Корректная формула расчета емкости сглаживающего конденсатора (06.04.2016).

" title="Написать письмо">Написать письмо

Статьи по разделам

Статьи по дате (многие всегда актуальны)

Испытано на себе

Творчество

Прочие разделы

Вечно актуальные статьи

Статистика

Пользователи : 1
Статьи : 1951
Просмотры материалов : 7079299

Корректная формула расчета емкости сглаживающего конденсатора (06.04.2016).

2016 - Апрель

06.04.2016 20:16

Save & Share

← Диодный мост: правильные схемы (04.04.2016).		Взрыв гнева: что из повседневного достало (09.04.2016). →

Продолжение эпопеи с диодным мостом. Была выведена зависимость амплитуды пульсаций напряжения от емкости сглаживающего конденсатора - на основе чего из массы формул оказалось возможным выбрать наиболее оптимальную.
Был использован адаптер питания с переменными 18В/0.6А и диодный мост на основе 2Д213Б, без стабилизации. И тут родилась проблема точности мультиметра: он сглаживает пульсации не до средней величины - не предположить верхнюю и нижнюю амплитуды напряжения. Иными словами, с диодного моста без сглаживающего конденсатора он показал 15.55В, в то время как осциллограф отлавливает пульсацию в 24.6В, равную пиковому значению напряжения на выходе.

Далее использовались советские конденсаторы К50-29 выпуска января 1986 года под напряжение 63В. На удивление, емкость всех четырех оказалась более 999.9мкФ (предел измерения мультиметра). Они подключались параллельно, каждый раз увеличивая емкость на предполагаемые 1000мкФ; при этом адаптер работал не на пределе своих возможностей:
- мультиметр: 15.5В, осциллограф: пульсации 24.6В при пиковом напряжении 24.6В (100%);
- мультиметр: 20.1В, осциллограф: пульсации 4.1В при пиковом напряжении 22.4В (18.3%);
- мультиметр: 20В, осциллограф: пульсации 1.8В при пиковом напряжении 21В (8.6%);
- мультиметр: 20В, осциллограф: пульсации 1.4В при пиковом напряжении 21В (6.7%);
- мультиметр: 19.9В, осциллограф: пульсации 1.3В при пиковом напряжении 21В (6.2%).
Ток постоянного напряжения составил в случаях с емкостями около 0.38А, нагрузка - высокомощные сопротивления 20+20Ом.

Предварительные выводы:
- советские конденсаторы 30-летней давности работают (остается вопрос качества). Важная ошибка, допущенная при переезде: диванные электроники меня убедили, что советские электролитические конденсаторы не живут более 10-15 лет (мерить тогда емкость было нечем). Теперь понятно, что это ложь; и на основе лжи был выброшен целый пакет конденсаторов военной приемки! А из них процентов 60-80 было рабочих; судя по измерениям найденных позднее конденсаторов 20-30-летней давности (2 из 10 потеряли емкость);
- диванные философы вредят миру, влезая в технические специальности. Теперь я вынужден покупать тайваньские конденсаторы, которые с советскими по качеству даже рядом не стоят: больше нет конденсаторов под нужное напряжение - и диванный электроник не возместит мне убытки. Также нужно проверить очередного диванного электроника (а может, и не диванного) с мнением: "несмотря на сохраненную емкость 1000мкФ, советские конденсаторы -->все равно<-- стали плохими, потеряв в каких-то других ТТХ";
- с определенного момента напряжение на нагрузке перестает падать. Этот момент стоит учитывать при расчете емкости; иначе экономия на емкости будет приводить к повышению напряжения;
- с этого же момента сглаживание пульсаций резко замедляет темп и, возможно, останавливается в будущем. Следовательно, формула расчета емкости для конденсатора нелинейна (как минимум зависит от U_пульс или взаимодействием U_нагр с U_пульс); а наращивание емкости сверх нормы будет приносить все меньший результат (и, возможно, нулевой);
- пока из всех предложенных формул наиболее приближенная (с учетом, что зависит от U_пульс): C(мкФ) = 10 · I_нагр(мА) / U_пульс(В). По ней для достижения пульсации 1.8В необходимо поставить 2111мкФ. По другой формуле C(мкФ) = 60 · I_нагр(мА) / U_нагр(В) получается значение 1140мкФ (далеко). Но другая формула линейна и не содержит U_пульс - ее нужно полностью откинуть. И никаких "на каждый ампер XYZ мкФ".

Проверка. Пульсации 4.1В: по опыту - 1000мкФ, по формуле - 927мкФ. 1.8В: по опыту - 2000мкФ, по формуле - 2111мкф. 1.4В: по опыту 3000мкФ, по формуле 2714мкФ. 1.3В: по опыту 4000мкФ, по формуле 2923мкФ. Врет в меньшую сторону, коэффициент 10 корректируется до 11.

Повторная проверка. Пульсации 4.1В: по опыту - 1000мкФ, по формуле - 1019мкФ. 1.8В: по опыту - 2000мкФ, по формуле - 2322мкф. 1.4В: по опыту 3000мкФ, по формуле 2985мкФ. 1.3В: по опыту 4000мкФ, по формуле 3215мкФ. Врет в большую сторону, но незначительно. Нет больше советских конденсаторов К50-29 для проверки: является ли величина 3215мкФ остановкой сглаживания, бессмысленно ли дальнейшее приращение емкости.

Итак, упрощенная формула расчета емкости сглаживающего конденсатора выведена: C(мкФ) = 11 · I_нагр(мА) / U_пульс(В). Но исправны ли советские конденсаторы? Какие пульсации для какого оборудования приемлемы (есть ГОСТ - не могу найти)? Существует ли предел наращивания емкости, какова его формула? Отсечешь одну ~~голову~~ проблему - на ее месте вырастут три...

(добавлено 14.04.2016) Вот это финал! Советские конденсаторы 30-летней давности 1000мкФ/63В оказались чуть-чуть лучше новых тайваньских ECAP (К50-35)! Так что еще один аналитик оказался диванным. И формула второй раз подтвердила свою верность.

Теги:

Обновлено ( 04.07.2016 11:10 )

Статьи по разделам

Статьи по дате (многие всегда актуальны)

Испытано на себе

Творчество

Прочие разделы

Вечно актуальные статьи

Статистика

Последние теги

Самые популярные теги

Самые читаемые теги

Случайные теги

Последние новости