да се одземе падот на напонот преку ЛЕР од напонот за напојување. Ако неколку LED диоди се поврзани во серија, тогаш едноставно додадете ги нивните напони и исто така одземете ги од напонот за напојување. Знаејќи го овој преостанат напон и потребната струја, многу е едноставно да се пресмета отпорноста на отпорникот според Омовиот закон: R=(U-Uд)/I*0,75.
Овде U е напонот за напојување, Ud е падот на напонот на LED диодите (ако LED диодите се поврзани во серија, тогаш Ud е збирот на падовите на напонот на сите LED диоди), I е струјата низ LED диодите, R е отпорот на отпорникот за гаснење. Овде, како и секогаш, напонот е во волти, струјата е во ампери, резултатот е во Ом, 0,75 е коефициент за зголемување на доверливоста. Оваа формула е веќе дадена во статијата.
Количината на напреден пад на напон за LED диоди со различни бои е различна. При струја од 20mA, црвените LED диоди имаат 1,6...2,03V, жолти 2,1...2,2V, зелени 2,2...3,5V, сини 2,5...3,7V. Белите LED диоди, кои имаат широк спектар на емисија од 3,0...3,7V, имаат најголем пад на напон. Лесно е да се види дека ширењето на овој параметар е доста широко.
Еве ги падовите на напонот на само неколку типови на LED диоди, едноставно по боја. Всушност, има многу повеќе од овие бои, а точното значење може да се најде само во техничката документација за одредена LED диода. Но, често тоа не е потребно: за да се добие резултат прифатлив за пракса, доволно е да се замени некоја просечна вредност (обично 2V) во формулата, се разбира, ако ова не е венец од стотици LED диоди.
За да се пресмета капацитетот на кондензаторот за гаснење, се користи емпириската формула C=(4.45*I)/(U-Ud),
каде што C е капацитетот на кондензаторот во микрофаради, I е струјата во милиампери, U е врвниот напон на мрежата во волти. Кога користите синџир од три сериски поврзани бели LED диоди Ud е приближно 12V, U амплитудниот напон на мрежата е 310V, за ограничување на струјата на 20mA ќе ви треба кондензатор со капацитет
C=(4,45*I)/(U-Ud)= C=(4,45*20)/(310-12)= 0,29865 µF, скоро 0,3 µF.
Најблиската стандардна вредност за капацитетот на кондензаторот е 0,15 µF, затоа, за да ја користите во ова коло, ќе треба да користите два паралелно поврзани кондензатори. Овде мора да се направи забелешка: формулата важи само за фреквенција на наизменичен напон од 50 Hz. За други фреквенции резултатите ќе бидат неточни.
Прво мора да се провери кондензаторот
Пред да го користите кондензаторот, мора да се тестира. За почеток само вклучете ја мрежата од 220V, по можност преку осигурувач од 3...5А и по 15 минути проверете со допир дали има забележливо загревање? Ако кондензаторот е ладен, тогаш можете да го користите. Во спротивно, задолжително земете уште еден и исто така прво проверете го. На крајот на краиштата, 220V веќе не е 12V, сè е малку поинаку овде!
Ако овој тест бил успешен и кондензаторот не се загреал, тогаш можете да проверите дали имало грешка во пресметките или дали кондензаторот е со правилен капацитет. За да го направите ова, треба да го поврзете кондензаторот со мрежата како во претходниот случај, само преку амперметар. Секако, амперметарот мора да биде AC.
Ова е потсетник дека не сите модерни дигитални мултиметри можат да измерат наизменична струја: едноставни евтини уреди, на пример, многу популарни кај радио аматерите, се способни да мерат само директна струја, но никој не знае што ќе покаже таков амперметар при мерење на наизменична струја . Најверојатно тоа ќе биде цената на огревното дрво или температурата на Месечината, но не и наизменичната струја низ кондензатор.
Ако измерената струја е приближно иста како онаа што беше добиена при пресметување со помош на формулата, тогаш можете безбедно да ги поврзете LED диодите. Ако наместо очекуваните 20...30mA излезе 2...3А, тогаш има или грешка во пресметките или ознаките на кондензаторот биле неправилно прочитани.
