Minimale capaciteit elco

[Iska]

Hi allemaal,

Ik ben bezig met een spanning-/stroombron te ontwerpen. Nu zat ik te denken over de elco die ik nodig zou hebben om de 70V/1A redelijk af te vlakken om een redelijke DC te kunnen vormen. Ik kwam de standaardformule tegen voor rimpel (Vrimpel = Vmax * exp(-t/RC)), maar als ik hier t=1/50, R=70/1, Vmax=70 en Vrimpel=0.25 invul komt er niet echt een logisch getal uit.
Nu is het echter zo dat er volgens mij een handige vuistregel is voor de capaciteit, maar ik ben die vergeten .. Weet iemand misschien die handige vuistregel nog?

[Fish]

je hebt een paar vuistregels, iets van 1000uF per ampere dacht ik, maar dat was alweer een tijdje geleden
dan nemen we aan de je effectieve spanning op de secundaire spoel ook 70 volt is

jij krijgt een waarschijnlijk een onrealistische waarde omdat je een onrealistische (kleine) rimpel verwacht.
wat wil je voeden ?

je tijd is niet 1/50 maar 1/100 na dubbelzijdige gelijkrichting

[Voor 37% gewijzigd door Fish op 28-09-2010 23:31]

[Iska]

fish schreef op dinsdag 28 september 2010 @ 23:26:
je hebt een paar vuistregels, iets van 1000uF per ampere dacht ik, maar dat was alweer een tijdje geleden
dan nemen we aan de je effectieve spanning op de secundaire spoel ook 70 volt is

jij krijgt een waarschijnlijk een onrealistische waarde omdat je een onrealistische (kleine) rimpel verwacht.
wat wil je voeden ?

je tijd is niet 1/50 maar 1/100 na dubbelzijdige gelijkrichting

Thx, die zocht ik idd

Maar als ik een kleine rimpel wil krijg resulteert dit in een kleine capaciteit terwijl dit andersom zou moeten zijn. Ik denk dus dat er iets niet klopt aan die formule (ff prof. vragen)

En over tijd.. je hebt helemaal gelijk

[Fish]

waarom een rimpel van .25 volt? . tamelijk ongebruikelijk namelijk, meestal komt er nog een spanningsregelaar achter

[WVL_KsZeN]

Vrimpel = Vmax * exp(-t/RC)

Is een exponentieel dalende functie, met waarde Vmax op t=0. Met Vrimpel wordt dus de spanning in de tijd bedoeld.

Je moet t=1/100 nemen, en Vrimpel op 70-0,25=69,75 V zetten (Vrimpel is hier dus de minimale spanning die je wilt hebben!). Je begrip van Vrimpel is in dit geval dus verkeerd. Denk trouwens dat je voor een rimpelspanning van 0,25V een verschrikkelijk hoge capaciteit gaat krijgen.

Eigenlijk zou ik Vrimpel hier liever Vmin noemen, met als definitie Vmin = Vmax - Vrimpel.

V(t) = Vmax * e^(-t/RC)
en dan V(1/100) = Vmin oplossen voor C

[Voor 17% gewijzigd door WVL_KsZeN op 29-09-2010 09:14]

[goeievraag]

Bij zo een kleine spanningsdaling kun je er vanuit gaan dat de spanning lineair daalt, omdat je een nagenoeg constante stroom trekt. (Je zit aan het begin van de exponentieele curve)

Dus ΔV=I*Δt/C. Hier 1*.01/C=.25 => C=40mF!! Kan zo uit het hoofd zonder moeilijke exponentielen.

Dit is absurd groot. Daarnaast zorgt het voor zeer grote stroompieken als de wisselspanning op z'n max is. Dit vinden met name trafo's niet leuk, en je kunt daardoor niet het maximale vermogen eruit halen.

