Ograničavanje struje punjenja velikog kondenzatora za izravnavanje. Radio kola dijagrama električnih kola. Rostec je "zaštićen" i zadire u lovorike Samsunga i General Electrica

Dijagrami napajanja

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

Jedan od važnih problema u mrežnim prekidačkim izvorima napajanja je ograničenje struje punjenja kondenzator za izravnavanje velikog kapaciteta instaliran na izlazu mrežnog ispravljača. Njegova maksimalna vrijednost, određena otporom kruga za punjenje, fiksirana je za svaki određeni uređaj, ali je u svim slučajevima vrlo značajna, što može dovesti ne samo do pregorevanja osigurača, već i do kvara elemenata ulaznog kola. Autor članka nudi jednostavan način rješavanja ovog problema.

Dosta radova je posvećeno rješavanju problema ograničavanja startne struje, koji opisuju uređaje takozvane "meke" uključenosti. Jedna od široko korištenih metoda je korištenje kruga za punjenje s nelinearnom karakteristikom. Obično se kondenzator puni kroz otpornik koji ograničava struju do radnog napona, a zatim se ovaj otpornik zatvara elektronskim ključem. Najjednostavniji je sličan uređaj kada se koristi trinistor. Na slici je prikazan tipičan dijagram ulaznog čvora prekidačkog napajanja. Namjena elemenata koji nisu direktno povezani s predloženim uređajem (ulazni filter, mrežni ispravljač) nije opisana u članku, jer je ovaj dio standardni.

Kondenzator za izravnavanje C7 se puni iz mrežnog ispravljača VD1 kroz otpornik za ograničavanje struje R2, paralelno s kojim je spojen trinistor VS1. Otpornik mora ispunjavati dva zahtjeva: prvo, njegov otpor mora biti dovoljan da struja kroz osigurač tokom punjenja ne dovede do njegovog pregorevanja, i drugo, rasipanje snage otpornika mora biti takvo da ne prestane prije nego se potpuno napuni. kondenzator C7.

Prvi uslov je zadovoljen otpornikom sa otporom od 150 oma. Maksimalna struja punjenja u ovom slučaju je približno jednaka 2 A. Eksperimentalno je utvrđeno da dva paralelno spojena otpornika otpora 300 oma i snage od 2 W ispunjavaju drugi zahtjev.

Kapacitet kondenzatora C7 660 μF se bira iz uslova da amplituda talasanja ispravljenog napona pri maksimalnoj snazi ​​opterećenja od 200 W ne bi trebalo da prelazi 10 V. Vrednosti elemenata C6 i R3 izračunavaju se kao slijedi. Kondenzator C7 će se kroz otpornik R2 skoro potpuno napuniti (95% maksimalnog napona) tokom vremena t=3R2 C7=3 150 660 10 -6 ≈0,3 s. U ovom trenutku bi se trinistor VS1 trebao otvoriti.

Trinistor će se uključiti kada napon na njegovoj kontrolnoj elektrodi dostigne 1 V, što znači da se kondenzator C6 mora napuniti do ove vrijednosti za 0,3 s. Strogo govoreći, napon na kondenzatoru raste nelinearno, ali kako je vrijednost od 1 V oko 0,3% od maksimalno mogućeg (oko 310 V), ovaj početni dio se može smatrati gotovo linearnim, pa je kapacitivnost kondenzatora C6 izračunava se pomoću jednostavne formule: C \u003d Q /U, gdje je Q=lt napunjenost kondenzatora; I - struja punjenja.

Odredimo struju punjenja. Trebao bi biti nešto veći od struje kontrolne elektrode, na kojoj se uključuje trinistor VS1. Biramo trinistor KU202R1, sličan poznatom KU202N, ali sa nižom strujom uključivanja. Ovaj parametar u seriji od 20 trinistora bio je u rasponu od 1,5 do 11 mA, a za veliku većinu njegova vrijednost nije prelazila 5 mA. Za daljnje eksperimente odabran je uređaj sa strujom uključivanja od 3 mA. Odabiremo otpor otpornika R3 jednak 45 kOhm. Tada je struja punjenja kondenzatora C6 310 V / 45 kOhm = 6,9 mA, što je 2,3 puta veće od struje uključivanja trinistora.