Осветлени прекинувачи
Овде можете да се фокусирате на друг метод за поврзување на LED со мрежа за осветлување, користен. Ако расклопите таков прекинувач, ќе откриете дека таму нема заштитни диоди. Значи, дали се е напишано само над глупости? Воопшто не, само треба внимателно да го погледнете расклопениот прекинувач или поточно вредноста на отпорникот. Како по правило, неговата номинална вредност е најмалку 200 KOhm, можеби дури и малку повеќе. Во овој случај, очигледно е дека струјата низ ЛЕР ќе биде ограничена на околу 1 mA. Колото на прекинувачот со позадинско осветлување е прикажано на слика 4.
Слика 4. Дијаграм за поврзување со LED диоди во прекинувач со позадинско осветлување
Овде, еден отпорник убива неколку птици со еден камен. Се разбира, струјата низ ЛЕР ќе биде мала, ќе свети слабо, но доволно светло за да го видите овој сјај во просторијата во темна ноќ. Но, во текот на денот овој сјај воопшто не е потребен! Затоа дозволете си да блеснете незабележано.
Во овој случај, обратната струја исто така ќе биде слаба, толку слаба што во никој случај нема да ја запали ЛЕР. Оттука и заштедите на точно една заштитна диода, која беше опишана погоре. Кога се произведуваат милиони, а можеби дури и милијарди, прекинувачи годишно, заштедите се значителни.
Се чини дека по читањето на написи за LED диоди, сите прашања за нивната употреба се јасни и разбирливи. Но, сè уште има многу суптилности и нијанси кога се вклучуваат LED диоди во различни кола. На пример, паралелни и сериски врски или, со други зборови, добри и лоши кола.
Понекогаш сакате да соберете венец од неколку десетици LED диоди, но како да го пресметате? Колку LED диоди може да се поврзат во серија ако има напојување со напон од 12 или 24V? Овие и други прашања ќе бидат разгледани во следната статија, која ќе ја наречеме „Добри и лоши LED кола“.
Попрофитабилно и полесно е да се напојува нисконапонска електрична и радио опрема од електричната мрежа. Трансформаторските напојувања се најпогодни за ова, бидејќи се безбедни за употреба. Сепак, интересот за напојување без трансформатор (BTBP) со стабилизиран излезен напон не опаѓа. Една од причините е сложеноста на производството на трансформаторот. Но, за BTBP тоа не е потребно - потребна е само правилна пресметка, но токму тоа ги плаши неискусните почетници електричари. Оваа статија ќе ви помогне да направите пресметки и да го олесните дизајнот на напојување без трансформатор.
Поедноставен дијаграм на BPTP е прикажан на сл. 1. Диодниот мост VD1 е поврзан на мрежата преку гас кондензатор C за гаснење, поврзан во серија со една од дијагоналите на мостот. Другата дијагонала на мостот работи за оптоварување на блокот - отпорник R n. Кондензатор на филтер C f и зенер диода VD2 се поврзани паралелно со товарот.
Пресметката на напојувањето започнува со поставување на напонот U n на оптоварувањето и јачината на струјата I n. потрошени од товарот. Колку е поголем капацитетот на кондензаторот C, толку се поголеми енергетските способности на BPTP.
Пресметка на капацитет
Во табелата се прикажани податоци за капацитетот X c на кондензаторот C изгаснат на фреквенција од 50 Hz и просечната вредност на струјата I cf помината покрај кондензаторот C што гасне, пресметана за случај кога R n = 0, односно со краток спој на товарот. (На крајот на краиштата, BTBP не е чувствителен на овој ненормален режим на работа и ова е уште една огромна предност во однос на напојувањето на трансформаторот.)Други вредности на капацитивност X s (во кило-оми) и просечната сегашна вредност I sr (во милиампери) може да се пресметаат со помош на формулите:
C апарат за гаснење е капацитетот на кондензаторот за гаснење во микрофаради.
Ако ја исклучиме зенер диодата VD2, тогаш напонот U n на оптоварувањето и струјата I n низ него ќе зависат од оптоварувањето R n. Лесно е да се пресметаат овие параметри користејќи ги формулите:
U n - во волти, R n и X n - во кило-оми, I n - во милиампери, C гас - во микрофаради. (Формулите подолу ги користат истите мерни единици.)
Како што се намалува отпорот на оптоварување, се намалува и напонот на него, и тоа според нелинеарна зависност. Но, струјата што минува низ товарот се зголемува, иако многу малку. Така, на пример, намалувањето на R n од 1 на 0,1 kOhm (точно 10 пати) доведува до фактот дека U n се намалува за 9,53 пати, а струјата низ товарот се зголемува за само 1,05 пати. Оваа „автоматска“ стабилизација на струјата го разликува BTBP од трансформаторските напојувања.
