Ομαλή φόρτιση πυκνωτών. Ομαλή φόρτιση χωρητικότητας: τι να επιλέξετε; Sergey Chemezov: Η Rostec είναι ήδη μία από τις δέκα μεγαλύτερες εταιρείες μηχανικών στον κόσμο

Κατά το σχεδιασμό τροφοδοτικά ενισχυτήΣυχνά προκύπτουν προβλήματα που δεν έχουν καμία σχέση με τον ίδιο τον ενισχυτή ή που είναι συνέπεια της χρησιμοποιούμενης βάσης στοιχείων. Στα τροφοδοτικά λοιπόν ενισχυτές τρανζίστορΜε υψηλή ισχύ, συχνά προκύπτει το πρόβλημα με την ομαλή ενεργοποίηση του τροφοδοτικού, δηλαδή τη διασφάλιση αργής φόρτισης ηλεκτρολυτικών πυκνωτών στο φίλτρο εξομάλυνσης, το οποίο μπορεί να έχει πολύ σημαντική χωρητικότητα και, χωρίς τη λήψη κατάλληλων μέτρων, απλώς ζημιά στις διόδους ανορθωτή τη στιγμή της ενεργοποίησης.

Σε τροφοδοτικά για ενισχυτές σωλήνων οποιασδήποτε ισχύος, είναι απαραίτητο να παρέχεται καθυστέρηση τροφοδοσίας υψηλή τάση ανόδουπριν από την προθέρμανση των λαμπτήρων, προκειμένου να αποφευχθεί η πρόωρη εξάντληση της καθόδου και, κατά συνέπεια, σημαντική μείωση της διάρκειας ζωής της λάμπας. Φυσικά, όταν χρησιμοποιείτε έναν ανορθωτή kenotron, αυτό το πρόβλημα λύνεται από μόνο του. Αλλά εάν χρησιμοποιείτε έναν συμβατικό ανορθωτή γέφυρας με φίλτρο LC, δεν μπορείτε να κάνετε χωρίς πρόσθετη συσκευή.

Και τα δύο παραπάνω προβλήματα μπορούν να λυθούν με μια απλή συσκευή που μπορεί εύκολα να ενσωματωθεί τόσο σε τρανζίστορ όσο και σε ενισχυτή σωλήνα.

Διάγραμμα συσκευής.

Το σχηματικό διάγραμμα της συσκευής ομαλής εκκίνησης φαίνεται στο σχήμα:

Κάντε κλικ για μεγέθυνση

Η εναλλασσόμενη τάση στη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή TP1 διορθώνεται από τη γέφυρα διόδου Br1 και σταθεροποιείται από τον ενσωματωμένο σταθεροποιητή VR1. Η αντίσταση R1 εξασφαλίζει ομαλή φόρτιση του πυκνωτή C3. Όταν η τάση σε αυτό φτάσει σε μια τιμή κατωφλίου, το τρανζίστορ T1 θα ανοίξει, προκαλώντας τη λειτουργία του ρελέ Rel1. Η αντίσταση R2 διασφαλίζει την εκφόρτιση του πυκνωτή C3 όταν η συσκευή είναι απενεργοποιημένη.

Επιλογές συμπερίληψης.

Η ομάδα επαφών ρελέ Rel1 συνδέεται ανάλογα με τον τύπο του ενισχυτή και την οργάνωση της τροφοδοσίας.

Για παράδειγμα, για να διασφαλιστεί η ομαλή φόρτιση των πυκνωτών στο τροφοδοτικό ενισχυτής ισχύος τρανζίστορ, η παρουσιαζόμενη συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να παρακάμψει την αντίσταση έρματος μετά τη φόρτιση των πυκνωτών προκειμένου να εξαλειφθούν οι απώλειες ισχύος σε αυτήν. Μια πιθανή επιλογή σύνδεσης φαίνεται στο διάγραμμα:

Οι τιμές της αντίστασης ασφάλειας και έρματος δεν υποδεικνύονται, καθώς επιλέγονται με βάση την ισχύ του ενισχυτή και την χωρητικότητα των πυκνωτών του φίλτρου εξομάλυνσης.

Σε έναν ενισχυτή σωλήνα, η παρουσιαζόμενη συσκευή θα βοηθήσει στην οργάνωση μιας καθυστέρησης τροφοδοσίας υψηλή τάση ανόδουπριν ζεσταθούν οι λαμπτήρες, γεγονός που μπορεί να παρατείνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής τους. Μια πιθανή επιλογή συμπερίληψης φαίνεται στο σχήμα:

Το κύκλωμα καθυστέρησης εδώ ενεργοποιείται ταυτόχρονα με τον μετασχηματιστή νήματος. Αφού ζεσταθούν οι λαμπτήρες, το ρελέ Rel1 θα ανάψει, με αποτέλεσμα η τάση δικτύου να τροφοδοτηθεί στον μετασχηματιστή ανόδου.

Εάν ο ενισχυτής σας χρησιμοποιεί έναν μετασχηματιστή για την τροφοδοσία τόσο των κυκλωμάτων νήματος της λάμπας όσο και της τάσης ανόδου, τότε η ομάδα επαφής του ρελέ θα πρέπει να μετακινηθεί στο δευτερεύον κύκλωμα περιέλιξης τάση ανόδου.

Στοιχεία του κυκλώματος καθυστέρησης ενεργοποίησης (μαλακή εκκίνηση):

• Ασφάλεια: 220V 100mA,
• Μετασχηματιστής: κάθε χαμηλής ισχύος με τάση εξόδου 12-14V,
• Γέφυρα διόδου: οποιαδήποτε μικρού μεγέθους με παραμέτρους 35V/1A και άνω,
• Πυκνωτές: C1 - 1000uF 35V, C2 - 100nF 63V, C3 - 100uF 25V,
• Αντιστάσεις: R1 - 220 kOhm, R2 - 120 kOhm,
• Τρανζίστορ: IRF510,
• Ενσωματωμένος σταθεροποιητής: 7809, LM7809, L7809, MC7809 (7812),
• Ρελέ: με τάση περιέλιξης λειτουργίας 9V (12V για 7812) και ομάδα επαφής της κατάλληλης ισχύος.

Λόγω της χαμηλής κατανάλωσης ρεύματος, μπορούν να τοποθετηθούν το τσιπ σταθεροποιητή και το τρανζίστορ εφέ πεδίου χωρίς καλοριφέρ.

Ωστόσο, κάποιος μπορεί να έχει την ιδέα να εγκαταλείψει τον επιπλέον, αν και μικρού μεγέθους, μετασχηματιστή και να τροφοδοτήσει το κύκλωμα καθυστέρησης από την τάση του νήματος. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η τυπική τιμή της τάσης του νήματος είναι ~6,3V, θα πρέπει να αντικαταστήσετε τον σταθεροποιητή L7809 με έναν L7805 και να χρησιμοποιήσετε ένα ρελέ με τάση λειτουργίας περιέλιξης 5V. Τέτοια ρελέ συνήθως καταναλώνουν σημαντικό ρεύμα, οπότε το μικροκύκλωμα και το τρανζίστορ θα πρέπει να είναι εξοπλισμένα με μικρά θερμαντικά σώματα.

Όταν χρησιμοποιείτε ρελέ με περιέλιξη 12 V (κάπως πιο συνηθισμένο), το ενσωματωμένο τσιπ σταθεροποιητή θα πρέπει να αντικατασταθεί με ένα 7812 (L7812, LM7812, MC7812).