Izračunavamo kapacitet kondenzatora C6: C \u003d 6,9 10 -3 0,3 / 1≈2000 μF. Napajanje koristi manji kondenzator od 1000 mikrofarada za napon od 10 V. Njegovo vrijeme punjenja je prepolovljeno, na oko 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 = 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, mnogo veće od svoje nazivne struje, bez oštećenja. U našem slučaju, prosječna vrijednost za vrijeme od 0,15 s je 2,2 A i osigurač ga prenosi "bezbolno". Dva otpornika sa otporom od 130 oma i snagom od 2 W svaki, spojena paralelno, također se nose s takvim opterećenjem. Tokom punjenja kondenzatora C6 na napon od 1 V (0,15 s), kondenzator C7 će biti napunjen za 97% od maksimuma.

Time su ispunjeni svi uslovi za bezbedan rad. Dugotrajan rad prekidačkog napajanja pokazao je visoku pouzdanost rada opisanog čvora. Treba napomenuti da glatko povećanje napona na kondenzatoru za izravnavanje C7 za 0,15 s povoljno utiče na rad i pretvarača napona i opterećenja.

Otpornik R1 se koristi za brzo pražnjenje kondenzatora C6 kada je napajanje isključeno iz mreže. Bez toga, ovaj kondenzator bi se praznio mnogo duže. Ako u ovom slučaju brzo uključite napajanje nakon što ga isključite, trinistor VS1 može i dalje biti otvoren i osigurač će izgorjeti.

Otpornik R3 se sastoji od tri, serijski spojena, otpora od 15 kOhm i snage od 1 W svaki. Oni troše oko 2 vata snage. Otpornik R2 - dva MLT-2 spojena paralelno sa otporom od 130 oma, i kondenzator C7 - dva, kapaciteta 330 mikrona za nominalni napon od 350 V, spojeni paralelno. Prekidač SA1 - prekidač T2 ili prekidač PKN 41-1. Potonji je poželjniji jer vam omogućava da isključite oba vodiča iz mreže. Trinistor KU202R1 je opremljen aluminijskim hladnjakom veličine 15x15x1 mm.

LITERATURA
1. Izvori sekundarnog napajanja. Referentni priručnik. - M.: Radio i komunikacija, 1983.
2. Eranosyan S. A. Mrežna 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 Zh. A. Napajanje elektronskih računara. - M.: Energija, 1980.
5. Integrisana kola strane video opreme za domaćinstvo. Referentni priručnik. - S.-Pb: Lan Victoria, 1996.

Napunjenost kondenzatora

Da bi se kondenzator napunio, potrebno ga je spojiti na DC kolo. Na sl. 1 prikazuje krug za punjenje kondenzatora. Kondenzator C je spojen na terminale generatora. Koristeći ključ, možete zatvoriti ili otvoriti strujni krug. Razmotrimo detaljno proces punjenja kondenzatora.

Generator ima unutrašnji otpor. Kada je ključ zatvoren, kondenzator će se napuniti do napona između ploča jednakog e. d.s. generator: Us \u003d E. U ovom slučaju, obloga spojena na pozitivni terminal generatora prima pozitivan naboj (+ q), a druga obloga prima jednak negativni naboj (-q). Količina naelektrisanja q direktno je proporcionalna kapacitetu kondenzatora C i naponu na njegovim pločama: q = CUc

P sl. jedan

Da bi se ploče kondenzatora napunile, potrebno je da jedna od njih dobije, a druga izgubi određenu količinu elektrona. Prijenos elektrona s jedne ploče na drugu vrši se duž vanjskog kola elektromotornom silom generatora, a proces pomicanja naboja duž kola nije ništa drugo do struja, zvao kapacitivna struja punjenja Ja naplaćujem

Struja punjenja u cijeni obično teče u hiljaditim dijelovima sekunde dok napon na kondenzatoru ne dostigne vrijednost jednaku e. d.s. generator. Grafikon povećanja napona na pločama kondenzatora tokom njegovog punjenja prikazan je na sl. 2a, iz koje se vidi da napon Uc postepeno raste, prvo brzo, a zatim sve sporije, dok ne postane jednak e. d.s. generator E. Nakon toga napon na kondenzatoru ostaje nepromijenjen.

Rice. 2. Grafikoni napona i struje pri punjenju kondenzatora

Dok se kondenzator puni, struja punjenja teče kroz kolo. Grafikon struje punjenja prikazan je na sl. 2b. U početnom trenutku struja punjenja ima najveću vrijednost, jer je napon na kondenzatoru još uvijek nula, a prema Ohmovom zakonu io naboj = E / Ri, budući da su svi e. d.s. generator se primjenjuje na otpor Ri.