[Brahiewahiewa]

Misschien moet je ook even kijken naar de uitgangsspanning van je trafo.
Heb je er al rekening mee gehouden dat de piekspanning √2 maal de nominale spanning is?
(Min 1,5 voor de bruggelijkrichter)
Zoals fish ook al opmerkte, kies je er in zo'n geval voor om een rimpel van een paar volt te accepteren en die weg te werken met een spanningregelaar. Alhoewel een LM7870 niet bestaat, maar daar heb je universele spanningsregelaars voor.
Of kijk anders eens naar Rod Elliot's capacitance multiplier

[Fish]

Brahiewahiewa schreef op woensdag 29 september 2010 @ 13:12:
...
Of kijk anders eens naar Rod Elliot's capacitance multiplier

Figure 2 shows the basic configuration of a capacitance-multiplier filter, where the capacitance appearing at the base of the output device is effectively multiplied by the gain of the device - thus a 1000uF capacitor appears (electrically) to be a 1 Farad (yes, 1,000,000uF) cap, assuming a gain of 1000 in the output device.

ok stel je bouwd zo'n ding hij zal de lading op kunnen slaan in de condensatoren van 4700+1000+1000 ufarad

nou verwacht je de energie van 1 farad waar gaat die vandaan komen als de sinus laag staat en en U*6700 op is?

[Brahiewahiewa]

ok stel je bouwd zo'n ding hij zal de lading op kunnen slaan in de condensatoren van 4700+1000+1000 ufarad

nou verwacht je de energie van 1 farad waar gaat die vandaan komen als de sinus laag staat en en U*6700 op is?

't Gaat niet om de energie; de uitgangsspanning zakt, naar mate de stroom toeneemt.
Maar de relatieve rimpel blijft klein. Om bij het voorbeeld te blijven: in rust gebruikt de klasse A versterker 1 A, de uitgangsspanning is dan 25V, de rimpel 200μV. Als de geluidsproduktie maximaal is trekt-ie 2,5 A, de uitgangsspanning is dan 22V, maar rimpel is nog steeds 200μV

[Fish]

Brahiewahiewa schreef op woensdag 29 september 2010 @ 19:48:
[...]
't Gaat niet om de energie; de uitgangsspanning zakt, naar mate de stroom toeneemt.
Maar de relatieve rimpel blijft klein. Om bij het voorbeeld te blijven: in rust gebruikt de klasse A versterker 1 A, de uitgangsspanning is dan 25V, de rimpel 200μV. Als de geluidsproduktie maximaal is trekt-ie 2,5 A, de uitgangsspanning is dan 22V, maar rimpel is nog steeds 200μV

ok clear, hij maakt er een hele lange (relatief) laagfrequente rimpel ipv een 50Hz rimpel

[Frank__B]

fish schreef op dinsdag 28 september 2010 @ 23:26:
je hebt een paar vuistregels, iets van 1000uF per ampere dacht ik, maar dat was alweer een tijdje geleden
dan nemen we aan de je effectieve spanning op de secundaire spoel ook 70 volt is

Hmm, bij ons op school was het altijd 2000µF per Ampère. Dit heb ik ook altijd aangehouden bij mijn voedingen.

[naftebakje]

Over het berekenen ervan kan ik niet meteen een voorbeeldje geven, maar als je zo'n lage rimpel wil zal je met een enkele elco niet toekomen als je de prijs in rekening brengt. Hiervoor kan je betere filters maken dan de RC die je maakt met een elco en de interne weerstand van de secundaire van je trafo.
Als je zoekt op pi-filters dan vind je wel voorbeelden, daarbij ga je op de gelijkgerichte spanning een eerste elco zetten, daarna een spoel in serie, en dan nog eens een elco. Beide elco's opgeteld kunnen dan een lagere capaciteit hebben dan de enkele elco die je nodig hebt om even goed af te vlakken: de eerste elco zal een flink lagere rimpel creëren (maar nog niet zo weinig als je wil bereiken), de spoel zal de stroom zo constant mogelijk houden (zal dus de rimpel op de eerste elco ontkoppelen), en de erop volgende elco zal nog eens de weinige rimpel die overblijft extra afvlakken. Je kan zelfs nog een spoel en elco aan toevoegen, tot je de gewenste lage rimpel hebt.
Voordeel is dat je goedkoper een beter gedrag (lagere rimpel) hebt bij constante stroomvraag, nadelig is dat je bij stroompieken minder capaciteit ter beschikking hebt, dus je een slechtere transient response krijgt.

[Voor 5% gewijzigd door naftebakje op 02-10-2010 13:35]