• Dom
  •  > 
  • Partneri
  •  > 
  • Ograničavanje struje punjenja velikog kondenzatora za zaglađivanje kondenzatora. Električni shematski radio sklopovi. Rostec "štiti" i poseže po lovorikama kompanije Samsung i General Electric

Ograničavanje struje punjenja velikog kondenzatora za zaglađivanje kondenzatora. Električni shematski radio sklopovi. Rostec "štiti" i poseže po lovorikama kompanije Samsung i General Electric

Dijagrami napajanja

M. DOROFEEV, Moskva
Radio, 2002, br. 10

Jedan od važnih problema u mrežnom napajanju je ograničavanje struje punjenja kondenzator za zaglađivanje velikog kapaciteta instaliran na izlazu mrežnog ispravljača. Njegova maksimalna vrijednost, određena otporom kruga za punjenje, fiksna je za svaki određeni uređaj, ali je u svim slučajevima vrlo značajna, što može dovesti ne samo do puhanih osigurača, već i do kvara elemenata ulaznih krugova. Autor članka nudi jednostavan način rješavanja ovog problema.

Rješavanje problema ograničavanja početne struje posvećeno je puno radova koji opisuju uređaje takozvanog "mekog" uključivanja. Jedna od široko korištenih metoda je uporaba nelinearnog kruga punjenja. Kondenzator se obično puni putem otpornika koji ograničava struju do radnog napona, a zatim se ovaj otpor zatvori elektroničkim prekidačem. Najjednostavniji je sličan uređaj kada se koristi SCR. Na slici je prikazana tipična sklopna sklopka za ulaz napajanja. Svrha elemenata koji nisu izravno povezani s predloženim uređajem (ulazni filter, mrežni ispravljač) nije opisana u članku, budući da se ovaj dio izvodi kao standard.

Kondenzator za izglađivanje C7 puni se s mrežnog ispravljača VD1 kroz otpornik R2 koji ograničava struju, paralelno s kojim je spojen SCR VS1. Otpor mora zadovoljiti dva zahtjeva: prvo, njegov otpor mora biti dovoljan da struja kroz osigurač tijekom punjenja ne dovede do njegova izgaranja, i drugo, rasipanje snage otpornika mora biti takvo da prije ne padne potpuno napunjeni kondenzator C7.

Prvi uvjet ispunjava otpornik od 150 Ohma. Maksimalna struja punjenja u ovom slučaju je približno jednaka 2 A. Eksperimentalno je utvrđeno da dva otpornika s otporom 300 Ohm i snagom od 2 W svaki spojeni paralelno ispunjavaju drugi zahtjev.

Kapacitet kondenzatora C7 660 µF odabran je iz uvjeta da amplituda ispravljenog naponskog valovanja kod maksimalne snage opterećenja od 200 W ne smije biti veća od 10 V. Ocjene elemenata C6 i R3 izračunavaju se na sljedeći način. Kondenzator C7 će se preko otpornika R2 puniti gotovo u potpunosti (95% maksimalnog napona) za vrijeme t \u003d 3R2 C7 \u003d 3 150 660 10 -6 ≈0,3 s. U ovom trenutku trebao bi se otvoriti VS1 trinistor.

SCR će se uključiti kada napon na njegovoj upravljačkoj elektrodi dosegne 1 V, što znači da kondenzator C6 treba napuniti na ovu vrijednost u 0,3 s. Strogo govoreći, napon preko kondenzatora raste nelinearno, ali budući da vrijednost 1 V iznosi oko 0,3% od maksimalno mogućeg (oko 310 V), ovaj se početni presjek može smatrati gotovo linearnim, pa se kapacitivnost kondenzatora C6 izračunava jednostavnom formulom: C \u003d Q / U, gdje je Q \u003d lt - naboj kondenzatora; I je struja punjenja.

Odredimo struju punjenja. Trebao bi biti malo veći od struje elektrode vrata na kojoj je uključen VS1 SCR. Biramo trinistor KU202R1, sličan dobro poznatom KU202N, ali sa nižom strujom uključivanja. Ovaj parametar u šarži od 20 SCR-a kretao se u rasponu od 1,5 do 11 mA, a za veliku većinu njegova vrijednost nije prelazila 5 mA. Za daljnje eksperimente odabran je uređaj s uključnom strujom od 3 mA. Odaberemo otpor otpornika R3 jednak 45 kOhm. Tada struja punjenja kondenzatora C6 iznosi 310 V / 45 kΩ \u003d 6,9 mA, što je 2,3 puta više od sklopne struje SCR.