Kako se kondenzator puni, odnosno napon na njemu raste, za struju punjenja se smanjuje. Kada već postoji napon na kondenzatoru, pad napona na otporu će biti jednak razlici između e. d.s. generator i napon na kondenzatoru, odnosno jednak E - U s. Stoga, ja punim = (E-Uc) / Ri

Iz ovoga se može vidjeti da s povećanjem Uc, i naboj opada i pri Uc = E, struja punjenja postaje jednaka nuli.

Trajanje procesa punjenja kondenzatora ovisi o dvije stvari:

1) iz unutrašnjeg otpora generatora Ri,

2) od kapacitivnosti kondenzatora C.

Na sl. 2 prikazuje grafikone pametnih struja za kondenzator kapaciteta 10 mikrofarada: kriva 1 odgovara procesu punjenja iz generatora sa e. d.s. E = 100 V i sa unutrašnjim otporom Ri = 10 Ohm, kriva 2 odgovara procesu punjenja iz generatora sa istom e. d.s., ali sa manjim unutrašnjim otporom: Ri = 5 oma.

Iz poređenja ovih krivulja vidi se da je sa manjim unutrašnjim otporom generatora jačina struje u početnom trenutku veća, pa je samim tim i proces punjenja brži.

Rice. 2. Grafikoni struja punjenja pri različitim otporima

Na sl. 3 upoređuje grafove struja punjenja pri punjenju od istog generatora sa e. d.s. E = 100 V i unutrašnji otpor Ri = 10 oma dva kondenzatora različitog kapaciteta: 10 μF (kriva 1) i 20 μF (kriva 2).

Vrijednost početne struje punjenja io charge = E / Ri = 100/10 = 10 A je ista za oba kondenzatora, jer se veći kondenzator akumulira velika količina električne energije, tada njena struja punjenja mora trajati duže, a proces punjenja je duži.

Rice. 3. Grafikoni struja punjenja za različite kapacitete

Pražnjenje kondenzatora

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

Na pločama kondenzatora postoji napon U s, stoga će struja teći u zatvorenom električnom kolu, nazvana kapacitivna struja pražnjenja i res.

Struja teče s pozitivne strane kondenzatora kroz otpornik na negativnu stranu. To odgovara prijelazu viška elektrona iz negativnog u pozitivno, gdje oni nedostaju. Proces okvira reda odvija se sve dok se potencijali obe ploče ne izjednače, tj. razlika potencijala između njih ne postane jednaka nuli: Uc=0.

Na sl. 4, a prikazuje grafikon smanjenja napona na kondenzatoru tijekom pražnjenja od Uc o = 100 V na nulu, a napon se prvo brzo smanjuje, a zatim sporije.

Na sl. 4b prikazuje grafik promjene struje pražnjenja. Snaga struje pražnjenja ovisi o vrijednosti otpora R i, prema Ohmovom zakonu, i bit \u003d Uc / R

Rice. 4. Grafikoni napona i struja pri pražnjenju kondenzatora

U početnom trenutku, kada je napon na pločama kondenzatora najveći, i struja pražnjenja je najveća, a sa smanjenjem Uc tokom pražnjenja, smanjuje se i struja pražnjenja. Kada je Uc=0, struja pražnjenja prestaje.

Trajanje pražnjenja zavisi od:

1) od kapacitivnosti kondenzatora C

2) na vrijednost otpora R do koje se kondenzator prazni.

Što je veći otpor R, to će se pražnjenje odvijati sporije. To je zbog činjenice da je s velikim otporom struja pražnjenja mala i količina naboja na pločama kondenzatora polako se smanjuje.

To se može prikazati na grafikonima struje pražnjenja istog kondenzatora, kapaciteta 10 mikrofarada i napunjenog na napon od 100 V, pri dvije različite vrijednosti otpora (slika 5): kriva 1 - pri R = 40 Ohm, i op = Uc o / R = 100/40 = 2,5 A i kriva 2 - na 20 Ohma i opr = 100/20 = 5 A.

Rice. 5. Grafovi struja pražnjenja pri različitim otporima

Pražnjenje je sporije i kada je kapacitivnost kondenzatora velika. Ispostavilo se da je to zato što s većom kapacitivnošću, ima više struje na pločama kondenzatora (više napunjenosti) i trebat će duži vremenski period da se naboj isprazni. To jasno pokazuju grafikoni struja pražnjenja za dva kondenzatora različitog kapaciteta, napunjena na isti napon od 100 V i ispražnjena do otpora R = 40 Ohm (slika 6: kriva 1 - za kondenzator kapaciteta od 10 mikrofarada i krivulja 2 - za kondenzator kapaciteta 20 mikrofarada).