Моќност Рн при оптоварување, пресметана со формулата:
со намалување на Rn, се намалува речиси исто толку интензивно како и Un. На истиот пример, моќта потрошена од товарот е намалена за 9,1 пати.
Бидејќи струјата I n на оптоварувањето при релативно мали вредности на отпор R n и напонот U n на него се менува исклучително малку, во пракса е сосема прифатливо да се користат приближни формули:
Со обновување на зенер диодата VD2, добиваме стабилизација на напонот U n на ниво на U st - вредност која е практично константна за секоја специфична зенер диода. И со мало оптоварување (висок отпор R n), еднаквоста U n = U st.
Пресметка на отпорност на оптоварување
До кој степен R n може да се намали за да важи еднаквоста U n = U st? Се додека нееднаквоста важи:
Следствено, ако се покаже дека отпорот на оптоварување е помал од пресметаниот Rn, напонот на товарот повеќе нема да биде еднаков на напонот за стабилизација, туку ќе биде нешто помал, бидејќи струјата низ зенер диодата VD2 ќе престане.
Пресметка на дозволена струја низ зенер диода
Сега да одредиме која струја I n ќе тече низ оптоварувањето R n и која струја ќе тече низ зенер диодата VD2. Јасно е дека
Како што се намалува отпорот на оптоварување, моќноста што ја троши P n =I n U n =U 2 st /R n се зголемува. Но, просечната моќност потрошена од BPTP е еднаква на
останува непроменет. Ова се објаснува со фактот дека струјата I cf се разгранува на две - I n и I st - и, во зависност од отпорот на оптоварување, се прераспределува помеѓу R n и зенер диодата VD2, и така што колку е помал отпорот на оптоварување R n , толку помалку струја тече низ Зенер диодата и обратно. Ова значи дека ако оптоварувањето е мало (или целосно отсутно), зенер диодата VD2 ќе биде во најтешки услови. Затоа не се препорачува да се отстрани товарот од BPTP, инаку целата струја ќе помине низ зенер диодата, што може да доведе до негово откажување.
Амплитудната вредност на мрежниот напон е 220·√2=311(V). Вредноста на пулсот на струјата во колото, ако го занемариме кондензаторот C f, може да достигне
Според тоа, зенер диодата VD2 мора сигурно да ја издржи оваа импулсна струја во случај на случајно исклучување на товарот. Не треба да заборавиме на можните напонски преоптоварувања во мрежата за осветлување, кои изнесуваат 20...25% од номиналната вредност и да ја пресметаме струјата што минува низ зенер диодата кога оптоварувањето е исклучено, земајќи го предвид факторот на корекција од 1,2. ..1.25.
Ако нема моќна зенер диода
Кога нема зенер диода со соодветна моќност, таа може целосно да се замени со аналог на диода-транзистор. Но, тогаш BTBP треба да се изгради според шемата прикажана на сл. 2. Овде, струјата што тече низ зенер диодата VD2 се намалува пропорционално со коефициентот на пренос на статичка струја на основата на моќниот n-p-n транзистор VT1. Напонот на аналогот UCT ќе биде приближно 0,7 V повисок од Ust на зенер диодата со најниска моќност VD2 ако транзисторот VT1 е силициум, или за 0,3 V ако е германиум.Тука е применлив и транзистор со структура p-n-p. Меѓутоа, тогаш се користи колото прикажано на сл. 3.
Пресметка на полубранови блокови
Заедно со исправувач со целосен бран, наједноставниот полубранов исправувач понекогаш се користи во BTBP (сл. 4). Во овој случај, неговото оптоварување Rn се напојува само со позитивни полуциклуси на наизменична струја, а негативните минуваат низ диодата VD3, заобиколувајќи го товарот. Според тоа, просечната струја што ја вметнувам низ диодата VD1 ќе биде половина повеќе. Ова значи дека при пресметување на блокот, наместо X c, треба да земете 2 пати поголем отпор еднаков на
а просечната струја со оптоварување со краток спој ќе биде еднаква на 9,9 πС апарат за гаснење = 31,1 С гасење. Понатамошната пресметка на оваа верзија на BPTP се врши целосно слично на претходните случаи.