Izračunajmo kapacitet kondenzatora C6: C \u003d 6,9 10 -3 0,3 / 1≈2000 μF. Za napajanje se koristi manji kondenzator kapaciteta 1000 μF i napona 10 V. Vrijeme njegovog punjenja prepolovljeno je, otprilike 0,15 s. Morao sam smanjiti vremensku konstantu kruga punjenja kondenzatora C7 - otpor otpornika R2 smanjen je na 65 ohma. U ovom slučaju, maksimalna struja punjenja u trenutku uključivanja je 310 V / 65 Ohm \u003d 4,8 A, ali nakon vremena od 0,15 s, struja će se smanjiti na približno 0,2 A.

Poznato je da osigurač ima značajnu inerciju i može proći kratke impulse bez oštećenja, puno veći od nazivne struje. U našem slučaju prosječna vrijednost tokom vremena od 0,15 s iznosi 2,2 A, a osigurač ga prenosi "bezbolno". Dva otpornika od 130 Ohm 2 W paralelno, spojena paralelno, također podnose ovo opterećenje. Za vrijeme punjenja kondenzatora C6 na napon od 1 V (0,15 s) kondenzator C7 napuniće se za 97% maksimuma.

Time su ispunjeni svi uslovi za siguran rad. Dugotrajni rad prekidačkog napajanja pokazao je visoku pouzdanost opisane jedinice. Treba napomenuti da glatko povećanje napona na kondenzatoru za zaglađivanje C7 za 0,15 s ima blagotvoran učinak na rad pretvarača napona i opterećenja.

Otpornik R1 služi za brzo pražnjenje kondenzatora C6 kada je napajanje isključeno iz mreže. Bez njega, ovaj bi se kondenzator mnogo duže praznio. Ako u tom slučaju brzo isključite napajanje nakon isključivanja, VS1 SCR je i dalje otvoren i osigurač će izgorjeti.

Otpornik R3 sastoji se od tri spojena u nizu otpora od 15 kOhm i snage 1 W svaki. Raspršuju snagu oko 2 vata. Otpornik R2 - dva MLT-2 spojena paralelno s otporom od 130 Ohm, a kondenzator C7 - dva, kapaciteta 330 mikrona za nazivni napon od 350 V, paralelno spojenih. Prekidač SA1 - preklopnik T2 ili prekidač PKN 41-1. Potonji je poželjniji, jer omogućuje oba vodiča da se isključe s mreže. Trinistor KU202R1 opremljen je aluminijumskim hladnjakom dimenzija 15x15x1 mm.

LITERATURA
1. Izvori sekundarnog napajanja. Referentni priručnik. - M .: Radio i komunikacija, 1983.
2. Eranosyan SA mrežni izvori napajanja sa visokofrekventnim pretvaračima. - L .: Energoatomizdat, 1991.
3. Frolov A. Ograničavanje struje punjenja kondenzatora u mrežnom ispravljaču. - Radio, 2001, br. 12, str. 38, 39, 42.
4. Mkrtchyan Z. A. Napajanje elektronskih računara. - M .: Energija, 1980.
5. Integrisani mikro krugovi strane video opreme za domaćinstvo. Referentni priručnik. - S.-Pb: Lan Victoria, 1996.

Punjenje kondenzatora

Da biste napunili kondenzator, morate ga spojiti u istosmjerni krug. U fig. 1 prikazuje krug punjenja kondenzatora. Kondenzator C spojen je na terminale generatora. Ključ se može koristiti za zatvaranje ili otvaranje kruga. Razmotrimo detaljno postupak punjenja kondenzatora.

Generator ima unutarnji otpor. Kad se ključ zatvori, kondenzator će se napuniti na napon između ploča jednak e. itd. sa. generator: Uc \u003d E. U tom slučaju ploča spojena na pozitivni terminal generatora prima pozitivni naboj (+ q), a druga ploča prima jednak negativni naboj (-q). Količina naboja q izravno je proporcionalna kapacitivnosti kondenzatora C i naponu na njegovim pločama: q \u003d CUc

P fig. 1

Da bi se ploče kondenzatora napunile, potrebno je da jedna od njih stekne, a druga izgubi određenu količinu elektrona. Prijenos elektrona s jedne ploče na drugu vrši se duž vanjskog kruga elektromotornom silom generatora, a proces pomicanja naboja duž kruga nije ništa drugo do strujazvani punjenje kapacitivne struje Naplacujem.

Vrijednost struje punjenja obično teče u hiljadama sekunde dok napon preko kondenzatora ne dosegne vrijednost jednaku e. itd. sa. generator. Grafikon porasta napona na pločama kondenzatora tokom njegovog punjenja prikazan je na Sl. 2, a, iz kojeg se vidi da napon Uc neometano raste, najprije brzo, a potom sve sporije dok ne postane jednak e. itd. sa. generator E. Nakon toga napon preko kondenzatora ostaje nepromijenjen.