Rice. 6. Grafikoni struja pražnjenja za različite kapacitete

Iz razmatranih procesa možemo zaključiti da u kolu sa kondenzatorom struja prolazi samo u trenucima punjenja i pražnjenja, kada se napon na pločama mijenja.

To se objašnjava činjenicom da se pri promjeni napona mijenja veličina naboja na pločama, a to zahtijeva kretanje naboja duž strujnog kruga, odnosno električna struja mora proći kroz krug. Nabijeni kondenzator ne propušta jednosmjernu struju, jer dielektrik između njegovih ploča otvara strujni krug.

Energija kondenzatora

U procesu punjenja, kondenzator pohranjuje energiju, primajući je od generatora. Kada se kondenzator isprazni, sva energija električnog polja se pretvara u toplotnu energiju, tj. ide na zagrijavanje otpora, kroz koji se kondenzator prazni. Što je veći kapacitet kondenzatora i napon na njegovim pločama, to će biti veća energija električnog polja kondenzatora. Količina energije koju posjeduje kondenzator s kapacitetom C, napunjen na napon U, je: W = W c = CU 2 / 2

Primjer. Kondenzator C = 10 mikrofarada napunjen je na napon od U v = 500 V. Odredite energiju koja se oslobađa u viljušku topline na otporu kroz koji se kondenzator prazni.

Rješenje. Prilikom pražnjenja, sva energija pohranjena u kondenzatoru će se pretvoriti u toplinu. Dakle, W = W c = CU 2 / 2 = (10 x 10 -6 x 500) / 2 = 1,25 j.

Kondenzator (kondenzator, kapa) je mala "baterija" koja se brzo puni kada je oko nje napon i brzo se prazni kada nema dovoljno napona da zadrži punjenje.

Glavna karakteristika kondenzatora je njegov kapacitet. Označen je simbolom C, njegova jedinica je Farad. Što je veći kapacitet, to kondenzator može zadržati više naboja pri datom naponu. Takođe nego više kapacitet, manje brzina punjenja i pražnjenja.

Tipične vrijednosti koje se koriste u mikroelektronici su od desetina pikofarada (pF, pF = 0,000000000001 F) do desetina mikrofarada (μF, μF = 0,000001). Najčešći tipovi kondenzatora su keramički i elektrolitički. Keramičke su manje i obično imaju kapacitet do 1 mikrofarad; nije ih briga koji će od kontakata biti spojeni na plus, a koji na minus. Elektrolitički kondenzatori imaju kapacitet od 100 pF i oni su polarni: određeni kontakt mora biti spojen na plus. Noga koja odgovara plusu je duža.

Kondenzator se sastoji od dvije ploče razdvojene dielektričnim slojem. Ploče akumuliraju naboj: jedna je pozitivna, druga negativna; To stvara unutarnju napetost. Izolacijski dielektrik sprečava da se unutrašnji napon pretvori u unutrašnju struju, koja bi izjednačila ploče.

Punjenje i pražnjenje

Razmotrite ovu šemu:

Dok je prekidač u položaju 1, na kondenzatoru se stvara napon - on se puni. Napunite Q na ploči u određenom trenutku se izračunava po formuli:

C- kapacitet, e- eksponent (konstanta ≈ 2,71828), t- vrijeme od početka punjenja. Naboj na drugoj ploči je uvijek potpuno iste vrijednosti, ali sa suprotnim predznakom. Ako je otpornik R uklonjen, ostaje samo mali otpor žica (postat će vrijednost R) i punjenje će biti vrlo brzo.

Nakon što smo prikazali funkciju na grafu, dobijamo sljedeću sliku:

Kao što vidite, naboj ne raste jednoliko, već obrnuto eksponencijalno. To je zbog činjenice da kako se naboj akumulira, on stvara sve više obrnuti napon. Vc koji se "opiru" V in.

Sve se završava sa Vc postaje jednaka po vrijednosti V in i struja prestaje da teče. U ovom trenutku se kaže da je kondenzator dostigao tačku zasićenja (ravnotežu). Naboj tada dostiže svoj maksimum.

Sjećajući se Ohmovog zakona, možemo prikazati ovisnost jačine struje u našem krugu pri punjenju kondenzatora.

