/       /       /    Как рассчитать емкость гасящего конденсатора простого блока питания


Как рассчитать емкость гасящего конденсатора простого блока питания

Блок питания с гасящим конденсатором представляет собой простейший вариант запитать какое нибудь маломощное устройство.

При всей своей простоте он имеет и два минуса:
1. Он гальванически связан с сетью! потому такие БП используются там, где нет вероятности прикосновения к контактам.
2. Такой Бп имеет не очень большой выходной ток. При увеличении выходного тока надо увеличивать емкость гасящего конденсатора и его габариты становятся существенными.

Внимание, будьте очень аккуратны, не прикасайтесь к контактам этого БП когда он включен.

Простейшая схема данного БП выглядит так:
Как рассчитать емкость гасящего конденсатора простого блока питания

Как можно увидеть из схемы, последовательно с сетью стоит конденсатор. Он то и является балластом,, на котором гасится часть напряжения.
Конденсатор не пропускает постоянный ток, но так как в сети переменный и конденсатор в итоге постоянно перезаряжется, то и получается, что в таком случае ток на выходе есть. Причем сила тока напрямую зависит от емкости конденсатора.

Собственно потому для расчета емкости конденсатора необходимо знать как минимум выходной ток нашего будущего БП, причем надо учесть и потребление стабилизатора, обычно это несколько мА.

И так. Есть две формулы, сложная и простая.
Сложная - подходит для расчета при произвольном выходном напряжении.
Простая - подходит в ситуациях, когда выходное напряжение не более 10% от входного.
I - выходной ток нашего БП
Uвх - напряжение сети, например 220 Вольт
Uвых - напряжение на выходе БП (или до стабилизаторе если такой есть), например 12 Вольт.
С - собственно искомая емкость.
Как рассчитать емкость гасящего конденсатора простого блока питания

Например я хочу сделать БП с выходным током до 150мА. Пример схемы приведен выше, вариант применения - радиопульт с питанием 5 Вольт + реле на 12 Вольт.
Подставляем наши 0.15 Ампера и получаем емкость 2.18мкФ, можно взять ближайший номинал из стандартных - 2,2мкФ, ну или "по импортному" - 225.
Как рассчитать емкость гасящего конденсатора простого блока питания

Все как бы вроде хорошо, схема простая, но есть несколько минусов, которые надо исключить:
1. Бросок тока при включении может сжечь диодный мост.
2. При выходе из строя конденсатора может быть КЗ
3. Если оставить как есть, то вполне можно получить разряд от входного конденсатора, так как на нем может долго присутствовать напряжение даже после отключения БП от сети.
4. При снятии нагрузки напряжение на конденсаторе до стабилизатора поднимется до довольно большого значения.


Решения:
1. Резистор R1 последовательно с конденсатором
2. Предохранитель 0.5 Ампера.
3. Резистор R2 параллельно конденсатору.
4. Супрессор на 12 Вольт параллельно конденсатору после диодного моста. Я не рекомендую здесь использовать стабилитроны, супрессоры рассчитаны на большую мощность рассеивания и схема будет работать надежнее.

На схеме красным цветом я выделил новые компоненты, синим - небольшое дополнение в виде светодиода.
Как рассчитать емкость гасящего конденсатора простого блока питания

Но гасящие конденсаторы используют часто и в дешевых светодиодных лампах. Это плохо, так как у таких ламп меньше надежность и часто высокие пульсации света.
Ниже упрощенный вариант схемы такой лампы.
Как рассчитать емкость гасящего конденсатора простого блока питания

Попробуем рассчитать емкость для такого применения, но так как напряжение на выходе будет явно больше чем 1/10 от входного, то применим первую формулу.
В качестве выходного напряжения я заложил 48 Вольт, 16 светодиодов по 3 Вольта на каждом. Конечно это все условно, но близко к реальности.
Ток - 20мА, типичный максимальный ток для большинства индикаторных светодиодов.

У меня вышло, что необходим конденсатор емкостью 0.298 мкФ. Ближайший из распространенных номиналов - 0.27 или 0.33мкФ. Первый встречается гораздо реже, а второй уже будет давать превышение тока, потому можно составить конденсатор из двух параллельных, например по 0.15мкФ. Пир параллельном включении емкость складывается.
Как рассчитать емкость гасящего конденсатора простого блока питания

С емкостью разобрались, осталось еще пара моментов:
1. Напряжение конденсатора
2. Тип конденсатора.

