/       /       /    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 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.


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.


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.


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.


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. При параллельном включении емкость складывается.


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


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.


Такие конденсаторы могут выглядеть и так


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.


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.


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 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.


Внутренности поближе, на фото вариант от Hi-link


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:
какой емкости стоит конденсатор на входе гирлянды, вместо светодиода конденсатор, разрядные сопротивления для конденсаторов блока питания, можна ли конденсатором уменьшить напряжение на бп, конденсатор на блок питания расчет, как рассчитать шунтирующее емкость, расчет токоограничительного сопротивления зарядного устройства, какой надо конденсатор для получения 6 в с 12 в, ток через конденсатор емкостью 0.1 мкф на частоте 50 гц, емкость конденсатора на входе бп 400 вольт, как работает токоограничивающий конденсатор 220в, расчет конденсатора и резистора для кулера 12 вольт, какая емкость конденсаторов должна быть в выпрямителе блока питания, сколько вольт выдержит конденсатор на 50v 220mf, ограничение тока электролитическим конденсатором зависимость, как расчитать делитель постоянного напряжения на резисторах и конденсаторах с 12вольт на 6 вольт током нагрузки 1 ампер, сколько вольт должен быть электролитическии конденсатор вблоки питание, токоограничитель на конденсаторе, насколько вольт дожны быть канденсаторы в блоке питания, подбор конденсатора для выпрямитель 24 вольт, ограничение напряжения с помощью конденсатора, расчет источника питания с гасящей rc цепочкой в цепи переменного тока, как посчитать в переменном токе гасящий конденсатор, расчет гасящего конденсатора для питания лед диодов от сети 220в, подобрать конденсатор в замен токоограничивающего резистора

Товары по сниженной стоимости


Вас может заинтересовать


Товары по сниженной стоимости


Комментарии: 47

  1. очень интересна была бы тема подсветки лестницы с емкостным датчиком под ступенькой
    --------------------
    Продам гараж
    #1: 6 февраля 2017 00:33
    1. Самое сложное в данном случае сам датчик, а вернее надежность его срабатывания, особенно если человек идет не босыми ногами.
      #2: 6 февраля 2017 12:03
      1. вот в этом вся и проблема, не могу найти датчик. ИК не хочется
        --------------------
        Продам гараж
        #3: 8 февраля 2017 16:04
        1. Так и есть, ИК работать будет, но куда менее эстетично чем емкостной. confused 
          #4: 9 февраля 2017 04:19
  2. Денис
    0
    Здравствуйте,не могли бы вы рассказать о том,как рассчитываются/подбираются термисторы для ограничения тока заряда кондёров в БП.
    #5: 3 марта 2017 08:05
    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.
      #6: 3 марта 2017 15:47
  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?
    #7: 19 марта 2017 01:56
    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.
      #8: 19 марта 2017 21:59
  4. Смайк
    +5
    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)
    #9: 31 августа 2017 04:43
    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.
      #10: 31 августа 2017 12:08
    2. belarus
      +1
      я вот тоже читал коменты и никто не обратил внимания на этот косяк автора .Считать нужно амплитудное напряжение 220*1.44 то есть 311 вольт.а лучше 320 потому что в розетках 230 в. обычно
      #11: 26 ноября 2019 18:35
  5. micro
    +1
    Объясните, от куда взялась цифра 3200  в формуле?
    #12: 21 сентября 2017 07:56
    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.
      #13: 21 сентября 2017 18:39
  6. ЮныйРадиолюбитель
    +6
    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.   
    #14: 3 октября 2017 15:25
    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.
      #15: 3 октября 2017 15:31
  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.
    #16: 12 октября 2017 17:29
    1. Так там 0.29, а не 0.029, сейчас пересчитал, все сходится.
      #17: 12 октября 2017 19:36
      1. Спасибо. Разобрался.
        #18: 12 октября 2017 21:19
  8. Денис
    0
    Здравствуйте. Подскажите пожалуйста как рассчитать параметры сопротивлений r1, r2.
    #19: 13 февраля 2018 11:35
    1. В большинстве ситуаций их не надо рассчитывать, там разброс может быть в разы и можно поставить такие, как указаны в примерах.
      #20: 15 февраля 2018 22:57
  9. Андрей
    0
    А попроще формулы расчета нету ? Обсеришься вычислять  disappointed_relieved 
    #21: 17 сентября 2018 18:44
    1. Так ничего сложного там нет, напишите что надо посчитать, покажу как это делать на Вашем примере.
      #22: 18 сентября 2018 03:35
  10. Олег
    -1
    А какого типа конденсатор установлен под номером с2 электролит или что
    #23: 23 октября 2018 13:04
    1. Да, обычный электролит.
      #24: 29 октября 2018 11:05
      1. Олег
        0
        А можно поподробнее о номинале их емкость и вольтаж
        #25: 19 ноября 2018 16:15
        1. Напряжение зависит от напряжения на выходе, емкость от тока нагрузки.
          Напряжение ставим с запасом, например при питании 40 Вольт конденсатор на 63, при 60 лучше поставить на 100 Вольт.
          Емкость исходя из 1000мкФ=1 Ампер, но можно емкость увеличить, будет лучше.
          #26: 22 ноября 2018 11:59
  11. Олег
    0
    А можно поподробнее о номинале их емкость и вольтаж
    #27: 13 ноября 2018 03:16
  12. BuxarNET
    0
    Цитата: kirich
    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.