Με τις τιμές της αντίστασης R1 και του πυκνωτή C3 που υποδεικνύονται στο διάγραμμα χρόνος καθυστέρησηςτα εγκλείσματα είναι της τάξης 20 δευτερόλεπτα. Για να αυξηθεί το χρονικό διάστημα, είναι απαραίτητο να αυξηθεί η χωρητικότητα του πυκνωτή C3.

Το άρθρο ετοιμάστηκε με βάση υλικά από το περιοδικό "Audio Express"

Δωρεάν μετάφραση από τον Αρχισυντάκτη της RadioGazeta.

Εάν συνδέσετε μια αντίσταση και έναν πυκνωτή, θα έχετε ίσως ένα από τα πιο χρήσιμα και ευέλικτα κυκλώματα.

Σήμερα αποφάσισα να μιλήσω για τους πολλούς τρόπους χρήσης του. Αλλά πρώτα, για κάθε στοιχείο ξεχωριστά:

Η δουλειά της αντίστασης είναι να περιορίζει το ρεύμα. Αυτό είναι ένα στατικό στοιχείο του οποίου η αντίσταση δεν αλλάζει· δεν μιλάμε για θερμικά σφάλματα τώρα - δεν είναι πολύ μεγάλα. Το ρεύμα μέσω μιας αντίστασης καθορίζεται από το νόμο του Ohm - I=U/R, όπου U είναι η τάση στους ακροδέκτες της αντίστασης, R είναι η αντίστασή της.

Ο πυκνωτής είναι πιο ενδιαφέρον πράγμα. Έχει μια ενδιαφέρουσα ιδιότητα - όταν αποφορτίζεται, συμπεριφέρεται σχεδόν σαν βραχυκύκλωμα - το ρεύμα το διαρρέει χωρίς περιορισμούς, ορμώντας στο άπειρο. Και η τάση σε αυτό τείνει στο μηδέν. Όταν φορτίζεται, γίνεται σαν ένα διάλειμμα και το ρεύμα σταματά να ρέει μέσα από αυτό, και η τάση σε αυτό γίνεται ίση με την πηγή φόρτισης. Αποδεικνύεται μια ενδιαφέρουσα σχέση - υπάρχει ρεύμα, δεν υπάρχει τάση, υπάρχει τάση - δεν υπάρχει ρεύμα.

Για να οραματιστείτε αυτή τη διαδικασία, φανταστείτε ένα μπαλόνι... εμ... ένα μπαλόνι που είναι γεμάτο με νερό. Η ροή του νερού είναι ρεύμα. Η πίεση του νερού στους ελαστικούς τοίχους ισοδυναμεί με τάση. Τώρα κοιτάξτε, όταν η μπάλα είναι άδεια - το νερό ρέει ελεύθερα, υπάρχει μεγάλο ρεύμα, αλλά δεν υπάρχει σχεδόν καμία πίεση ακόμα - η τάση είναι χαμηλή. Στη συνέχεια, όταν η μπάλα γεμίσει και αρχίσει να αντιστέκεται στην πίεση, λόγω της ελαστικότητας των τοίχων, ο ρυθμός ροής θα επιβραδυνθεί και στη συνέχεια θα σταματήσει εντελώς - οι δυνάμεις είναι ίσες, ο πυκνωτής φορτίζεται. Υπάρχει ένταση στους τεντωμένους τοίχους, αλλά όχι ρεύμα!

Τώρα, εάν αφαιρέσετε ή μειώσετε την εξωτερική πίεση, αφαιρέσετε την πηγή ενέργειας, τότε το νερό θα ρέει πίσω υπό την επίδραση της ελαστικότητας. Επίσης, το ρεύμα από τον πυκνωτή θα επιστρέψει εάν το κύκλωμα είναι κλειστό και η τάση της πηγής είναι χαμηλότερη από την τάση στον πυκνωτή.

Χωρητικότητα πυκνωτή. Τι είναι αυτό?
Θεωρητικά, ένα φορτίο άπειρου μεγέθους μπορεί να αντληθεί σε οποιονδήποτε ιδανικό πυκνωτή. Απλώς η μπάλα μας θα τεντωθεί περισσότερο και οι τοίχοι θα δημιουργήσουν περισσότερη πίεση, απείρως περισσότερη πίεση.
Τι γίνεται λοιπόν με τα Farads, τι γράφει στο πλάι του πυκνωτή ως ένδειξη χωρητικότητας; Και αυτή είναι απλώς η εξάρτηση της τάσης από τη φόρτιση (q = CU). Για έναν μικρό πυκνωτή, η αύξηση της τάσης από τη φόρτιση θα είναι μεγαλύτερη.

Φανταστείτε δύο ποτήρια με απείρως ψηλούς τοίχους. Το ένα είναι στενό, σαν δοκιμαστικός σωλήνας, το άλλο είναι φαρδύ, σαν λεκάνη. Η στάθμη του νερού σε αυτά είναι ένταση. Η κάτω περιοχή είναι το δοχείο. Και τα δύο μπορούν να γεμιστούν με το ίδιο λίτρο νερού - ίση φόρτιση. Αλλά σε έναν δοκιμαστικό σωλήνα η στάθμη θα πηδήξει κατά πολλά μέτρα και σε μια λεκάνη θα πιτσιλίσει στον πάτο. Επίσης σε πυκνωτές μικρής και μεγάλης χωρητικότητας.
Μπορείτε να το γεμίσετε όσο θέλετε, αλλά η τάση θα είναι διαφορετική.

Επιπλέον, στην πραγματική ζωή, οι πυκνωτές έχουν τάση διακοπής, μετά την οποία παύει να είναι πυκνωτής, αλλά μετατρέπεται σε χρησιμοποιήσιμο αγωγό :)

Πόσο γρήγορα φορτίζει ένας πυκνωτής;
Υπό ιδανικές συνθήκες, όταν έχουμε μια απείρως ισχυρή πηγή τάσης με μηδενική εσωτερική αντίσταση, ιδανικά υπεραγώγιμα καλώδια και έναν απολύτως άψογο πυκνωτή, αυτή η διαδικασία θα συμβεί αμέσως, με χρόνο ίσο με 0, καθώς και την εκφόρτιση.

Αλλά στην πραγματικότητα, υπάρχει πάντα αντίσταση, ρητή - όπως μια συνηθισμένη αντίσταση, ή σιωπηρή, όπως η αντίσταση των καλωδίων ή η εσωτερική αντίσταση μιας πηγής τάσης.
Σε αυτή την περίπτωση, ο ρυθμός φόρτισης του πυκνωτή θα εξαρτηθεί από την αντίσταση στο κύκλωμα και την χωρητικότητα του πυκνωτή και το ίδιο το φορτίο θα ρέει σύμφωνα με εκθετικός νόμος.

Και αυτός ο νόμος έχει μερικές χαρακτηριστικές ποσότητες:

• T - χρονική σταθερά, αυτή είναι η χρονική στιγμή που η τιμή φτάνει το 63% του μέγιστου. Το 63% δεν ελήφθη τυχαία· σχετίζεται άμεσα με τον τύπο VALUE T =max—1/e*max.
• 3T - και στο τριπλάσιο της σταθεράς η τιμή θα φτάσει το 95% του μέγιστου.

Σταθερά χρόνου για κύκλωμα RC T=R*C.

Όσο χαμηλότερη είναι η αντίσταση και χαμηλότερη η χωρητικότητα, τόσο πιο γρήγορα φορτίζεται ο πυκνωτής. Εάν η αντίσταση είναι μηδέν, τότε ο χρόνος φόρτισης είναι μηδέν.