С напряжением все просто, можно применить конденсатор на 400 Вольт, но надежнее на 630, хоть они и имеют больше размер.

С типом чуть сложнее. Для такого применения лучше использовать конденсаторы, которые изначально предназначены для такого использования, например К73-17, CL21, X2
На фото конденсатор CL21
Как рассчитать емкость гасящего конденсатора простого блока питания

А это более надежный вариант, не смотрите что на нем указано 280 Вольт, у него это значение переменного действующего напряжения и он будет работать надежнее, чем К73-17 или CL21.
Как рассчитать емкость гасящего конденсатора простого блока питания

Такие конденсаторы могут выглядеть и так
Как рассчитать емкость гасящего конденсатора простого блока питания

А вот теперь можно еще раз внимательно посмотреть, что надо для того, чтобы собрать такой "простой" блок питания и решить, нужен ли он.
В некоторых ситуациях да, он поможет, но он имеет кучу минусов, потому на мой взгляд лучше применить просто небольшой импульсный блок питания, который уже имеет стабилизированное выходное напряжение, гальваническую изоляцию и больший выходной ток.
Как пример таких блоков питания я могу дать ссылку на подробный обзор четырех вариантов, с тестами, схемами и осмотров.
Как рассчитать емкость гасящего конденсатора простого блока питания

Но можно поступить еще лучше. Сейчас получили распространение монолитные блоки питания. По сути кубик, в котором находится миниатюрный БП
Например HLK-PM01 производства Hi-link, стоимостью около двух долларов за штуку.
Как рассчитать емкость гасящего конденсатора простого блока питания

Или их китайский аналог TSP-05 производства Tenstar robot. Они немного дешевле, 1.93 доллара за штуку.
Практика показала, что качество у них сопоставимое.
Как рассчитать емкость гасящего конденсатора простого блока питания

Как я писал выше, они представляют из себя импульсный Бп в модульном исполнении. БП в пластмассовом корпусе залитый эпоксидной смолой.
Выпускаются на разные напряжения и способны поддерживать его на довольно стабильном уровне.
Как рассчитать емкость гасящего конденсатора простого блока питания

Внутренности поближе, на фото вариант от Hi-link
Как рассчитать емкость гасящего конденсатора простого блока питания

На этом вроде все. Надеюсь, что статья была полезна, постараюсь и в будущем находить интересные темы. Также интересны пожелания, что хотелось бы видеть в рубрике - Начинающим.
Эту страницу нашли, когда искали:
какое сопротивление должно стоять на конденсаторе в бп, блок питания уменьшить ёмкость входного конденсатора, как подобрать баластный конденцатор, расчет гасяшего конденсатора на большую нагрузку, конденсатор гасящий тип, холодильник электролюкс гасящий конденсатор 1,2/10, как расчитать емкость сетевого конденсатара в импульсном, как рассчитать ёмкость конденсатора для светодиодов, расчет+гасящего+конденсатора+, расчет гасяшего кондесатора, конденсаторный блок питания на 5 вольт, бп на гасящей емкости, блок питания расчет сопротивления заряд конденсатора, как подбирать гасящие конденсаторы, гасящие конденсаторы параллельно

Вас может заинтересовать

Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым часть 2
Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым часть 2
DC-DC преобразователь, как это иногда бывает.
DC-DC преобразователь, как это иногда бывает.
ICL7660, еще одна полезная микросхемка.
ICL7660, еще одна полезная микросхемка.
Недорогой и удобный DC-DC преобразователь.
Недорогой и удобный DC-DC преобразователь.