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

Na pločama kondenzatora, naboji suprotnih predznaka, stvaraju napon - struja se pojavljuje kroz opterećenje (opterećenje). Struja će teći u suprotnom smjeru u poređenju sa smjerom napajanja. Pražnjenje će se dogoditi i obrnuto: u početku će se punjenje brzo izgubiti, a zatim će, s padom napona koji ga stvara, biti sve sporije i sporije. Ako za Q0 označimo naelektrisanje koje je u početku bilo na kondenzatoru, a zatim:

Ove vrijednosti na grafikonu izgledaju ovako:

Ponovo, nakon nekog vremena, sistem će se zaustaviti: sav naboj će biti izgubljen, napon će nestati, struja će prestati.

Ako ponovo koristite prekidač, sve će početi u krug. Tako kondenzator ne radi ništa osim otvaranja kola kada je napon konstantan; i "radi" kada se napon dramatično promijeni. To je njegovo svojstvo i određuje kada i kako se primjenjuje u praksi.

Primjena u praksi

Među najčešćim u mikroelektronici su sljedeći obrasci:

Rezervni kondenzator (bypass cap) - za smanjenje mreškanja napona napajanja

Filter kondenzator (poklopac filtera) - za odvajanje konstantnih i promenljivih komponenti napona, za isticanje signala

Rezervni kondenzator

Mnoga kola su dizajnirana da primaju konstantnu, stabilnu snagu. Na primjer, 5 V. Napajaju se iz izvora napajanja. Ali idealni sistemi ne postoje, a u slučaju nagle promjene trenutne potrošnje uređaja, na primjer, kada je komponenta uključena, napajanje nema vremena da "reaguje" trenutno i kratkoročno dolazi do pada napona. Osim toga, u slučajevima kada je žica od napajanja do strujnog kruga dovoljno duga, ona počinje raditi kao antena i unosi neželjeni šum u nivo napona.

Tipično, odstupanje od idealnog napona ne prelazi hiljaditi dio volta, a ovaj fenomen je apsolutno beznačajan kada je u pitanju napajanje, na primjer, LED dioda ili elektromotora. Ali u logičkim kolima u kojima dolazi do prebacivanja logičke nule i logičke jedan na osnovu promjena malih napona, šum napajanja može se zamijeniti za signal, što će dovesti do pogrešnog prebacivanja, što će, prema domin principu, dovesti sistem u nepredvidivo stanje. stanje.

Da bi se spriječili takvi kvarovi, rezervni kondenzator se postavlja direktno ispred kola.

U trenucima kada je napon pun, kondenzator se puni do zasićenja i postaje rezervno punjenje. Čim nivo napona na liniji padne, rezervni kondenzator djeluje kao brza baterija, odustajući od prethodno akumuliranog punjenja kako bi popunio prazninu dok se situacija ne vrati u normalu. Takva pomoć glavnom izvoru energije javlja se ogroman broj puta svake sekunde.

Ako razmišljate s druge tačke gledišta: kondenzator odvaja AC komponentu od istosmjernog napona i propuštajući je kroz sebe, odvodi je od dalekovoda do zemlje. Zbog toga se rezervni kondenzator naziva i "bajpas kondenzator".

Kao rezultat toga, izglađeni napon izgleda ovako:

Tipični kondenzatori koji se koriste za ovu svrhu su keramički kondenzatori od 10 ili 100 nF. Veliki elektrolitski su slabo prikladni za ovu ulogu, jer. oni su sporiji i neće moći brzo da oslobode svoj naboj u ovim uslovima, gde šum ima visoku frekvenciju.

U jednom uređaju rezervni kondenzatori mogu biti prisutni na više mjesta: ispred svakog kola, koje je nezavisna jedinica. Tako, na primjer, Arduino već ima rezervne kondenzatore koji osiguravaju stabilan rad procesora, ali prije nego što napajate LCD ekran spojen na njega, morate instalirati svoje.

filter kondenzator

Filterski kondenzator se koristi za hvatanje signala sa senzora, koji ga prenosi u obliku promjenjivog napona. Primjeri takvih senzora su mikrofon ili aktivna Wi-Fi antena.

Razmotrite dijagram povezivanja elektretnog mikrofona. Elektretni mikrofon je najčešći i sveprisutan: u njemu se koristi mobilni telefoni, u kompjuterskoj opremi, razglasnim sistemima.