Ας υπολογίσουμε πόσο χρόνο θα χρειαστεί για να φορτιστεί ένας πυκνωτής 1uF στο 95% μέσω μιας αντίστασης 1 kOhm:
T= C*R = 10 -6 * 10 3 = 0,001c
3T = 0,003s Μετά από αυτό το διάστημα, η τάση στον πυκνωτή θα φτάσει το 95% της τάσης της πηγής.

Η αποβολή θα ακολουθεί τον ίδιο νόμο, μόνο ανάποδα. Εκείνοι. μετά το χρόνο T, μόνο το 100% - 63% = 37% της αρχικής τάσης παραμένει στον πυκνωτή, και μετά από 3Τ ακόμη λιγότερο - ένα άθλιο 5%.

Λοιπόν, όλα είναι ξεκάθαρα με την παροχή και την απελευθέρωση τάσης. Τι θα γινόταν αν η τάση εφαρμοζόταν και στη συνέχεια αυξανόταν περαιτέρω σταδιακά και στη συνέχεια εκφορτιζόταν επίσης σε βήματα; Η κατάσταση εδώ πρακτικά δεν θα αλλάξει - η τάση έχει αυξηθεί, ο πυκνωτής έχει φορτιστεί σε αυτήν σύμφωνα με τον ίδιο νόμο, με την ίδια σταθερά χρόνου - μετά από χρόνο 3Τ η τάση του θα είναι 95% του νέου μέγιστου.
Έπεσε λίγο - επαναφορτίστηκε και μετά από 3T η τάση σε αυτό θα είναι 5% υψηλότερη από το νέο ελάχιστο.
Τι σου λέω, καλύτερα να το δείξεις. Εδώ στο multisim δημιούργησα μια έξυπνη γεννήτρια σήματος βημάτων και την τροφοδότησα στην ενσωματωμένη αλυσίδα RC:

Δείτε πώς ταλαντεύεται :) Σημειώστε ότι τόσο η φόρτιση όσο και η αποφόρτιση, ανεξάρτητα από το ύψος του βήματος, έχουν πάντα την ίδια διάρκεια!!!

Σε ποια τιμή μπορεί να φορτιστεί ένας πυκνωτής;
Θεωρητικά, ad infinitum, ένα είδος μπάλας με ατελείωτα τεντωμένους τοίχους. Στην πραγματικότητα, αργά ή γρήγορα η μπάλα θα σκάσει και ο πυκνωτής θα διαρρεύσει και θα βραχυκυκλώσει. Γι' αυτό όλοι οι πυκνωτές έχουν μια σημαντική παράμετρο - τελική τάση. Στους ηλεκτρολύτες είναι συχνά γραμμένο στο πλάι, αλλά στους κεραμικούς πρέπει να αναζητηθεί σε βιβλία αναφοράς. Αλλά εκεί είναι συνήθως από 50 βολτ. Γενικά, όταν επιλέγετε έναν συμπυκνωτή, πρέπει να βεβαιωθείτε ότι η μέγιστη τάση του δεν είναι χαμηλότερη από αυτή στο κύκλωμα. Θα προσθέσω ότι κατά τον υπολογισμό ενός πυκνωτή για εναλλασσόμενη τάση, θα πρέπει να επιλέξετε μια μέγιστη τάση 1,4 φορές υψηλότερη. Επειδή στην εναλλασσόμενη τάση υποδεικνύεται η πραγματική τιμή και η στιγμιαία τιμή στο μέγιστο της την υπερβαίνει κατά 1,4 φορές.

Τι προκύπτει από τα παραπάνω; Και το γεγονός είναι ότι εάν εφαρμοστεί σταθερή τάση στον πυκνωτή, απλά θα φορτιστεί και αυτό είναι. Εδώ τελειώνει η διασκέδαση.

Τι γίνεται αν υποβάλετε μια μεταβλητή; Είναι προφανές ότι είτε θα φορτιστεί είτε θα αποφορτιστεί και το ρεύμα θα ρέει μπρος-πίσω στο κύκλωμα. Κίνηση! Υπάρχει ρεύμα!

Αποδεικνύεται ότι, παρά τη φυσική διακοπή στο κύκλωμα μεταξύ των πλακών, το εναλλασσόμενο ρεύμα ρέει εύκολα μέσω του πυκνωτή, αλλά το συνεχές ρεύμα ρέει ασθενώς.

Τι μας δίνει αυτό; Και το γεγονός ότι ένας πυκνωτής μπορεί να χρησιμεύσει ως ένα είδος διαχωριστή για να διαχωρίσει το εναλλασσόμενο και το συνεχές ρεύμα στα αντίστοιχα εξαρτήματα.

Οποιοδήποτε χρονικά μεταβαλλόμενο σήμα μπορεί να αναπαρασταθεί ως το άθροισμα δύο συνιστωσών - μεταβλητής και σταθερής.

Για παράδειγμα, ένα κλασικό ημιτονοειδές έχει μόνο ένα μεταβλητό μέρος και η σταθερά είναι μηδέν. Με συνεχές ρεύμα είναι το αντίθετο. Τι γίνεται αν έχουμε μετατοπισμένο ημιτονοειδές; Ή σταθερά με παρεμβολές;

Τα στοιχεία AC και DC του σήματος διαχωρίζονται εύκολα!
Λίγο πιο πάνω, σας έδειξα πώς φορτίζεται και αποφορτίζεται ένας πυκνωτής όταν αλλάζει τάση. Έτσι η μεταβλητή συνιστώσα θα περάσει μέσα από το conder με ένα χτύπημα, επειδή μόνο αυτό αναγκάζει τον πυκνωτή να αλλάξει ενεργά το φορτίο του. Η σταθερά θα παραμείνει όπως ήταν και θα κολλήσει στον πυκνωτή.

Αλλά για να διαχωρίσει ο πυκνωτής αποτελεσματικά τη μεταβλητή συνιστώσα από τη σταθερά, η συχνότητα της μεταβλητής συνιστώσας δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 1/Τ

Δύο τύποι ενεργοποίησης αλυσίδας RC είναι δυνατοί:
Ενσωμάτωση και διαφοροποίηση. Είναι επίσης ένα φίλτρο χαμηλής διέλευσης και ένα φίλτρο υψηλής διέλευσης.

Το χαμηλοπερατό φίλτρο περνάει τη σταθερή συνιστώσα χωρίς αλλαγές (αφού η συχνότητά της είναι μηδέν, δεν υπάρχει πουθενά χαμηλότερη) και καταστέλλει οτιδήποτε μεγαλύτερο από 1/Τ. Το άμεσο εξάρτημα διέρχεται απευθείας και το εναλλασσόμενο εξάρτημα σβήνει στη γείωση μέσω ενός πυκνωτή.
Ένα τέτοιο φίλτρο ονομάζεται επίσης αλυσίδα ολοκλήρωσης επειδή το σήμα εξόδου είναι, σαν να λέγαμε, ενσωματωμένο. Θυμάστε τι είναι ολοκλήρωμα; Περιοχή κάτω από την καμπύλη! Εδώ είναι που βγαίνει.

Και ονομάζεται κύκλωμα διαφοροποίησης γιατί στην έξοδο παίρνουμε το διαφορικό της συνάρτησης εισόδου, που δεν είναι τίποτα άλλο από το ρυθμό μεταβολής αυτής της συνάρτησης.