Sl. 2. Grafikoni napona i struje prilikom punjenja kondenzatora

Dok se kondenzator puni, struja za punjenje teče kroz krug. Grafikon struje punjenja prikazan je na Sl. 2, b. U početnom trenutku struja punjenja ima najveću vrijednost, jer je napon preko kondenzatora još uvijek nula, a prema Ohmovom zakonu io zar \u003d E / Ri, jer su svi e. itd. sa. generator se primjenjuje na otpor Ri.

Kako se kondenzator napuni, to jest povećava napon preko njega, smanjuje se i za struju punjenja. Kad već postoji napetost na kondenzatoru, pad napona preko otpora bit će jednak razlici između e. itd. sa. generator i napon preko kondenzatora, tj. jednak je E - U s. Stoga i zar \u003d (E-Uc) / Ri

Stoga se vidi da s porastom naboja Uc i opada i pri Uc \u003d E struja punjenja postaje jednaka nuli.

Trajanje procesa punjenja kondenzatora ovisi o dvije veličine:

1) od unutrašnjeg otpora generatora Ri,

2) iz kapacitivnosti kondenzatora C.

U fig. 2 prikazani su grafovi elegantnih struja za kondenzator kapaciteta 10 mikrofarada: krivulja 1 odgovara procesu punjenja iz generatora sa e. itd. sa. E \u003d 100 V i s unutarnjim otporom Ri \u003d 10 Ohm, krivulja 2 odgovara procesu punjenja iz generatora s istim e. itd. sa, ali s nižim unutrašnjim otporom: Ri \u003d 5 Ohm.

Iz usporedbe ovih krivulja vidi se da je s manjim unutarnjim otporom generatora struja u početnom trenutku veća, pa je samim tim postupak punjenja brži.

Sl. 2. Grafikoni struja punjenja pri različitim otporima

U fig. 3 uspoređuje karte struja punjenja pri punjenju od istog generatora sa e. itd. sa. E \u003d 100 V i unutarnji otpor Ri \u003d 10 ohma dva kondenzatora različitog kapaciteta: 10 μF (krivulja 1) i 20 μF (krivulja 2).

Vrijednost početne struje punjenja io zar \u003d E / Ri \u003d 100/10 \u003d 10 A je ista za oba kondenzatora, jer se nakuplja kondenzator s većim kapacitetom velika količina električne energije, tada njezina struja punjenja mora proći duže, a proces punjenja duži.

Sl. 3. Grafikoni struja punjenja različitih kapaciteta

Ispunjenje kondenzatora

Isključite napunjeni kondenzator od generatora i pričvrstite otpor na njegove ploče.

Na pločama kondenzatora postoji napon U c, dakle, struja će teći u zatvorenom električnom krugu, koji se naziva ispusna kapacitivna struja i bit.

Struja teče od pozitivne ploče kondenzatora preko otpora prema negativnoj ploči. To odgovara prelasku viška elektrona s negativne ploče na pozitivnu, gdje ih nema. Proces okvira redova događa se sve dok potencijali obje ploče nisu jednaki, tj., Razlika potencijala između njih postaje jednaka nuli: Uc \u003d 0.

U fig. 4, prikazuje grafikon smanjenja napona preko kondenzatora tokom pražnjenja sa vrijednosti Uc o \u003d 100 V na nulu, a napon se smanjuje prvo brzo, a zatim sporije.

U fig. 4, b prikazuje grafikon promjena struje pražnjenja. Jačina ispusne struje ovisi o vrijednosti otpora R i, prema Ohmovom zakonu, i dis \u003d Uc / R


Sl. 4. Grafikoni napona i struje tokom pražnjenja kondenzatora

U početnom trenutku, kada je napon preko ploča kondenzatora najveći, struja pražnjenja je također najveća, a kako se Uc smanjuje tijekom pražnjenja, istosmjerna struja se smanjuje. Na Uc \u003d 0, struja pražnjenja se zaustavlja.

Trajanje pražnjenja ovisi o:

1) iz kapacitivnosti kondenzatora C

2) na vrijednosti otpora R, kojim se ispušta kondenzator.

Što je veći otpor R, pojavit će se sporije pražnjenje. To je zbog činjenice da je kod velikog otpora jačina pražnjenja pražnjenja mala, a količina naboja na pločama kondenzatora polako se smanjuje.

To se može pokazati na grafovima pražnjenja istog kondenzatora, kapaciteta 10 µF i napunjenog na napon od 100 V, pri dvije različite vrijednosti otpora (Sl. 5): krivulja 1 - pri R \u003d 40 Ohm, i oresr \u003d Uc o / R \u003d 100/40 \u003d 2,5 A i krivulja 2 - na 20 Ohm i oresr \u003d 100/20 \u003d 5 A.