Mikrofonu je potrebno napajanje da bi funkcionisao. U stanju tišine, njegov otpor je velik i iznosi desetine kilooma. Kada se zvuk primeni na njega, otvara se kapija tranzistora sa efektom polja ugrađenog unutra i mikrofon gubi unutrašnji otpor. Gubitak i obnavljanje otpora događa se mnogo puta svake sekunde i odgovara fazi zvučnog vala.

Na izlazu nas zanima napon samo u onim trenucima kada postoji zvuk. Da nije bilo kondenzatora C, na izlaz bi uvijek dodatno utjecao konstantni napon napajanja. C blokira ovu DC komponentu i dozvoljava samo odstupanja koja odgovaraju zvuku.

Zvuk koji nas zanima je u niskofrekventnom opsegu: 20 Hz - 20 kHz. Da bi se zvučni signal izolovao od napona, a ne od visokofrekventnog šuma napajanja, kao C koristi se spori elektrolitički kondenzator nominalne vrijednosti 10 mikrofarada. Kada bi se koristio brzi kondenzator, recimo 10 nF, ne-audio signali bi prolazili kroz izlaz.

Imajte na umu da se izlaz napaja kao negativan napon. To jest, kada je izlaz spojen na uzemljenje, struja će teći od uzemljenja do izlaza. Vršne vrijednosti napona u slučaju mikrofona su desetine milivolti. Da biste vratili napon i povećali njegovu vrijednost, izlaz V out obično povezan sa operativnim pojačalom.

Povezivanje kondenzatora

U poređenju sa spojnim otpornicima, izračun konačne vrijednosti kondenzatora izgleda obrnuto.

Sa paralelnom vezom, ukupna kapacitivnost se zbraja:

Kada je povezan u seriji, ukupni kapacitet se izračunava po formuli:

Ako postoje samo dva kondenzatora, onda sa serijskom vezom:

U posebnom slučaju dva identična kondenzatora, ukupna kapacitivnost serijske veze jednaka je polovini kapaciteta svakog od njih.

Granične karakteristike

Dokumentacija za svaki kondenzator navodi maksimalni dozvoljeni napon. Njegov višak može dovesti do sloma dielektrika i eksplozije kondenzatora. Za elektrolitičke kondenzatore, mora se poštovati polaritet. U suprotnom, ili će elektrolit iscuriti, ili će opet doći do eksplozije.

65 nanometara je sljedeći cilj zelenogradske fabrike Angstrem-T, koja će koštati 300-350 miliona eura. Preduzeće je već podnijelo zahtjev za povoljni kredit za modernizaciju proizvodnih tehnologija Vnešekonombanci (VEB), objavile su ove sedmice Vedomosti, citirajući Leonida Reimana, predsjednika odbora direktora fabrike. Sada se Angstrem-T priprema za pokretanje linije za proizvodnju čipova sa 90nm topologijom. Otplata po prethodnom VEB-ovom kreditu, za koji je kupljen, počeće sredinom 2017. godine.

Peking je srušio Wall Street

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

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

Kompanija Baikal Electronics početkom 2016. obećava pokretanje industrijska proizvodnja Ruski procesor Baikal-T1 košta oko 60 dolara. Uređaji će biti traženi ako tu potražnju kreira država, kažu učesnici na tržištu.

MTS i Ericsson će zajedno razvijati i implementirati 5G u Rusiji

PJSC "Mobile TeleSystems" i Ericsson potpisali su sporazume o saradnji u razvoju i implementaciji 5G tehnologije u Rusiji. U pilot projektima, uključujući i Svjetsko prvenstvo 2018., MTS namjerava testirati razvoj švedskog dobavljača. Operater će početkom sljedeće godine započeti dijalog sa Ministarstvom telekomunikacija i masovnih komunikacija o formiranju tehnički zahtjevi do pete generacije mobilnih komunikacija.

Sergej Čemezov: Rostec je već jedna od deset najvećih inženjerskih korporacija na svetu

U intervjuu za RBC, šef Rosteca Sergej Čemezov je odgovorio na hitna pitanja: o sistemu Platon, problemima i perspektivama AVTOVAZ-a, interesima Državne korporacije u farmaceutskom biznisu, govorio je o međunarodne saradnje suočeni sa pritiskom sankcija, supstitucijom uvoza, reorganizacijom, razvojnim strategijama i novim prilikama u teškim vremenima.