• Στην ενότητα 1, ο πυκνωτής είναι φορτισμένος, πράγμα που σημαίνει ότι το ρεύμα ρέει μέσω αυτού και θα υπάρξει πτώση τάσης στην αντίσταση.
• Στην ενότητα 2, υπάρχει μια απότομη αύξηση στην ταχύτητα φόρτισης, που σημαίνει ότι το ρεύμα θα αυξηθεί απότομα, ακολουθούμενη από πτώση τάσης στην αντίσταση.
• Στο τμήμα 3, ο πυκνωτής απλώς διατηρεί το υπάρχον δυναμικό. Δεν ρέει ρεύμα μέσα από αυτό, πράγμα που σημαίνει ότι η τάση στην αντίσταση είναι επίσης μηδενική.
• Λοιπόν, στο 4ο τμήμα ο πυκνωτής άρχισε να εκφορτίζεται, γιατί... το σήμα εισόδου έχει γίνει χαμηλότερο από την τάση του. Το ρεύμα έχει πάει προς την αντίθετη κατεύθυνση και υπάρχει ήδη αρνητική πτώση τάσης στην αντίσταση.

Και αν εφαρμόσουμε έναν ορθογώνιο παλμό στην είσοδο, με πολύ απότομες άκρες, και μικρύνουμε την χωρητικότητα του πυκνωτή, θα δούμε βελόνες όπως αυτή:

ορθογώνιο παραλληλόγραμμο. Λοιπόν, τι; Αυτό είναι σωστό - η παράγωγος μιας γραμμικής συνάρτησης είναι μια σταθερά, η κλίση αυτής της συνάρτησης καθορίζει το πρόσημο της σταθεράς.

Εν ολίγοις, αν αυτή τη στιγμή παρακολουθείτε ένα μάθημα μαθηματικών, τότε μπορείτε να ξεχάσετε τον άθεο Mathcad, τον αηδιαστικό Maple, να πετάξετε την αίρεση της μήτρας του Matlab από το μυαλό σας και, βγάζοντας μια χούφτα αναλογικά χαλαρά πράγματα από το απόθεμά σας, να κολλήσετε τον εαυτό σας ένας πραγματικά ΑΛΗΘΙΝΟΣ αναλογικός υπολογιστής :) Ο δάσκαλος θα συγκλονιστεί :)

Είναι αλήθεια ότι οι ολοκληρωτές και οι διαφοροποιητές συνήθως δεν κατασκευάζονται μόνο με αντιστάσεις· εδώ χρησιμοποιούνται λειτουργικοί ενισχυτές. Μπορείτε να ψάξετε στο google για αυτά τα πράγματα προς το παρόν, κάτι ενδιαφέρον :)

Και εδώ τροφοδότησα ένα κανονικό ορθογώνιο σήμα σε δύο φίλτρα υψηλής και χαμηλής διέλευσης. Και οι έξοδοι από αυτά στον παλμογράφο:

Ακολουθεί μια ελαφρώς μεγαλύτερη ενότητα:

Κατά την εκκίνηση, ο συμπυκνωτής αποφορτίζεται, το ρεύμα που διέρχεται είναι πλήρες και η τάση σε αυτόν είναι αμελητέα - υπάρχει ένα σήμα επαναφοράς στην είσοδο RESET. Αλλά σύντομα ο πυκνωτής θα φορτιστεί και μετά από το χρόνο T η τάση του θα είναι ήδη στο επίπεδο της λογικής και το σήμα επαναφοράς δεν θα αποστέλλεται πλέον στο RESET - το MK θα ξεκινήσει.
Και για AT89C51είναι απαραίτητο να οργανώσετε ακριβώς το αντίθετο από το RESET - πρώτα υποβάλετε ένα και μετά ένα μηδέν. Εδώ η κατάσταση είναι αντίθετη - ενώ ο συμπυκνωτής δεν είναι φορτισμένος, τότε ρέει ένα μεγάλο ρεύμα, Uc - η πτώση τάσης σε αυτόν είναι μικροσκοπική Uc = 0. Αυτό σημαίνει ότι το RESET τροφοδοτείται με τάση ελαφρώς μικρότερη από την τάση τροφοδοσίας Usupply-Uc=Upsupply.
Αλλά όταν ο συμπυκνωτής φορτιστεί και η τάση σε αυτόν φτάσει στην τάση τροφοδοσίας (Upit = Uc), τότε στον ακροδέκτη RESET θα υπάρχει ήδη Upit-Uc = 0

Αναλογικές μετρήσεις
Αλλά μην πειράζετε τις αλυσίδες επαναφοράς, όπου είναι πιο διασκεδαστικό να χρησιμοποιείτε την ικανότητα του κυκλώματος RC να μετράει αναλογικές τιμές με μικροελεγκτές που δεν διαθέτουν ADC.
Αυτό χρησιμοποιεί το γεγονός ότι η τάση στον πυκνωτή αυξάνεται αυστηρά σύμφωνα με τον ίδιο νόμο - εκθετική. Ανάλογα με τον αγωγό, την αντίσταση και την τάση τροφοδοσίας. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως τάση αναφοράς με προηγουμένως γνωστές παραμέτρους.

Λειτουργεί απλά, εφαρμόζουμε τάση από τον πυκνωτή σε έναν αναλογικό συγκριτή και συνδέουμε τη μετρούμενη τάση στη δεύτερη είσοδο του συγκριτή. Και όταν θέλουμε να μετρήσουμε την τάση, απλά τραβάμε πρώτα τον πείρο προς τα κάτω για να αποφορτιστεί ο πυκνωτής. Στη συνέχεια το επιστρέφουμε σε λειτουργία Hi-Z, το επαναφέρουμε και ξεκινάμε το χρονόμετρο. Και τότε ο συμπυκνωτής αρχίζει να φορτίζει μέσω της αντίστασης, και μόλις ο συγκριτής αναφέρει ότι η τάση από το RC έχει φτάσει στη μετρημένη, σταματάμε το χρονόμετρο.

Γνωρίζοντας σύμφωνα με ποιον νόμο η τάση αναφοράς του κυκλώματος RC αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου και γνωρίζοντας επίσης πόσο καιρό έχει χτυπήσει ο χρονοδιακόπτης, μπορούμε να βρούμε με ακρίβεια ποια ήταν η μετρούμενη τάση τη στιγμή που ενεργοποιήθηκε ο συγκριτής. Επιπλέον, δεν είναι απαραίτητο να μετρήσουμε τους εκθέτες εδώ. Στο αρχικό στάδιο της φόρτισης του συμπυκνωτή, μπορούμε να υποθέσουμε ότι η εξάρτηση εκεί είναι γραμμική. Ή, αν θέλετε μεγαλύτερη ακρίβεια, προσεγγίστε τον εκθέτη με τμηματικές γραμμικές συναρτήσεις και στα ρωσικά σχεδιάστε το κατά προσέγγιση σχήμα του με πολλές ευθείες γραμμές ή δημιουργήστε έναν πίνακα εξάρτησης μιας τιμής από το χρόνο, με λίγα λόγια οι μέθοδοι είναι απλές.

Εάν πρέπει να έχετε αναλογικό διακόπτη, αλλά δεν έχετε ADC, τότε δεν χρειάζεται καν να χρησιμοποιήσετε συγκριτικό. Κουνήστε το πόδι στο οποίο κρέμεται ο πυκνωτής και αφήστε το να φορτιστεί μέσω μιας μεταβλητής αντίστασης.