Комментарии: 17

  1. очень интересна была бы тема подсветки лестницы с емкостным датчиком под ступенькой
    --------------------
    Продам гараж
    6 февраля 2017 00:33
    ЦитироватьОтветить
    1. Самое сложное в данном случае сам датчик, а вернее надежность его срабатывания, особенно если человек идет не босыми ногами.
      6 февраля 2017 12:03
      ЦитироватьОтветить
      1. вот в этом вся и проблема, не могу найти датчик. ИК не хочется
        --------------------
        Продам гараж
        8 февраля 2017 16:04
        ЦитироватьОтветить
        1. Так и есть, ИК работать будет, но куда менее эстетично чем емкостной. confused 
          9 февраля 2017 04:19
          ЦитироватьОтветить
  2. Денис
    0
    Здравствуйте,не могли бы вы рассказать о том,как рассчитываются/подбираются термисторы для ограничения тока заряда кондёров в БП.
    1. По большому счету там не такой уж большой выбор вариантов. Обычно 5-10 Ом и диаметр 10-15мм.
      Выбор зависит от мощности БП и пускового тока. Возможно напишу небольшую статью на эту тему.
  3. DarkDaemon
    0
    Интересная статья. Два вопроса:
    1. Хотелось бы чуть подробнее узнать про супрессор. Что он делает в данной схеме, как работает, какой лучше выбрать.
    2. При расчете конденсатора вы написали, что больший номинал "будет давать превышение тока". Это как так? Неужели этот блок питания типа CC?
    19 марта 2017 01:56
    ЦитироватьОтветить
    1. 1. Супрессор это по сути мощный стабилитрон, в данном случае как защита если нагрузку совсем сняли, чтобы напряжение на фильтрующем конденсаторе не поднялось до заоблачных величин :)

      2. Формально последовательно включенный конденсатор и дает режим СС. Т.е. ток не сильно меняется при изменениях напряжения на нагрузке. Если на выходе поставить стабилизатор, то напряжение на входе у него будет сильно зависеть от нагрузки, потому и рекомендуется ставить супрессор.
      19 марта 2017 21:59
      ЦитироватьОтветить
  4. Смайк
    0
    Вот зачем дурить людей!? Приведённая автором формула неверна для рассмотренных схем (с электролитом на выходе выпрямительного  моста).
    Правильная формула:
    Iсредн=4*Fсети*Cбаластн*(1.41*Uсети эфф-Uнагрузки)
    31 августа 2017 04:43
    ЦитироватьОтветить
    1. Во первых, давайте будем спокойнее, не надо грубить.
      Во вторых. Формула из какого-то справочника, я ее просто привел в более аккуратный внешний вид, а не стал размещать в виде фото.
      В третьих, Ваша формула также работает, я ради интереса посчитал, при емкости 1мкФ по Вашей формуле выходит ток 0.06А. Потом задал тот же ток в формулу, которая в статье, вышло что для такого тока надо ставить емкость 0.872мкФ.
      Т.е. выходит, по Вашей формуле 1мкФ, по той, что в статье 0.872мкФ. Сильно большая разница? Для справки, разница на уровне  точности самих конденсаторов.

      Формулой, которая в статье я долгое время пользовался сам, меня она более чем устраивает.
      31 августа 2017 12:08
      ЦитироватьОтветить
  5. micro
    0
    Объясните, от куда взялась цифра 3200  в формуле?
    21 сентября 2017 07:56
    ЦитироватьОтветить
    1. Если честно, то сам не знаю. Подозреваю, что в данном случае это некая константа, зависящая от частоты, а так как частота незименна, то вывели что будет 3200.
      21 сентября 2017 18:39
      ЦитироватьОтветить
  6. ЮныйРадиолюбитель
    +1
    Цитата: kirich
    Если честно, то сам не знаю. Подозреваю, что в данном случае это некая константа, зависящая от частоты, а так как частота незименна, то вывели что будет 3200.

    Эх вы!
    С большим интересом читаю ваши статьи, учусь у вас, но тут вы меня просто сразили наповал. Формулы здесь писать неудобно, поэтому вот так вот:
    1/(2 x Pi x f), умножаете на 1E6 (множитель микрофарад) получаете 3183, округленно 3200.
    Pi - число пи 3.14159..., f - частота тока, 50 Гц.   
    3 октября 2017 15:25
    ЦитироватьОтветить
    1. Большое спасибо за подсказку.
      Увы, с формулами у меня вечно сложности, многие вещи просто знаю, а как они получены... :(
      Да и как Вы понимаете, невозможно знать все, тем более специального образования у меня нет.
      3 октября 2017 15:31
      ЦитироватьОтветить
  7. Здравствуйте. Никак не получается по второй формуле прийти к ответу 0,029мФ.
    Подскажите, как Вы пришли к этому ответу?
    Школу давно закончил, похожих задач найти не получилось.
    12 октября 2017 17:29
    ЦитироватьОтветить
    1. Так там 0.29, а не 0.029, сейчас пересчитал, все сходится.
      12 октября 2017 19:36
      ЦитироватьОтветить
      1. Спасибо. Разобрался.
        12 октября 2017 21:19
        ЦитироватьОтветить

Добавить комментарий

Ваше имя:
Ваш e-mail:

Текст комментария:
Секретный код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив