Zasilacz anodowy - jak obliczyć ?

[boxpl]

Powiedzcie proszę jak obliczacie trafo sieciowe dla zakładanego prądu obciążenia ?
Najlepiej przykład - zasilacz dla SE dający napięcie wyjściowe 250V pod obciążeniem 100 mA.
Sprawność trafo oraz spadki napięć na prostowniku i filtrze jak również wahania napięcia w sieci narazie pomijam.
Takie trafo, bez obciążenia, będzie dawało napięcie wyższe (bieg jałowy) niż 250V*1,41 czyli wyższe niż 352V.
Zasilacz obciążony prądem 100mA powinien dać co najmniej 250V. Ale tak najczęściej nie jest.
Dla małych mocy zasilacza, powiedzmy do 50W, napięcie wyjściowe jest w najlepszym wypadku o kilka Volt niższe niż 250V.
Dla większych mocy jest dokładnie odwrotnie, tzn. wyjściowe napięcie jest większe od 250V i to sporo.
Spotkałem się z informacją, że dla wyliczenia napięcia w tym drugim przypadku stosuje się mnożnik 1.1, 1.25 a nawet 1.3.
Wtedy wygląda to np. tak ~250V * 1.25 = 312V (ciągle dla znamionowego obciążenia).
Taki wynik już jest bliższy rzeczywistemu napięciu jakie mi daje taki zasilacz.
Jak Wy to liczycie aby w finale napięcie róźniło się od wyliczonego co najwyżej kilka Voltów ?

[Piotr]

!
przede wszystkim odwrotnie: napięcie za prostownikiem będzie wyższe niż na transformatorze. oczywiście dla filtra pojemnościowego. jeżeli nie ma po drodze rezystorów, prostownik jest krzemowy, a pojemności duże, to spokojnie można przyjąć współczynnik sqrt2 dla napięcia podawanego pod obciążeniem.

widzę, że robisz singla na EL34, prawda?
współczynniki dla przeliczeń są zależne głównie od konstrukcji filtra. sprawa komplikuje się nieco, gdy prostownik jest lampowy...

[boxpl]

Piotrze, bardzo proszę - przeczytaj to co napisałem powyźej jeszcze raz, uważnie

[Piotr]

fakt, jestem dziś zmęczony, ale nie rozumiem.
piszesz o zasilaczu 250V i transformatorze ca350V, prawda?
a będzie odwrotnie. z transformatora 250V dostaniesz 350V po wyprostowaniu.
co przeoczyłem?

[boxpl]

Dokładnie tak ma być. Napięcie zasilacza bez obciażenia = 352V, pod obciążeniem (teoretycznie) 250V. To jednak zależy już od czegoś co próbuję ustalić. Na początek na pewno zależy od mocy trafo. Dla małych mocy nie wychodzi (pod obciążeniem) oczekiwane 250V. Daje znać o sobie sprawność. Dla większych mocy jest odwrotnie. Napięcie obciążonego zasilacza to nie oczekiwane 250V ale więcej, jednak na pewno mniej niż 250*1,41.
Próbuję ustalić jakiś mnożnik dla napięcia zmiennego, który dawał by wynik jak w rzeczywistych warunkach. A pytam jak inni wyliczaja napięcie wtórne trafo w takim kontekście ?

[Piotr]

co masz na myśli mówiąc 'przy większej mocy'?
czy masz dwa różne fizyczne (zbudowane) zasilacze?
wtedy schemat rozwieje wątpliwości.

jeżeli pod obciążeniem napięcie spada z 350 do 250V, to znaczy, że prostownik jest lampowy, albo jest szeregowy rezystor. a jeżeli spada jeszcze bardziej, to wygląda na filtr o wejściu indukcyjnym.

moc transformatora, jeżeli tylko nie jest przekroczona nie ma tu większego znaczenia.

[boxpl]

co masz na myśli mówiąc 'przy większej mocy'?

200W-400W

czy masz dwa różne fizyczne (zbudowane) zasilacze?
wtedy schemat rozwieje wątpliwości.