Αλλάζοντας το T, το οποίο, επιτρέψτε μου να σας υπενθυμίσω, T = R * C και γνωρίζοντας ότι έχουμε C = const, μπορούμε να υπολογίσουμε την τιμή του R. Επιπλέον, πάλι, δεν είναι απαραίτητο να συνδέσουμε τη μαθηματική συσκευή εδώ, στα περισσότερα αρκεί να κάνετε μετρήσεις σε ορισμένους παπαγάλους υπό όρους, όπως τα τσιμπούρια του χρονοδιακόπτη. Ή μπορείς να πας από την άλλη πλευρά, όχι αλλάζοντας την αντίσταση, αλλά αλλάζοντας την χωρητικότητα πχ συνδέοντας την χωρητικότητα του σώματός σου σε αυτήν... τι θα γίνει; Αυτό είναι σωστό - κουμπιά αφής!

Εάν κάτι δεν είναι ξεκάθαρο, τότε μην ανησυχείτε, θα γράψω σύντομα ένα άρθρο σχετικά με τον τρόπο σύνδεσης ενός αναλογικού εξοπλισμού σε έναν μικροελεγκτή χωρίς τη χρήση ADC. Θα τα εξηγήσω όλα λεπτομερώς εκεί.

Έχετε μερικά ωραία πυροτεχνήματα σε εξέλιξη. Μόλις σπάσουν μερικά LED, η τάση στο LM317 θα εκτιναχθεί στο όριο και θα υπάρξει μεγάλη έκρηξη.

1000 microfarads στα 450v = 80 Joules. Σε περίπτωση προβλημάτων, ο πυκνωτής στεγνώνει τόσο πολύ που δεν φαίνεται αρκετός. Αλλά θα υπάρξουν προβλήματα, μιας και βάζεις τον πυκνωτή χωρίς καμία απολύτως ρεζέρβα σε ένα περιβάλλον όπου ακόμη και 1kV μπορεί να πιαστεί σε παλμό στην είσοδο.

Συμβουλή - κάντε ένα κανονικό πρόγραμμα οδήγησης παλμού. Και όχι αυτός ο κύκλος των «επιδέξιων χεριών» χωρίς γαλβανική απομόνωση και φίλτρα.

Ακόμα κι αν δεχθούμε υπό όρους αυτό το κύκλωμα ως σωστό, πρέπει να τοποθετήσετε κεραμικούς πυκνωτές γύρω από το LM317 έτσι ώστε να μην κουδουνίζει.

Και ναι, ο περιορισμός ρεύματος από ένα τρανζίστορ γίνεται διαφορετικά - στο κύκλωμά σας απλά θα εκραγεί γιατί αρχικά θα συνδεθεί ένα δίκτυο στη διασταύρωση E-K.

Και ο διαχωριστής σας θα εφαρμόσει 236 βολτ στη διασταύρωση EB, η οποία θα οδηγήσει επίσης σε έκρηξη του τρανζίστορ.

Μετά από αρκετές διευκρινίσεις, έγινε τελικά σαφές τι θέλετε να επιτύχετε: μια κοινή πηγή τροφοδοσίας για πολλά κυκλώματα LED συνδεδεμένα σε σειρά. Θεωρήσατε ότι το κύριο πρόβλημα είναι η ομαλή μονάδα φόρτισης του πυκνωτή του φίλτρου. Κατά τη γνώμη μου, υπάρχουν πολλά πολύ πιο κρίσιμα σημεία σε ένα τέτοιο σχήμα. Αλλά πρώτα, στο θέμα της ερώτησης.

Τα 1000 μF είναι μια τιμή κατάλληλη για ρεύμα φορτίου 0,5...3 αμπέρ, και όχι δεκάδες milliamps (εκεί αρκούν 22...50 μF). Το τρανζίστορ μπορεί να εγκατασταθεί εάν χρειάζεται να κάνετε ομαλή αύξηση της φωτεινότητας για 4...20 δευτερόλεπτα - αλλά έχετε αρκετές γιρλάντες! Πρέπει πραγματικά να ξεκινήσουν σε ολόκληρο το διαμέρισμα ταυτόχρονα; Και για τους διακόπτες - αντί για τους τυπικούς που αλλάζουν το κύκλωμα των ~220 volt, θέλετε να αλλάξετε το κύκλωμα των ~310 volt τοποθετώντας έναν διακόπτη μεταξύ του πυκνωτή και της γιρλάντας; Αυτή η λύση φαίνεται τουλάχιστον κατά κάποιο τρόπο δικαιολογημένη για ένα "έξυπνο σπίτι" (και ακόμη και τότε δεν είναι όλα σαφή), αλλά σε ένα συνηθισμένο διαμέρισμα δεν έχει νόημα να το κάνουμε αυτό. Σε αυτό, είναι πιο σωστό να εγκαταστήσετε για κάθε γιρλάντα το δικό της ξεχωριστό τροφοδοτικό - και στη συνέχεια είναι πολύ πιο κερδοφόρο να χρησιμοποιείτε συνηθισμένες σούπερ φθηνές (και πολύ πιο αξιόπιστες!) ταινίες με παράλληλο LED 12 volt, και όχι με σπιτικές σειρές, στα οποία η καύση μιας διόδου σου στερεί τελείως φως.
Ένας άλλος σκοπός της μονάδας ομαλής φόρτισης είναι να προστατεύει τις διόδους ανορθωτή από επαναλαμβανόμενη υπερφόρτωση τη στιγμή της ενεργοποίησης, όταν ο πυκνωτής έχει αποφορτιστεί πλήρως. Αλλά αυτό το πρόβλημα μπορεί να λυθεί πλήρως με μια πολύ απλούστερη μέθοδο - αντί για T1 και R1, R3, πρέπει να εισαγάγετε ένα θερμίστορ με αντίσταση αρκετών δεκάδων ohms, το οποίο μειώνεται όταν θερμαίνεται στα 0,5...3 ohms, αυτό γίνεται σε εκατοντάδες εκατομμύρια τροφοδοτικά υπολογιστών που λειτουργούν αξιόπιστα για χρόνια με περίπου το ίδιο ρεύμα φορτίου με το δικό σας. Μπορείτε να πάρετε ένα τέτοιο θερμίστορ από οποιοδήποτε νεκρό τροφοδοτικό υπολογιστή.

Και τέλος, για το τι δεν είναι στην ερώτησή σας, αλλά σας τραβάει το μάτι - για τον σταθεροποιητή ρεύματος στο LM317, ο οποίος απορροφά την υπερβολική τάση δικτύου. Το γεγονός είναι ότι ένα τέτοιο στέλεχος λειτουργεί μόνο στην περιοχή από 3 έως 40 βολτ. Η ανοχή για την τάση δικτύου σε ένα υγιές δίκτυο πόλεων είναι 10%, δηλ. από 198 έως 242 βολτ. Αυτό σημαίνει ότι αν υπολογίσατε το στέλεχος στο κάτω όριο (και αυτό συνήθως γίνεται), τότε στο ανώτερο όριο η τάση στο στέλεχος θα ξεπεράσει τα επιτρεπτά 40 βολτ. Εάν το ρυθμίσετε στην κορυφή του εύρους (δηλαδή, 242), τότε στο κάτω όριο η τάση στο στέλεχος θα πέσει κάτω από 3 βολτ και δεν θα σταθεροποιεί πλέον το ρεύμα. Και δεν θα πω τίποτα για το τι θα συμβεί με αυτό το σχέδιο στις αγροτικές περιοχές, όπου οι διακυμάνσεις στην τάση του δικτύου είναι πολύ μεγαλύτερες. Έτσι, ένα τέτοιο κύκλωμα θα λειτουργεί κανονικά μόνο με σταθερή τάση δικτύου - αλλά με σταθερό δίκτυο, δεν χρειάζεται σταθεροποιητής· μπορεί να αντικατασταθεί τέλεια από μια απλή αντίσταση.