Sl. 5. Grafikoni pražnjenja pri različitim otporima

I pražnjenje je sporije kada je kapacitivnost kondenzatora velika. To je zato što s većim kapacitetom, postoji više struje (više naboja) na pločama kondenzatora i trebat će duže vremensko razdoblje da se naboj isprazni. To je jasno prikazano grafovima pražnjenja struje za dva kondenzatora istog kapaciteta, napunjenih na isti napon od 100 V i pražnjenih na otpor R \u003d 40 Ohm (Slika 6: krivulja 1 - za kondenzator kapaciteta 10 µF i krivulja 2 - za kondenzator kapaciteta 20 mikrofarad).

Sl. 6. Grafikoni pražnjenja struje različitih kapaciteta

Iz razmatranih procesa može se zaključiti da u krugu s kondenzatorom struja teče samo u trenucima punjenja i pražnjenja, kada se napon na pločama promijeni.

To se objašnjava činjenicom da kada se napon mijenja, mijenja se količina naboja na pločama, a to zahtijeva kretanje naboja duž kruga, odnosno u krug mora proći električna struja. Napunjeni kondenzator ne prolazi istosmjernu struju, jer dielektrik između njegovih ploča otvara krug.

Kondenzatorska energija

Tijekom postupka punjenja kondenzator pohranjuje energiju, primajući je iz generatora. Kad se kondenzator isprazni, sva energija električnog polja ulazi u toplotna energija, odnosno ide na zagrijavanje otpora kroz koji se kondenzator ispušta. Što je veća kondenzator kondenzatora i napon preko njegovih ploča, veća je energija električnog polja kondenzatora. Količina energije koju posjeduje kondenzator kapaciteta C, nabijene na napon U, jednaka je: W \u003d W c \u003d CU 2/2

Primjer. Kondenzator C \u003d 10 mikrofarada nabije se na napon U in \u003d 500 V. Odredite energiju koja će se oslobađati u toplinsku silu na otpor kroz koji se kondenzator ispušta.

Odluka. Tijekom pražnjenja, sva energija pohranjena u kondenzatoru pretvorit će se u toplinu. Stoga je W \u003d W c \u003d CU 2/2 \u003d (10 x 10 -6 x 500) / 2 \u003d 1,25 J.

Kondenzator (kapa) je mala "baterija" koja se brzo puni kada postoji napon oko nje i brzo se prazni natrag kad nema dovoljno napona za zadržavanje naboja.

Glavna karakteristika kondenzatora je njegov kapacitet. Označen je simbolom C, njegova jedinica je Farad. Što je veći kapacitet, to je više napunjenosti kondenzatora na zadanom naponu. Takođe šta više kapacitet, manji brzina punjenja i pražnjenja.

Tipične vrijednosti koje se koriste u mikroelektroniku: od desetina picofaradsa \u200b\u200b(pF, pF \u003d 0,000000000001 F) do desetaka mikrofaradi (μF, μF \u003d 0,000001). Najčešći tipovi kondenzatora su keramički i elektrolitički. Keramičke su manje veličine i obično imaju kapacitet do 1 μF; nije im važno koji će kontakt biti povezan sa plusom, a koji sa minusom. Elektrolitički kondenzatori imaju kapacitet od 100 pF i polarni su: konkretan kontakt mora biti povezan na pozitivan. Noga koja odgovara plusu radi duže.

Kondenzator se sastoji od dvije ploče odvojene dielektričnim slojem. Ploče nakupljaju naboj: jedan pozitivan, drugi negativan; na taj način se stvara unutra napetost. Izolacijski dielektrik sprečava da se unutrašnji napon pretvori u unutrašnju struju koja bi izjednačila ploče.

Punjenje i pražnjenje

Razmotrite sljedeću shemu:

Dok je prekidač u položaju 1, na kondenzatoru se stvara napon - on se puni. Punjenje P na ploči u određenom trenutku računa se formulom:

C - kapacitet, e - eksponent (konstanta ≈ 2.71828), t - vrijeme od početka punjenja. Naboj na drugoj ploči uvijek je potpuno isti, ali sa suprotnim znakom. Ako se otpornik R uklonite, ostat će samo mali otpor žica (postat će vrijednost R) i punjenje će biti vrlo brzo.

Iscrtavanje funkcije na grafikonu, dobivamo sljedeću sliku:

Kao što vidite, naboj ne raste jednoliko, već obrnuto eksponencijalno. To je zbog činjenice da kako se naelektrisanje nakuplja stvara sve veći i obrnuti napon. V ckoja se "opire" V in.

Sve se završava činjenicom da V c postaje jednaka u vrijednosti V in a struja prestaje da teče uopšte. U ovom trenutku se kaže da je kondenzator dostigao svoju ravnotežnu tačku. Tada naboj doseže svoj maksimum.

Sjećajući se Ohmovog zakona, možemo prikazati ovisnost struje u našem krugu prilikom punjenja kondenzatora.

Sada kada je sistem u ravnoteži, postavite prekidač u položaj 2.