    Интересно почему когда светодиодов много, в формулу вносится ток только одного?
    да и по подсчете ваши 0,02 тока и 48 напряжения у меня получается 0,372093023256 а не как у вас
    #28: 13 ноября 2018 19:37
    1. Светодиоды у лампочек включены последовательно, потому ток одного равен току всей ветки.
      #29: 14 ноября 2018 20:47
  13. Владимир
    0
    Здравствуйте.
    Можете мне помочь разобраться с мощностью требуемого гасящего конденсатора? Знаю, что измеряется она в ВАр-ах.
    Если представить такой блок питания на выходной ток 10 А или 20 А или больше, то какая мощность будет прокачиваться через конденсатор? Какой конденсатор надо тогда поставить?
    Зависит ли эта мощность от частоты? 50 Гц или 400 Гц - разница есть?
    #30: 15 декабря 2018 18:56
  14. Neo
    +2
    Цитата: Смайк

    Формула вполне правильная. Единственно то, что первоисточник решил 3183 округлить до 3200. 3183 получается если в расчетах вместо Пи использовать не 3,14 а все число полностью. Возьмите за основу формулу напряжения на конденсаторе Uc=Ic*Xc. Uc это не что иное как Uвх-Uвых. Xc=1/w*C=1/2*ПИ*f*C. Все переменные в СИ. И если вы приведете эту формулу для вычисления емкости в МИКРОФАРАДАХ, а не фарадах как это изначально предусмотрено, то вы получите коэффициент 3183 или 3200.
    С уважением ко всем участникам этого замечательного сообщества!
    #31: 28 декабря 2018 11:42
  15. Алекс
    0
    От сети 220 в через спираль на 75 ватт, 670 ом подключён моторчик в термопоте на 12-36в. шунтирован диодом 3 а. 600 в. я хотел бы отказаться от подогрева так как спираль перегорела и поставить конденсатор для работы подачи воды. как определить ёмкость ?


     Вот схема где надо обойти спираль и поставить кондёр для работы помпы.
    #32: 10 апреля 2019 20:53
    1. Что-то мне подсказывает, что вряд ли получится, в любом случае надо знать ток потребления помпы 
      #33: 6 мая 2019 01:21
  16. Андрей
    0
    Здравствуйте!
    А подскажите, пожалуйста, если я хочу подключить светодиодную ленту, например, марки 5050 на 12В, которая режется минимум по 3 светодиода. Количество светодтодом, допустим 78 штук. Под корнем получается отрицательное число. Как правильно тогда считать? По первой формуле?
    #34: 17 апреля 2019 14:45
    1. Придется сначала переподключить светодиоды последовательно, получится 78\3=26 кусочков по 12 Вольт.
      26х12=312 Вольт.