Ας συνδέσουμε ένα κύκλωμα που αποτελείται από έναν αφόρτιστο πυκνωτή με χωρητικότητα C και μια αντίσταση με αντίσταση R σε μια πηγή ισχύος με σταθερή τάση U (Εικ. 16-4).

Δεδομένου ότι τη στιγμή της ενεργοποίησης ο πυκνωτής δεν είναι ακόμη φορτισμένος, η τάση σε αυτόν. Επομένως, στο κύκλωμα την αρχική χρονική στιγμή, η πτώση τάσης στην αντίσταση R είναι ίση με U και προκύπτει ρεύμα, η ισχύς του οι οποίες

Ρύζι. 16-4. Φόρτιση του πυκνωτή.

Η διέλευση του ρεύματος i συνοδεύεται από μια σταδιακή συσσώρευση φορτίου Q στον πυκνωτή, εμφανίζεται μια τάση σε αυτόν και η πτώση τάσης στην αντίσταση R μειώνεται:

όπως προκύπτει από τον δεύτερο νόμο του Kirchhoff. Ως εκ τούτου, η τρέχουσα δύναμη

μειώνεται, ο ρυθμός συσσώρευσης φορτίου Q μειώνεται επίσης, καθώς το ρεύμα στο κύκλωμα

Με την πάροδο του χρόνου, ο πυκνωτής συνεχίζει να φορτίζει, αλλά η φόρτιση Q και η τάση σε αυτόν αυξάνονται όλο και πιο αργά (Εικ. 16-5) και το ρεύμα στο κύκλωμα σταδιακά μειώνεται ανάλογα με τη διαφορά τάσης

Ρύζι. 16-5. Γράφημα μεταβολών ρεύματος και τάσης κατά τη φόρτιση ενός πυκνωτή.

Μετά από ένα αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα (θεωρητικά απείρως μεγάλο), η τάση στον πυκνωτή φτάνει σε τιμή ίση με την τάση της πηγής ισχύος και το ρεύμα γίνεται ίσο με μηδέν - η διαδικασία φόρτισης του πυκνωτή τελειώνει.

Η διαδικασία φόρτισης ενός πυκνωτή είναι μεγαλύτερη, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση του κυκλώματος R, που περιορίζει το ρεύμα, και τόσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα του πυκνωτή C, αφού με μεγάλη χωρητικότητα πρέπει να συσσωρευτεί μεγαλύτερο φορτίο. Η ταχύτητα της διαδικασίας χαρακτηρίζεται από τη σταθερά χρόνου του κυκλώματος

όσο περισσότερο, τόσο πιο αργή είναι η διαδικασία.

Η σταθερά χρόνου του κυκλώματος έχει τη διάσταση του χρόνου, αφού

Μετά από ένα χρονικό διάστημα από τη στιγμή της ενεργοποίησης του κυκλώματος, ίσο με , η τάση στον πυκνωτή φτάνει περίπου το 63% της τάσης της πηγής ισχύος και μετά το διάστημα, η διαδικασία φόρτισης του πυκνωτή μπορεί να θεωρηθεί ολοκληρωμένη.

Τάση στον πυκνωτή κατά τη φόρτιση

δηλ. ισούται με τη διαφορά μεταξύ της σταθερής τάσης της πηγής ισχύος και της ελεύθερης τάσης, η οποία μειώνεται με την πάροδο του χρόνου σύμφωνα με το νόμο μιας εκθετικής συνάρτησης από την τιμή U στο μηδέν (Εικ. 16-5).

Ρεύμα φόρτισης πυκνωτή

Το ρεύμα από την αρχική τιμή σταδιακά μειώνεται σύμφωνα με το νόμο της εκθετικής συνάρτησης (Εικ. 16-5).

β) Εκφόρτιση πυκνωτή

Ας εξετάσουμε τώρα τη διαδικασία εκφόρτισης του πυκνωτή C, ο οποίος φορτίστηκε από την πηγή ισχύος στην τάση U μέσω μιας αντίστασης με αντίσταση R (Εικ. 16-6, Όπου ο διακόπτης μετακινείται από τη θέση 1 στη θέση 2).

Ρύζι. 16-6. Εκφόρτιση ενός πυκνωτή σε μια αντίσταση.

Ρύζι. 16-7. Γράφημα μεταβολών του ρεύματος και της τάσης κατά την εκφόρτιση ενός πυκνωτή.

Την αρχική στιγμή, θα προκύψει ρεύμα στο κύκλωμα και ο πυκνωτής θα αρχίσει να εκφορτίζεται και η τάση σε αυτόν θα μειωθεί. Καθώς η τάση μειώνεται, θα μειώνεται και το ρεύμα στο κύκλωμα (Εικ. 16-7). Μετά από ένα χρονικό διάστημα, η τάση στον πυκνωτή και το ρεύμα του κυκλώματος θα μειωθούν στο 1% περίπου των αρχικών τιμών και η διαδικασία εκφόρτισης του πυκνωτή μπορεί να θεωρηθεί ολοκληρωμένη.

Τάση πυκνωτή κατά την εκφόρτιση

δηλ. μειώνεται σύμφωνα με το νόμο της εκθετικής συνάρτησης (Εικ. 16-7).

Ρεύμα εκφόρτισης πυκνωτή

δηλαδή, όπως και η τάση, μειώνεται σύμφωνα με τον ίδιο νόμο (Εικ. 6-7).

Όλη η ενέργεια που αποθηκεύεται κατά τη φόρτιση ενός πυκνωτή στο ηλεκτρικό του πεδίο απελευθερώνεται ως θερμότητα στην αντίσταση R κατά την εκφόρτιση.

Το ηλεκτρικό πεδίο ενός φορτισμένου πυκνωτή, αποσυνδεδεμένο από την πηγή ισχύος, δεν μπορεί να παραμείνει αμετάβλητο για μεγάλο χρονικό διάστημα, καθώς το διηλεκτρικό του πυκνωτή και η μόνωση μεταξύ των ακροδεκτών του έχουν κάποια αγωγιμότητα.

Η εκφόρτιση ενός πυκνωτή λόγω ατελείας του διηλεκτρικού και της μόνωσης ονομάζεται αυτοεκφόρτιση. Η σταθερά χρόνου κατά την αυτοεκφόρτιση ενός πυκνωτή δεν εξαρτάται από το σχήμα των πλακών και την απόσταση μεταξύ τους.

Οι διαδικασίες φόρτισης και εκφόρτισης ενός πυκνωτή ονομάζονται μεταβατικές διεργασίες.