Na pločama kondenzatora, nabojima suprotnih znakova, stvaraju napon - kroz opterećenje se pojavljuje struja (Opterećenje). Struja će teći u suprotnom smjeru u odnosu na smjer napajanja. Pražnjenje će se dogoditi i obrnuto: prvo se naboj brzo gubi, zatim će pad pada napona koji je stvorio postajati sve sporiji i sporiji. Ako za Q 0 označite naboj koji je u kondenzatoru prvobitno bio:

Ove vrijednosti na grafu izgledaju ovako:

Opet će se nakon nekog vremena sustav odmarati: sav naboj će nestati, napon će nestati, struja će prestati.

Ako ponovo koristite prekidač, sve počinje u krugu. Tako kondenzator ne radi ništa, osim što otvori krug kada je napon konstantan; i "radi" kada se napon dramatično promijeni. To svojstvo određuje kada se i kako primjenjuje u praksi.

Primjena u praksi

Među najčešćim mikroelektronikama su sledeći obrasci:

    Rezervni kondenzator (obilazni poklopac) - za smanjenje valovanja napona napajanja

    Kondenzator za filtriranje (poklopac filtra) - za odvajanje komponenata stalnog i promenljivog napona, za izoliranje signala

Rezervni kondenzator

Mnogi sklopovi dizajnirani su tako da daju konstantnu i stabilnu snagu. Na primjer 5 V. Napajaju se napajanjem. No idealni sustavi ne postoje i u slučaju oštre promjene trenutne potrošnje uređaja, primjerice, kad se uključi neka komponenta, napajanje nema vremena da odmah "reagira" i dolazi do kratkotrajnog pada napona. Osim toga, u slučajevima kada je žica od napajanja do kruga dovoljno dugačka, počinje djelovati kao antena i također unosi neželjeni šum u nivo napona.

Obično odstupanje od idealnog napona ne prelazi hiljadu volta i ovaj je fenomen apsolutno beznačajan kada je u pitanju napajanje, primjerice, LED ili elektromotor. Ali u logičkim krugovima, gdje se prebacivanje između logičke nule i logičkog događa na temelju promjena niskog napona, šum napajanja može se pogriješiti za signal, što će dovesti do pogrešnog prebacivanja, što će, prema domino principu, sustav dovesti u nepredvidivo stanje.

Da bi se spriječili takvi kvarovi, rezervni kondenzator se postavlja izravno ispred kruga.

U trenucima kada je napon pun, kondenzator se puni do zasićenja i postaje rezerva rezervnog naboja. Čim razina napona na liniji padne, rezervni kondenzator djeluje kao brza baterija, ispuštajući prethodno nagomilani naboj kako bi se popunio jaz dok se situacija ne vrati u normalu. Takva pomoć glavnom izvoru energije javlja se ogroman broj puta svake sekunde.

Ako razmišljamo s drugačijeg gledišta: kondenzator odvoji izmjeničnu komponentu od konstantnog napona i prolazi je kroz sebe, odvodi je iz mreže napajanja u zemlju. Zbog toga se rezervni kondenzator naziva i "zaobilazni kondenzator".

Kao rezultat, izglađeni napon izgleda ovako:

Tipični kondenzatori koji se koriste u te svrhe su keramički, 10 ili 100 nF. Velike elektrolitičke ćelije slabo su prikladne za ovu ulogu, jer oni su sporiji i neće moći brzo osloboditi naboj u tim uvjetima, gdje je buka visoke frekvencije.

U jednom uređaju rezervni kondenzatori mogu biti prisutni na mnogim mjestima: ispred svakog kruga, koji je nezavisna jedinica. Tako, na primjer, Arduino već ima rezervne kondenzatore koji osiguravaju stabilan rad procesora, ali moraju se instalirati njegovi prije napajanja LCD ekrana spojenog na njega.

Kondenzator filtra

Kondenzator filtra koristi se za prijem signala od senzora, koji ga šalje u obliku promjenjivog napona. Primjeri takvih senzora su mikrofon ili aktivna Wi-Fi antena.

Razmotrite dijagram ožičenja za elektronski mikrofon. Elektret mikrofon je najrasprostranjeniji i sveprisutniji: ovo je onaj koji se koristi u mobilnim telefonima, računarskim dodacima i sistemima zvučnika.

Mikrofonu je potrebna snaga za rad. U stanju tišine, otpornost mu je velika i iznosi desetine kilo-ohma. Kad na nju utiče zvuk, zatvarač unutrašnjeg tranzistora s efektom polja se otvara i mikrofon gubi svoj unutrašnji otpor. Gubitak i vraćanje otpora događa se više puta svake sekunde i odgovara fazi zvučnog vala.