      я бы наверное поставил просто блок питания, либо как вариант - сделать на 26 кусочков по 3, а 2 по 13 включенных параллельно.
      #35: 6 мая 2019 01:23
      1. A.V.
        0
        В этом случае можно без гасящего конденсатора. Диодный мост на напряжение  400 В , электролитический конденсатор после моста на 450 В. Перед мостом - дроссель от компьютерного блока питания для ограничения броска тока при включении. Количество цепочек светодиодов можно взять 27 или 28 - напряжение на каждую цепочку будет меньше 12 В - меньше нагрев светодиодов.
        С уважением.
        #36: 10 июня 2019 16:59
  17. Зануда
    0
    Здравствуйте.
    Откуда на первой картинке 12-18Вольт на верхнем выводе?
    По второму расчету правильно ли я понял что на выходе диодного моста должно получиться 48В при данном конденсаторе?
    Использовать супрессор вместо стабилитрона по-моему плохая затея)
    Параллельно выходному электролиту я бы еще воткнул керамику на 0.1мкф.
    #37: 14 июня 2019 14:56
  18. Алексашка
    0
    Спасибо Вам за статью, доходчиво и ясно! =)
    Хочется только возразить насчёт рекомендуемого конденсатора (который MEX-X2). Работал я когда-то на производстве электросчётчиков, так такие конденсаторы мы мешками меняли на счётчиках, вернувшихся по гарантии, у всех со временем падала ёмкость. Такие и ещё какие-то, тип уже не помню. И дело не в какой-то бракованной партии, тип X2 вообще предназначен для подавления помех. А вот старые добрые синие К73-17 очень даже хорошо себя зарекомендовали в такой роли.

    Спасибо Вам за статью, доходчиво и ясно! =)
    Хочется только возразить насчёт рекомендуемого конденсатора (который MEX-X2). Работал я когда-то на производстве электросчётчиков, так такие конденсаторы мы мешками меняли на счётчиках, вернувшихся по гарантии, у всех со временем падала ёмкость. Такие и ещё какие-то, тип уже не помню. И дело не в какой-то бракованной партии, тип X2 вообще предназначен для подавления помех. А вот старые добрые синие К73-17 очень даже хорошо себя зарекомендовали в такой роли.
    #38: 23 июля 2019 17:05
    1. Вообще конденсаторы Х типа вполне могут использоваться в качестве гасящих, суть то та же, в обоих случаях конденсатор стоит параллельно сети, только в случае гасящего последовательно с ним есть еще элементы. 
      #39: 26 июля 2019 01:41
  19. Александр
    +1
    БРЕД. Либо сгорит, либо даст недостаточный ток.
    #40: 14 августа 2019 22:04
    1. Это Вы о чем конкретно?
      #41: 20 августа 2019 02:37
  20. Astron
    0
    Никаких супрессоров! Они рассчитаны на большой ток, но только импульсный, при постоянном воздействии быстро вырабатывают ресурс и выходят из строя! Только стабилитрон. А вообще, на сайте изиэлектроникс есть наиболее полная статья по конденсаторному питанию с формулами и подробными обьяснениями, лучше в рунете пока не встречал.
    #42: 4 сентября 2019 17:48
    1. Где написано что они не рассчитаны на постоянную работу как стабилитрон?
      #43: 7 сентября 2019 03:40
  21. Валерий
    0
    Собираюсь сделать похожий блочёк на 130 Вольт со стабилитроном КС630А для светильника. На входе думаю поставить филтр помех от компа или телека.
    #44: 7 ноября 2019 23:08
  22. Давненько уже пользуюсь эмпирической формулой: 70 мА потребляемого тока соответствует 1 мкФ емкости гасящего конденсатора (для U вых до 27В), для выходного напряжения выше 30В лучше вычислять по полной формуле.
    #45: 27 декабря 2019 11:25
  23. https://meanders.ru/c_vmesto_r.shtml
    Вот тут расписано всё по максимуму, без взятых неизвестно откуда констант и с примерами.
    X1/X2 конденсаторы только не надо в таком включении использовать. Заметил что спустя время они очень часто теряют емкость. Иногда почти в ноль. Ничего ужасного не будет, ток просто упадет, но намного проще использовать другие типы без подобных проблем. Типа как красные с первого фото или синие аналогичной формы "рулон в подушке".
    #46: 19 января 2020 20:09
    1. А эти X1/X2 конденсаторы были в термоусадке ? Под "низ" конденсаторов смотрели ?
       Часто производители БП, стали прямо на выводы этих конденсаторов, под "низ", паять резисторы от 680кОм и больше (1-2 МОм, для разрядки).  На компьютерных БП, эти X1/X2 конденсаторы часто в термоусадке (их лепят на входной разъём). Люди начинают проверять его ёмкость - а там по нулям.
      А про резистор на этих конденсаторах, даже и не подозревают/ не смотрят. Соответственно, сразу мнение, что эти X1/X2 конденсаторы это просто хлам. Потом снимали термоусадку, или просто видели, что там (снизу) резистор напаян на выводы.
      #47: 20 января 2020 16:47

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.