Συχνά σε διάφορα τροφοδοτικά προκύπτει ο περιορισμός του κύματος ρεύματος εκκίνησης όταν είναι ενεργοποιημένος. Οι λόγοι μπορεί να είναι διαφορετικοί - γρήγορη φθορά των επαφών ή των διακοπτών ρελέ, μειωμένη διάρκεια ζωής των πυκνωτών φίλτρου κ.λπ. Πρόσφατα είχα παρόμοιο πρόβλημα. Χρησιμοποιώ ένα καλό τροφοδοτικό διακομιστή στον υπολογιστή μου, αλλά λόγω της ανεπιτυχούς εφαρμογής της ενότητας αναμονής, υπερθερμαίνεται πολύ όταν απενεργοποιείται η κύρια τροφοδοσία. Εξαιτίας αυτού του προβλήματος, έπρεπε να επισκευάσω την πλακέτα αναμονής ήδη δύο φορές και να αλλάξω μερικούς από τους ηλεκτρολύτες που βρίσκονται δίπλα της. Η λύση ήταν απλή - κλείστε την παροχή ρεύματος από την πρίζα. Αλλά είχε μια σειρά από μειονεκτήματα - όταν ενεργοποιήθηκε, υπήρχε μια ισχυρή αύξηση του ρεύματος μέσω του πυκνωτή υψηλής τάσης, που θα μπορούσε να τον βλάψει, επιπλέον, μετά από 2 εβδομάδες το βύσμα τροφοδοσίας της μονάδας άρχισε να καίγεται. Αποφασίστηκε να κατασκευαστεί ένας περιοριστής ρεύματος εισροής. Παράλληλα με αυτήν την εργασία, είχα μια παρόμοια εργασία για ισχυρούς ενισχυτές ήχου. Τα προβλήματα στους ενισχυτές είναι τα ίδια - καύση επαφών διακόπτη, κύμα ρεύματος μέσω των διόδων γέφυρας και ηλεκτρολυτών φίλτρου. Μπορείτε να βρείτε αρκετά κυκλώματα περιοριστή ρεύματος υπέρτασης στο Διαδίκτυο. Αλλά για μια συγκεκριμένη εργασία, μπορεί να έχουν μια σειρά από μειονεκτήματα - την ανάγκη επανυπολογισμού στοιχείων κυκλώματος για το απαιτούμενο ρεύμα. για ισχυρούς καταναλωτές - επιλογή στοιχείων ισχύος που παρέχουν τις απαραίτητες παραμέτρους για την υπολογιζόμενη κατανεμημένη ισχύ. Επιπλέον, μερικές φορές είναι απαραίτητο να παρέχεται ένα ελάχιστο ρεύμα εκκίνησης για τη συνδεδεμένη συσκευή, γεγονός που αυξάνει την πολυπλοκότητα ενός τέτοιου κυκλώματος. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, υπάρχει μια απλή και αξιόπιστη λύση - θερμίστορ.

Εικ.1 Θερμίστορ

Ένα θερμίστορ είναι μια αντίσταση ημιαγωγών της οποίας η αντίσταση αλλάζει απότομα όταν θερμαίνεται. Για τους σκοπούς μας, χρειαζόμαστε θερμίστορ με αρνητικό συντελεστή θερμοκρασίας - θερμίστορ NTC. Όταν το ρεύμα ρέει μέσω του θερμίστορ NTC, θερμαίνεται και η αντίστασή του πέφτει.

Εικ.2 Θερμίστορ TKS

Μας ενδιαφέρουν οι ακόλουθες παράμετροι θερμίστορ:

Αντίσταση στους 25˚C

Μέγιστο σταθερό ρεύμα

Και οι δύο παράμετροι περιλαμβάνονται στην τεκμηρίωση για συγκεκριμένα θερμίστορ. Χρησιμοποιώντας την πρώτη παράμετρο, μπορούμε να προσδιορίσουμε το ελάχιστο ρεύμα που θα περάσει από την αντίσταση φορτίου κατά τη σύνδεση μέσω ενός θερμίστορ. Η δεύτερη παράμετρος καθορίζεται από τη μέγιστη διασπορά ισχύος του θερμίστορ και η ισχύς φορτίου πρέπει να είναι τέτοια ώστε το μέσο ρεύμα μέσω του θερμίστορ να μην υπερβαίνει αυτήν την τιμή. Για αξιόπιστη λειτουργία του θερμίστορ, πρέπει να λάβετε την τιμή αυτού του ρεύματος μικρότερη από το 20 τοις εκατό της παραμέτρου που καθορίζεται στην τεκμηρίωση. Φαίνεται ότι θα ήταν ευκολότερο να επιλέξετε το σωστό θερμίστορ και να συναρμολογήσετε τη συσκευή. Αλλά πρέπει να λάβετε υπόψη ορισμένα σημεία:

1. Το θερμίστορ χρειάζεται πολύ χρόνο για να κρυώσει. Εάν απενεργοποιήσετε τη συσκευή και την ενεργοποιήσετε ξανά αμέσως, το θερμίστορ θα έχει χαμηλή αντίσταση και δεν θα εκτελεί την προστατευτική του λειτουργία.
2. Δεν μπορείτε να συνδέσετε θερμίστορ παράλληλα για να αυξήσετε το ρεύμα - λόγω της εξάπλωσης των παραμέτρων, το ρεύμα μέσω αυτών θα ποικίλλει πολύ. Αλλά είναι πολύ πιθανό να συνδέσετε τον απαιτούμενο αριθμό θερμίστορ σε σειρά.
3. Κατά τη λειτουργία, το θερμίστορ θερμαίνεται πολύ. Τα στοιχεία δίπλα του επίσης θερμαίνονται.
4. Το μέγιστο ρεύμα σταθερής κατάστασης μέσω του θερμίστορ πρέπει να περιορίζεται από τη μέγιστη ισχύ του. Αυτή η επιλογή καθορίζεται στην τεκμηρίωση. Αλλά εάν το θερμίστορ χρησιμοποιείται για τον περιορισμό των βραχέων υπερτάσεων ρεύματος (για παράδειγμα, όταν η τροφοδοσία ρεύματος είναι αρχικά ενεργοποιημένη και ο πυκνωτής του φίλτρου φορτίζεται), τότε το ρεύμα παλμού μπορεί να είναι μεγαλύτερο. Τότε η επιλογή του θερμίστορ περιορίζεται από τη μέγιστη παλμική του ισχύ.

Η ενέργεια ενός φορτισμένου πυκνωτή προσδιορίζεται από τον τύπο:

E = (C*Vpeak²)/2

όπου E είναι η ενέργεια σε joule, C είναι η χωρητικότητα του πυκνωτή του φίλτρου, Vpeak είναι η μέγιστη τάση στην οποία θα φορτιστεί ο πυκνωτής του φίλτρου (για τα δίκτυά μας μπορείτε να πάρετε την τιμή 250V*√2 = 353V).

Εάν η τεκμηρίωση υποδεικνύει τη μέγιστη ισχύ παλμού, τότε με βάση αυτήν την παράμετρο μπορείτε να επιλέξετε ένα θερμίστορ. Αλλά, κατά κανόνα, αυτή η παράμετρος δεν καθορίζεται. Στη συνέχεια, η μέγιστη χωρητικότητα που μπορεί να φορτιστεί με ασφάλεια με ένα θερμίστορ μπορεί να εκτιμηθεί από τους ήδη υπολογισμένους πίνακες για θερμίστορ τυπικής σειράς.

Πήρα έναν πίνακα με τις παραμέτρους των θερμίστορ NTC από την Joyin. Ο πίνακας δείχνει:

Rnom- ονομαστική αντίσταση του θερμίστορ σε θερμοκρασία 25°C

Imax- μέγιστο ρεύμα μέσω του θερμίστορ (μέγιστο ρεύμα σταθερής κατάστασης)

Smax- μέγιστη χωρητικότητα στο κύκλωμα δοκιμής που εκφορτίζεται στο θερμίστορ χωρίς να το καταστρέφει (τάση δοκιμής 350v)

Μπορείτε να δείτε πώς πραγματοποιείται η δοκιμή στη σελίδα έβδομη.