Rostec je "zaštićen" i zadire u lovorike Samsunga i General Electrica

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

Često se u raznim izvorima napajanja javlja zadatak da se ograniči početna udarna struja kada se uključi. Razlozi mogu biti različiti - brzo trošenje kontakata releja ili prekidača, smanjenje vijeka trajanja filterskih kondenzatora itd. Nedavno sam imao i ovaj problem. Na svom računaru koristim dobro napajanje servera, ali zbog neuspješne implementacije dionice pripravnosti pregrijava se kada se isključi glavno napajanje. Zbog ovog problema sam već 2 puta morao popravljati standby ploču i mijenjati neke elektrolite pored nje. Rješenje je bilo jednostavno - isključite napajanje iz utičnice. Ali imao je niz nedostataka - kada se uključi, došlo je do snažnog skoka struje kroz visokonaponski kondenzator, što bi ga moglo onemogućiti, osim toga, nakon 2 tjedna, utikač jedinice je počeo gorjeti. Odlučeno je da se napravi limitator udarne struje. Paralelno sa ovim zadatkom, imao sam sličan zadatak za jaka audio pojačala. Problemi u pojačivačima su isti - gorenje kontakata prekidača, skok struje kroz diode mosta i elektrolita filtera. Na internetu možete pronaći mnogo sklopova za ograničavače prenaponske struje. Ali za određeni zadatak, oni mogu imati niz nedostataka - potrebu za ponovnim izračunavanjem elemenata kola za željenu struju; za moćne potrošače - izbor energetskih elemenata koji pružaju potrebne parametre za procijenjenu izlaznu snagu. Osim toga, ponekad je potrebno osigurati minimalnu početnu struju za priključeni uređaj, što povećava složenost takvog kruga. Za rješavanje ovog problema postoji jednostavno i pouzdano rješenje - termistori.

Sl.1 Termistor

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

Slika 2 TKS termistor

Zanimaju nas sljedeći parametri termistora:

Otpornost na 25˚C

Maksimalna stabilna struja

Oba parametra su u dokumentaciji za specifične termistore. Po prvom parametru možemo odrediti minimalnu struju koja će proći kroz otpor opterećenja kada je spojen preko termistora. Drugi parametar je određen maksimalnom disipacijom snage termistora i snaga opterećenja mora biti takva da prosječna struja kroz termistor ne prelazi ovu vrijednost. Za pouzdan rad termistora potrebno je uzeti vrijednost ove struje manju od 20 posto parametra navedenog u dokumentaciji. Čini se da je lakše odabrati pravi termistor i sastaviti uređaj. Ali morate uzeti u obzir neke tačke:

1. Termistoru je potrebno dosta vremena da se ohladi. Ako isključite uređaj i odmah ga ponovo uključite, termistor će imati nizak otpor i neće ispuniti svoju zaštitnu funkciju.
2. Nemoguće je paralelno povezati termistore kako bi se povećala struja - zbog širenja parametara, struja kroz njih će se jako razlikovati. Ali sasvim je moguće spojiti potreban broj termistora u seriju.
3. Tokom rada, termistor postaje veoma vruć. Elementi pored njega se također zagrijavaju.
4. Maksimalna stabilna struja kroz termistor mora biti ograničena njegovom maksimalnom snagom. Ova opcija je navedena u dokumentaciji. Ali ako se termistor koristi za ograničavanje kratkih strujnih udara (na primjer, kada je napajanje inicijalno uključeno i kondenzator filtera se puni), tada udarna struja može biti veća. Izbor termistora je tada ograničen njegovom maksimalnom snagom impulsa.

Energija nabijenog kondenzatora određena je formulom:

E = (C*Vpeak²)/2

gdje je E energija u džulima, C je kapacitivnost filter kondenzatora, Vpeak je maksimalni napon na koji će filter kondenzator biti napunjen (za naše mreže možete uzeti vrijednost 250V * √2 = 353V).

Ako dokumentacija pokazuje maksimalnu snagu impulsa, tada na osnovu ovog parametra možete odabrati termistor. Ali, po pravilu, ovaj parametar nije naveden. Tada se maksimalni kapacitet koji se može bezbedno napuniti pomoću termistora može se proceniti iz već izračunatih tabela za standardne serije termistora.

Uzeo sam tabelu sa parametrima Joyin NTC termistora. Tabela pokazuje:

Rnom- nazivni otpor termistora na 25°C

Imax- maksimalna struja kroz termistor (maksimalna stabilna struja)

Smax- maksimalni kapacitet u ispitnom krugu, koji se isprazni na termistor bez oštećenja (testni napon 350v)

Kako se provodi test vidi se na sedmoj stranici.