Na izlazu nas napon zanima samo u onim trenucima kada postoji zvuk. Da nije bilo kondenzatora Cna izlaz će uvijek dodatno utjecati stalni napon napajanja. C blokira ovu konstantnu komponentu i pušta samo kroz odstupanja koja odgovaraju zvuku.

Zvuk koji nas zanima je u niskom frekvencijskom rasponu: 20 Hz - 20 kHz. Kako bi se izolirao zvučni signal od napona, a ne visokofrekventnih zvukova, kao C koristi se spor elektrolitički kondenzator od 10 µF. Ako bi se koristio brzi kondenzator, poput kondenzatora od 10 nF, signali koji nisu povezani sa zvukom bi išli na izlaz.

Imajte na umu da se izlazni signal isporučuje kao negativni napon. To jest, kada je izlaz spojen na zemlju, struja će teći od tla do izlaza. Najveće vrijednosti napona u slučaju mikrofona su desetine milivolta. Da biste vratili napon i povećali njegovu vrijednost, izlaz V izlaz obično spojeni na operativno pojačalo.

Kondenzatorska veza

U usporedbi s spajanjem otpornika, izračunavanje konačne vrijednosti kondenzatora izgleda suprotno.

Uz paralelnu vezu, ukupni kapacitet se zbraja:

S serijskom vezom, ukupni kapacitet izračunava se formulom:

Ako postoje samo dva kondenzatora, onda kada se serijski povezuju:

U posebnom slučaju dva pojedinačna kondenzatora ukupni kapacitet serijskog priključka je upola manji od kapaciteta svakog.

Granične karakteristike

Dokumentacija za svaki kondenzator pokazuje maksimalni dozvoljeni napon. Prekoračenje ga može dovesti do pucanja dielektrika i eksplozije kondenzatora. Kod elektrolitičkih kondenzatora mora se voditi računa o polaritetima. U suprotnom ili će elektrolit iscuriti, ili će ponovo doći do eksplozije.

65 nanometara sljedeći je cilj zelenogradske fabrike "Angstrem-T", koja će koštati 300-350 miliona eura. Preduzeće je već podnijelo zahtjev za povoljni kredit za modernizaciju proizvodnih tehnologija Vnesheconombank (VEB), izvijestio je Vedomosti ove sedmice pozivajući se na predsjedavajućeg upravnog odbora tvornice Leonida Reimana. Sada se "Angstrem-T" priprema za pokretanje proizvodne linije za mikrovezu s topologijom od 90 nm. Isplate prethodnog zajma VEB, za koji je kupljen, počet će sredinom 2017. godine.

Peking ruši Wall Street

Ključni američki indeksi obilježili su prve dane Nove godine rekordnim padom, milijarder George Soros već je upozorio da svijet čeka ponavljanje krize 2008. godine.

Prvi ruski potrošački procesor Baikal-T1 po cijeni od 60 dolara lansiran je u masovnu proizvodnju

Početkom 2016. kompanija Baikal Electronics obećava da će u pogon pokrenuti ruski procesor Baikal-T1 vrijedan oko 60 dolara. Uređaji će biti u potražnji ako taj zahtjev stvori država, kažu sudionici na tržištu.

MTS i Ericsson zajednički će razvijati i implementirati 5G u Rusiju

PJSC "Mobile TeleSystems" i Ericsson potpisali su sporazum o saradnji u razvoju i primjeni 5G tehnologije u Rusiji. U pilot projektima, uključujući i za vrijeme Svjetskog prvenstva u 2018. godini, MTS namjerava testirati razvoj švedskog proizvođača. Početkom naredne godine, operater će započeti dijalog s Ministarstvom telekoma i masovnih komunikacija o formiranju tehnički zahtjevi do pete generacije mobilnih komunikacija.

Sergej Čemezov: Rostec je već jedna od deset najvećih korporacija u građevinarstvu na svijetu

U razgovoru za RBC, šef Rosteca Sergej Chemezov odgovorio je na oštra pitanja: o platonskom sistemu, problemima i perspektivama AVTOVAZ-a, interesima državne korporacije u farmaceutskom poslu, međunarodna saradnja u uvjetima pritiska sankcija, supstitucije uvoza, reorganizacije, razvojnih strategija i novih prilika u teškim vremenima.

Rostec "štiti" i poseže po lovorikama kompanije Samsung i General Electric

Nadzorni odbor Rosteca odobrio je „Strategiju razvoja do 2025. godine“. Glavni ciljevi su povećati udio visokotehnoloških civilnih proizvoda i sustići General Electric i Samsung u ključnim financijskim pokazateljima.