Пресметка на напон на кондензаторот за гаснење
Општо е прифатено дека со мрежен напон од 220 V, номиналниот напон на кондензаторот за гаснење C треба да биде најмалку 400 V, односно со приближно 30 проценти маржа во однос на амплитудниот мрежен напон, бидејќи 1,3·311=404( V). Меѓутоа, во некои од најкритичните случаи, неговиот номинален напон треба да биде 500 или дури 600 V.И понатаму. При изборот на соодветен кондензатор C, треба да се земе предвид дека е невозможно да се користат кондензатори од типовите MBM, MBPO, MBGP, MBGTs-1, MBGTs-2 во BTBP, бидејќи тие не се дизајнирани да работат во кола со наизменична струја. со амплитудна вредност на напонот што надминува 150V.
Најсигурни кондензатори во BTBP се MBGCh-1, MBGCh-2 со номинален напон од 500V (од стари машини за перење, флуоресцентни светилки итн.) или KBG-MN, KBG-MP, но со номинален напон од 1000V.
Кондензатор за филтер
Капацитетот на кондензаторот на филтерот C f е тешко да се пресмета аналитички. Затоа, се избира експериментално. Приближно, треба да се претпостави дека за секој милиампер на просечна потрошена струја, потребно е да се земат најмалку 3...10 μF од оваа капацитивност ако исправувачот BTBP е полн бран, или 10...30 μF ако е полубран.Номиналниот напон на оксидниот кондензатор што се користи C f мора да биде најмалку U st.
Ако товарот не може постојано да се вклучува и нема зенер диода, номиналниот напон на кондензаторот на филтерот треба да биде повеќе од 450 V, што е тешко прифатливо поради големата големина на кондензаторот C f. Патем, во овој случај товарот треба повторно да се поврзе само по исклучување на BTBP од мрежата.
И тоа не е се
Препорачливо е да се дополни која било од можните BTBP опции со уште два помошни отпорници. Еден од нив, чиј отпор може да биде во опсег од 300 kOhm...1 MOhm, е поврзан паралелно со апаратот за гаснење на кондензаторот C. Овој отпорник е потребен за да се забрза празнењето на кондензаторот C по исклучувањето на уредот од мрежата. Другиот - баласт - со отпор од 10...51 Ом е поврзан со прекин на една од мрежните жици, на пример, во серија со апаратот за гаснење на кондензаторот C. Овој отпорник ќе ја ограничи струјата низ диодите на мостот VD1 кога BTBP е поврзан на мрежата. Моќта на дисипација на двата отпора мора да биде најмалку 0,5 W, што е неопходно за да се гарантира од можни површински дефекти на овие отпорници со висок напон. Поради отпорот на баласт, зенер диодата ќе се вчита нешто помалку, но просечната моќност потрошена од BTBP значително ќе се зголеми.Кои диоди да се земат
Функцијата на целобрановиот исправувач BTBP според кола на Сл. 1...3 може да се направи со диодни склопови од сериите KTs405 или KTs402 со букви индекси Ж или И, ако просечната струја не надминува 600 mA, или со индексите A, B, ако моменталната вредност достигне 1 A. Четири одделни диоди поврзани според колото на мостот, на пример, серијата KD105 со индекси B, V или G, D226 B или V - до 300 mA, KD209 A, B или V - до 500...700 mA, KD226 V, G или D - до 1,7 А.Диодите VD1 и VD3 во BTBP според дијаграмот на сл. 4 може да биде било кое од горенаведените. Дозволено е да се користат и две диодни склопови KD205K V, G или D за струја до 300 mA или KD205 A, V, Zh или I - до 500 mA.
И нешто последно. Напојувањето без трансформатор, како и опремата поврзана со него, се директно поврзани на AC мрежата! Затоа, тие мора да бидат сигурно изолирани однадвор, да речеме, сместени во пластично куќиште. Покрај тоа, строго е забрането „заземјување“ на кој било од нивните терминали, како и отворање на куќиштето кога уредот е вклучен.
Предложената методологија за пресметување на BPTP е тестирана од авторот во пракса веќе неколку години. Целата пресметка се врши врз основа на фактот дека BPTP во суштина е параметарски стабилизатор на напон, во кој улогата на ограничувач на струјата ја врши кондензатор за гаснење.
Списание „САМ“ бр.5, 1998 год