Λίγα λόγια για την παράμετρο Smax– η τεκμηρίωση δείχνει ότι στο κύκλωμα δοκιμής ο πυκνωτής αποφορτίζεται μέσω ενός θερμίστορ και μιας περιοριστικής αντίστασης, η οποία απελευθερώνει πρόσθετη ενέργεια. Επομένως, η μέγιστη ασφαλής χωρητικότητα που μπορεί να φορτίσει ένα θερμίστορ χωρίς τέτοια αντίσταση θα είναι μικρότερη. Έψαξα πληροφορίες σε ξένα θεματικά φόρουμ και κοίταξα τυπικά κυκλώματα με περιοριστές σε μορφή θερμίστορ, για τα οποία δίνονται δεδομένα. Με βάση αυτές τις πληροφορίες, μπορείτε να πάρετε τον συντελεστή για Smaxσε πραγματικό σχήμα 0,65, με το οποίο πολλαπλασιάζονται τα δεδομένα από τον πίνακα.

Ονομα	Rnom,	Imax,	Smax,
ρεδιάμετρος 8 χιλιοστά
διάμετρος 10mm
διάμετρος 13mm
διάμετρος 15mm
διάμετρος 20mm

Πίνακας παραμέτρων θερμίστορ NTC από την Joyin

Συνδέοντας πολλά πανομοιότυπα θερμίστορ NTC σε σειρά, μειώνουμε τις απαιτήσεις για τη μέγιστη ενέργεια παλμού καθενός από αυτά.

Επιτρέψτε μου να σας δώσω ένα παράδειγμα. Για παράδειγμα, πρέπει να επιλέξουμε ένα θερμίστορ για να ενεργοποιήσουμε την τροφοδοσία του υπολογιστή. Η μέγιστη κατανάλωση ενέργειας του υπολογιστή είναι 700 Watt. Θέλουμε να περιορίσουμε το ρεύμα εκκίνησης στα 2-2,5A. Το τροφοδοτικό περιέχει έναν πυκνωτή φίλτρου 470 µF.

Υπολογίζουμε την πραγματική τρέχουσα τιμή:

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

Όπως έγραψα παραπάνω, για αξιόπιστη λειτουργία του θερμίστορ, θα επιλέξουμε το μέγιστο ρεύμα σταθερής κατάστασης από την τεκμηρίωση που είναι 20% μεγαλύτερο από αυτήν την τιμή.

Imax = 3,8A

Υπολογίζουμε την απαιτούμενη αντίσταση θερμίστορ για ρεύμα εκκίνησης 2,5Α

R = (220V*√2)/2,5A = 124 Ohm

Από τον πίνακα βρίσκουμε τα απαιτούμενα θερμίστορ. 6 τεμάχια θερμίστορ JNR15S200L συνδεδεμένα σε σειρά ταιριάζουν στις ανάγκες μας Imax, γενική αντίσταση. Η μέγιστη χωρητικότητα που μπορούν να φορτίσουν θα είναι 680 μF * 6 * 0,65 = 2652 μF, που είναι ακόμη περισσότερο από ό,τι χρειαζόμαστε. Φυσικά, με μείωση Vpeak, μειώνονται επίσης οι απαιτήσεις για τη μέγιστη παλμική ισχύ του θερμίστορ. Η εξάρτησή μας είναι από το τετράγωνο της τάσης.

Και η τελευταία ερώτηση για την επιλογή των θερμίστορ. Τι γίνεται αν έχουμε επιλέξει τα θερμίστορ που απαιτούνται για τη μέγιστη παλμική ισχύ, αλλά δεν είναι κατάλληλα για εμάς; Imax(το σταθερό φορτίο είναι πολύ υψηλό για αυτούς), ή δεν χρειαζόμαστε πηγή σταθερής θέρμανσης στην ίδια τη συσκευή; Για να γίνει αυτό, θα χρησιμοποιήσουμε μια απλή λύση - θα προσθέσουμε έναν άλλο διακόπτη στο κύκλωμα παράλληλα με το θερμίστορ, τον οποίο θα ενεργοποιήσουμε αφού φορτίσουμε τον πυκνωτή. Αυτό που έκανα στον περιοριστή μου. Στην περίπτωσή μου, οι παράμετροι είναι οι εξής: η μέγιστη κατανάλωση ενέργειας του υπολογιστή είναι 400W, ο περιορισμός ρεύματος εκκίνησης είναι 3,5A, ο πυκνωτής φίλτρου είναι 470uF. Πήρα 6 τεμάχια θερμίστορ 15d11 (15 ohm). Το διάγραμμα φαίνεται παρακάτω.

Ρύζι. 3 Κύκλωμα περιοριστή

Επεξηγήσεις για το διάγραμμα. Το SA1 αποσυνδέει το καλώδιο φάσης. Το LED VD2 χρησιμεύει για να υποδεικνύει τη λειτουργία του περιοριστή. Ο πυκνωτής C1 εξομαλύνει τους κυματισμούς και το LED δεν τρεμοπαίζει στη συχνότητα του δικτύου. Εάν δεν το χρειάζεστε, αφαιρέστε τα C1, VD6, VD1 από το κύκλωμα και απλώς συνδέστε το LED και τη δίοδο παράλληλα με τον ίδιο τρόπο όπως τα στοιχεία VD4, VD5. Για να υποδείξει τη διαδικασία φόρτισης του πυκνωτή, το LED VD4 συνδέεται παράλληλα με τα θερμίστορ. Στην περίπτωσή μου, κατά τη φόρτιση του πυκνωτή του τροφοδοτικού του υπολογιστή, η όλη διαδικασία διαρκεί λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο. Λοιπόν, ας μαζέψουμε.

Εικ.4 Κιτ συναρμολόγησης

Συναρμολόγησα την ένδειξη τροφοδοσίας απευθείας στο κάλυμμα του διακόπτη, πετώντας έξω μια κινέζικη λάμπα πυρακτώσεως, η οποία δεν θα είχε μεγάλη διάρκεια.

Ρύζι. 5 Ένδειξη ισχύος

Εικ.6 Μπλοκ θερμίστορ

Ρύζι. 7 Συναρμολογημένος περιοριστής

Αυτό θα μπορούσε να είχε ολοκληρωθεί αν δεν είχαν αποτύχει όλα τα θερμίστορ μετά από μια εβδομάδα εργασίας. Έμοιαζε έτσι.

Ρύζι. 8 Αστοχία θερμίστορ NTC

Παρά το γεγονός ότι το περιθώριο για την επιτρεπόμενη τιμή χωρητικότητας ήταν πολύ μεγάλο - 330 µF * 6 * 0,65 = 1287 µF.

Αγόρασα τα θερμίστορ από γνωστή εταιρεία, με διαφορετικές τιμές - όλα ελαττωματικά. Άγνωστος κατασκευαστής. Είτε οι Κινέζοι ρίχνουν θερμίστορ μικρότερης διαμέτρου σε μεγάλες θήκες, είτε η ποιότητα των υλικών είναι πολύ κακή. Ως αποτέλεσμα, αγόρασα μια ακόμη μικρότερη διάμετρο - SCK 152 8mm. Η ίδια Κίνα, αλλά ήδη επώνυμη. Σύμφωνα με τον πίνακά μας, η επιτρεπόμενη χωρητικότητα είναι 100 μF * 6 * 0,65 = 390 μF, η οποία είναι ακόμη και ελαφρώς μικρότερη από ό,τι χρειάζεται. Ωστόσο, όλα λειτουργούν μια χαρά.