Često se kod različitih izvora napajanja postavlja zadatak ograničavanja početne struje ulaska kad je uključen. Razlozi mogu biti različiti - brzo trošenje relejnih kontakata ili sklopki, skraćeni vijek trajanja filtrijskih kondenzatora itd. Takav zadatak se nedavno pojavio kod mene. Koristim dobro napajanje napajanja serverom u svom računalu, ali zbog neuspješne implementacije stanja pripravnosti, pregrijava se kad je glavna snaga isključena. Zbog ovog problema bilo je potrebno 2 puta popraviti ploču u pripravnosti i promijeniti neki elektrolit koji se nalazi pored nje. Rješenje je bilo jednostavno - odvojite izvor napajanja iz utičnice. Ali imao je niz nedostataka - kad je bio uključen, došlo je do snažnog naprezanja struje preko visokonaponskog kondenzatora, što ga je moglo onesposobiti, osim toga, nakon 2 tjedna utikač jedinice počeo je gorjeti. Odlučeno je napraviti ograničenje prolazne struje. Paralelno s tim zadatkom imao sam sličan zadatak i za moćna audio pojačala. Problemi kod pojačala su isti - spaljivanje kontakata prekidača, struja struje kroz mostne diode i filtriranje elektrolita. Na internetu postoji mnogo krugova graničnika struje. No, za određeni zadatak mogu imati niz nedostataka - potrebu za preračunavanjem elemenata kruga za potrebnu struju; za snažne potrošače - odabir elemenata napajanja koji daju potrebne parametre za procijenjenu snagu. Pored toga, ponekad je potrebno osigurati minimalnu startnu struju za spojeni uređaj, što povećava složenost takvog kruga. Za rješavanje ovog problema postoji jednostavno i pouzdano rješenje - termistori.

Sl. 1 Termistor

Termistor je poluvodički otpor čiji se otpor drastično mijenja kada se zagrijava. Za naše potrebe potrebni su nam termistori s negativnim temperaturnim koeficijentom - NTC termistori. Kada struja teče kroz NTC termistor, on se zagrijava i njegov otpor opada.


Sl. 2 TCS termistor

Zanimaju nas sljedeći termistorski parametri:

    Otpor na 25˚S

    Maksimalna struja u stalnom stanju

Oba parametra su dostupna u dokumentaciji za određene termistore. Prema prvom parametru možemo odrediti minimalnu struju koja će prolaziti kroz otpor opterećenja kada je povezan preko termistora. Drugi parametar određuje se najvećom disipiranom snagom termistora, a snaga opterećenja mora biti takva da prosječna struja kroz termistor ne prelazi ovu vrijednost. Za pouzdan rad termistora, morate uzeti vrijednost ove struje 20 posto manju od parametra navedenog u dokumentaciji. Činilo se da je lakše - odabrati pravi termistor i sastaviti uređaj. Ali morate uzeti u obzir neke točke:

  1. Termistoru je potrebno dugo vremena da se ohladi. Ako uređaj isključite i odmah ponovo uključite, termistor će imati nizak otpor i neće obavljati svoju zaštitnu funkciju.
  2. Nemoguće je paralelno povezivati \u200b\u200btermistore da bi se povećala struja - zbog širenja parametara struja kroz njih će se uvelike razlikovati. Ali sasvim je moguće serijski spojiti potreban broj termistora.
  3. Tokom rada dolazi do snažnog zagrijavanja termistora. Elementi pored njega su takođe zagrevani.
  4. Maksimalna struja u stacionarnom stanju kroz termistor treba biti ograničena njegovom najvećom snagom. Ovaj je parametar naveden u dokumentaciji. Ali ako se termistor koristi za ograničavanje struje kratkog pritiska (na primjer, prilikom početnog uključivanja napajanja i punjenja filtrijskog kondenzatora), tada može biti i veća napona. Tada je izbor termistora ograničen njegovom maksimalnom snagom impulsa.

Energija nabijenog kondenzatora određena je formulom:

E \u003d (C * Vpeak²) / 2

gdje je E energija u džulima, C je kapacitet filtrijskog kondenzatora, Vpeak je maksimalni napon na koji će se puniti kondenzator filtra (za naše mreže možete uzeti vrijednost 250V * √2 \u003d 353V).

Ako dokumentacija ukazuje na maksimalnu snagu impulsa, tada na temelju ovog parametra možete odabrati termistor. Ali, u pravilu, ovaj parametar nije naveden. Tada se maksimalni kapacitet koji se sigurno može napuniti termistorom može procijeniti iz tablica koje su već izračunate za standardne serijske termistore.

Uzeo sam tablicu s parametrima Joyin NTC termistora. Tabela prikazuje:

Rnom - nazivni otpor termistora na temperaturi od 25 ° C

Imax - maksimalna struja kroz termistor (maksimalna stabilna struja)

Smax - maksimalni kapacitet u ispitnom krugu koji se dovodi do termistora bez oštećenja (ispitni napon 350v)

Kako se test provodi, vidi se na sedmoj stranici.