Nekoliko riječi o parametru Smax- dokumentacija pokazuje da se u ispitnom krugu kondenzator prazni kroz termistor i granični otpornik, čime se oslobađa dodatna energija. Stoga će maksimalna sigurna kapacitivnost koju termistor može napuniti bez takvog otpora biti manja. Tražio sam informacije na stranim tematskim forumima i gledao tipična kola sa limiterima u obliku termistora, kojima se daju podaci. Na osnovu ovih informacija možete uzeti koeficijent za Smax u realnom kolu 0,65, čime se pomnoži podaci iz tabele.

Ime	Rnom,	imax,	Smax,
dprečnika 8mm
prečnik 10mm
prečnik 13mm
prečnik 15mm
prečnik 20mm

Tabela parametara Joyin NTC termistora

Povezivanjem nekoliko identičnih NTC termistora u seriju smanjujemo zahtjeve za maksimalnom impulsnom energijom svakog od njih.

Dat ću vam primjer. Na primjer, trebamo odabrati termistor da uključimo napajanje računara. Maksimalna potrošnja energije računara je 700 vati. Želimo ograničiti startnu struju na 2-2,5A. U napajanju je instaliran filter kondenzator od 470uF.

Smatramo efektivnu vrijednost struje:

I = 700W/220V = 3,18A

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

Imax = 3.8A

Smatramo potreban otpor termistora za početnu struju od 2,5A

R = (220V * √2) / 2,5A = 124 Ohm

Iz tabele nalazimo potrebne termistore. 6 komada JNR15S200L termistora u seriji odgovara našem Imax, totalni otpor. Maksimalni kapacitet koji mogu napuniti će biti 680uF*6*0.65=2652uF, što je čak i više nego što nam je potrebno. Naravno, kada se smanjuje Vpeak, smanjeni su i zahtjevi za maksimalnom impulsnom snagom termistora. Imamo zavisnost od kvadrata napona.

I posljednje pitanje o izboru termistora. Šta ako smo odabrali termistore neophodne za maksimalnu snagu impulsa, ali nam ne odgovaraju prema Imax(stalno opterećenje im je previsoko), ili nam ne treba izvor konstantnog grijanja u samom uređaju? Da bismo to učinili, primijenit ćemo jednostavno rješenje - dodati još jedan prekidač u krug paralelno s termistorom, koji uključujemo nakon što se kondenzator napuni. Što sam i uradio u svom limiteru. U mom slučaju parametri su sledeći - maksimalna potrošnja energije računara je 400W, granica početne struje je 3,5A, kondenzator filtera je 470uF. Uzeo sam 6 komada termistora 15d11 (15 oma). Dijagram je prikazan ispod.

Rice. 3 Limiterski krug

Objašnjenja za dijagram. SA1 isključuje faznu žicu. LED VD2 služi za indikaciju rada limitera. Kondenzator C1 izglađuje talasanje i LED ne treperi sa frekvencijom mreže. Ako vam ne treba, uklonite C1, VD6, VD1 iz kruga i jednostavno spojite LED i diodu paralelno po analogiji s elementima VD4, VD5. Da bi se prikazao proces punjenja kondenzatora, VD4 LED je spojen paralelno s termistorima. U mom slučaju, prilikom punjenja kondenzatora napajanja računara, cijeli proces traje manje od sekunde. Dakle, prikupljamo.

Slika 4 Komplet za montažu

Indikator napajanja sam sastavio direktno u poklopac prekidača, izbacivši iz njega kinesku lampu sa žarnom niti, koja neće dugo trajati.

Rice. 5 Indikacija napajanja

Slika 6 Blok termistora

Rice. 7 Sastavljen graničnik

Ovo se moglo završiti da nakon tjedan dana rada nisu otkazali svi termistori. Izgledalo je ovako.

Rice. 8 Kvar NTC termistora

Unatoč činjenici da je margina za dozvoljeni kapacitet bila vrlo velika - 330uF * 6 * 0,65 = 1287uF.

Uzeo sam termistore u jednoj poznatoj firmi, i to raznih denominacija - sve brak. Proizvođač je nepoznat. Ili Kinezi sipaju termistore manjih prečnika u velika kućišta ili je kvalitet materijala veoma loš. Kao rezultat toga, kupio sam još manji promjer - SCK 152 8 mm. Ista Kina, ali već brendirana. Prema našoj tabeli, dozvoljeni kapacitet je 100uF * 6 * 0,65 = 390uF, što je čak i malo manje od potrebnog. Međutim, sve funkcionira odlično.