Nekoliko riječi o parametru Smax - iz dokumentacije se vidi da se u ispitnom krugu kondenzator prazni preko termistora i ograničavajućeg otpora, na što se oslobađa dodatna energija. Dakle, maksimalni sigurni kapacitet koji termistor može napuniti bez ovog otpora bit će manji. Potražio sam informacije na stranim tematskim forumima i gledao u tipične sklopove s ograničenjima u obliku termistora, kojima su podaci dati. Na osnovu tih podataka možete uzeti koeficijent za Smax u stvarnoj šemi 0,65, pomoću koje se množe podaci iz tabele.

Ime

Rnom,

Imax,

Smax,

dprečnik 8mm

prečnik 10mm

prečnik 13mm

prečnik 15mm

prečnik 20mm

Tablica parametara Joyin NTC termistor

Spajanjem nekoliko istih NTC termistora u seriji smanjujemo maksimalne potrebe za pulsnom energijom za svakog.

Dozvolite mi da vam dam primer. Na primjer, moramo odabrati termistor da bismo uključili napajanje računara. Maksimalna potrošnja električne energije računara je 700 vati. Želimo ograničiti startnu struju na 2-2,5A. Napajanje ima kondenzator filtra od 470 μF.

Mi smatramo efektivnu vrijednost struje:

I \u003d 700W / 220V \u003d 3,18A

Kao što sam gore napisao, za pouzdan rad termistora, izabrat ćemo iz dokumentacije maksimalnu stacionarnu struju za 20% više od ove vrijednosti.

Imax \u003d 3,8A

Smatramo potrebnim otporom termistora za početnu struju od 2,5A

R \u003d (220V * √2) /2,5A \u003d 124 Ohm

Iz tabele nalazimo potrebne termistore. 6 komada serijski spojenih JNR15S200L termistora su pogodni za nas Imax, opći otpor. Maksimalni kapacitet koji mogu napuniti bit će 680μF * 6 * 0.65 \u003d 2652μF, što je čak i više nego što nam treba. Prirodno, kada se smanjuje Vpeaksmanjuju se i zahtjevi za maksimalnom impulsnom snagom termistora. Naša zavisnost od kvadrata napona.

I posljednje pitanje oko izbora termistora. Što ako smo odabrali termistore potrebne za maksimalnu snagu impulsa, ali oni nam ne odgovaraju Imax (konstantno opterećenje je preveliko za njih) ili nam ne treba stalni izvor grijanja u samom uređaju? Da bismo to učinili, primijenit ćemo jednostavno rješenje - dodaćemo još jedan prekidač u krug paralelno s termistorom, koji ćemo uključiti nakon punjenja kondenzatora. Što sam i učinio u svojoj ograničenosti. U mom slučaju parametri su sljedeći - najveća potrošnja električne energije od 400W, ograničenje početne struje je 3,5A, filtrijski kondenzator je 470mkF. Uzeo sam 6 komada termodistora od 15d11 (15 ohma). Dijagram je prikazan u nastavku.


Sl. 3 krug ograničenja

Objašnjenja dijagrama. SA1 isključuje faznu žicu. LED VD2 koristi se za označavanje rada graničnika. Kondenzator C1 izglađuje pukotinu, a LED ne treperi mrežnom frekvencijom. Ako vam ne trebaju, tada uklonite C1, VD6, VD1 iz kruga i jednostavno povežite LED i diodu paralelno analogno elementima VD4, VD5. Da bi naznačio proces punjenja kondenzatora, VD4 LED spojen je paralelno sa termistorom. U mom slučaju prilikom punjenja kondenzatora napajanja računara čitav proces traje manje od sekunde. Dakle, sakupljamo.


Sl. 4 Montažni komplet

Indikator napajanja sakupljao sam izravno na poklopcu sklopke, izbacivši iz njega kinesku žarulju sa žarnom niti koja ne bi dugo trajala.


Sl. 5 Indikacija napajanja


Sl. 6 Termistorski blok


Sl. 7 Sklopljeni graničnik

To bi se moglo učiniti da nakon tjedan dana rada svi termistori nisu izašli iz reda. Izgledalo je ovako.


Sl. 8 Kvar NTC termistora

Unatoč činjenici da je marža za dozvoljenu vrijednost kapacitivnosti bila vrlo velika - 330μF * 6 * 0,65 \u003d 1287μF.

Uzeo sam termistore iz jedne poznate kompanije, i različitih apoena - svi brak. Proizvođač je nepoznat. Ili Kinezi ulivaju termistore manjih promjera u velike kofere, ili je kvaliteta materijala vrlo loša. Kao rezultat toga kupio sam još manjeg prečnika - SCK 152 8mm. Ista Kina, ali već markirana. Prema našoj tablici, dozvoljeni kapacitet iznosi 100 μF * 6 * 0,65 \u003d 390 μF, što je čak nešto manje nego što je potrebno. Međutim, sve funkcionira u redu.