Ale Piotrze to nie ma kompletnie znaczenia. Zasilacz, o którym mówię to trafo + rectifier (Lampa, graetz) + filtr (CLC, CRC). Zakładasz dajmy na to na wyjściu 250V/100mA i dajesz do zrobienia trafo gdzie SEC=~250V/100mA. Montujesz prostownik, filtr, obciążenie a tu.... żadne tam 250V/100mA ! Tylko np. 290/100mA.

jeżeli pod obciążeniem napięcie spada z 350 do 250V, to znaczy, że prostownik jest lampowy, albo jest szeregowy rezystor. a jeżeli spada jeszcze bardziej, to wygląda na filtr o wejściu indukcyjnym.

Też nie w tym rzecz. Spadek napięcia na diodzie prostowniczej łatwo zdjąć z charakterystyki lampy. Nie tu chodzi o żadne konkretne rozwiązanie. Przyjmij układ: trafo + mostek prost. + kondensator i obciążenie.
Usiłuję ustalić sposób wyliczania trafo biorąc za wyjściowe dane napięcie i prąd projektowanego zasilacza.
Zresztą ja nie oczekuję gotowca. Chcę wiedzieć jak inni obliczają trafo aby nie korygować później napięcia wyjściowego np za pomocą RC.

[Ukaniu]

Usiłuję ustalić sposób wyliczania trafo biorąc za wyjściowe dane napięcie i prąd projektowanego zasilacza.
Zresztą ja nie oczekuję gotowca. Chcę wiedzieć jak inni obliczają trafo aby nie korygować później napięcia wyjściowego np za pomocą RC.

W przypadku filtru z wejściem C - spadek napięcia na diodzie próżniowej wynika pośrednio z prądu wyjściowego - bo przy takiem rozwiązaniu prad płynący jest odkształcony (względnie dość wysokie impulsy). Do tego dodaje się spadek na rezystancji uzwojenia też od tego naszego odkształconego prądu ustala dopuszczalne tętnienia na wyjściu i liczy.
Stosuje się metody graficzne z poradników , np moetoda Terentiewa.
Lub symulator układów , lub kartkę i wypisuje równiania i liczy na piechotę (charakterystyki diody sobie można z Hennela spisac) dochodząc do krzywych z poradników
Diody krzemowe mają względnie stały spadek - pomijalny - probelmem jest tylko nasz odkształcony prąd odkładajcy spadek napięcia na rezystancji uzwojenia która jest dość duża. Wejście indukcyjne jest lepsze, bo tam prąd jest w amiarę stały, spadki liczy się łatwo.

AAA i zapomniałem dopisać, w dzisiejszych czasach kiedy napięcie sieci jest odkształcone przez zasilacze impulsowe bez układu korekcji współczynnika mocy biernej (pobierające prąd w szczytach - też prostownik z wejściem C) bywa iż mimo, że RMS jest 230V to szczyt - obcięty i prostownik z wejściem C potrafi mieć nawet 20%! mniejsze napięcie na wyjściu mimo iż prawidłowo policzony (publikowałem gdzieś w internecie zdjęcie przebiegu napięcia sieci z jednego z akademików w Wawie) Tutaj też lepszy filtr z wejściem L bo on bierze wartość średnią, bliższą w tym przypadku stałemu RMS'owi.
Suma sumarum przy dzisiejszym stanie sieci, jak chcesz mieć precyzyjnie musisz stabilizować aktywnie.

Pozdrawiam Łukasz Długosz

[Piotr]

no więc ja robię to tak:
1. prostownik krzemowy. spadek napięcia na prostowniku jest pomijalny. transformator ma napięcie jałowe zasilacza /sqrt2, pojemności są duże (rzędu 220uF). flitr CLC praktycznie nie powoduje znaczącej zmiany pod obciążeniem, dla CRC prawo Ohma jest w mocy i dotyczy również oporności stałoprądowych transformatora i dławika.

2. prostownik próżniowy. odczytuję z charakterystyki lampy wymagane napięcie wtórne transformatora przy zadanym napięciu wyjściowym, prądzie, rezystancji szeregowej i pojemności pierwszego kondensatora.

nigdy nie miałem problemów.
trzeba tylko uważać aby filtr CLC/CRC prostownika lampowego nie miał za małych wartości L/R, bo wtedy wartość pierwszego kondensatora filtru z punktu widzenia lampy zwiększy się, a napięcie wzrośnie.

[Retroman]

[quote]
Usiłuję ustalić sposób wyliczania trafo biorąc za wyjściowe dane napięcie i prąd projektowanego zasilacza.
Zresztą ja nie oczekuję gotowca. Chcę wiedzieć jak inni obliczają trafo aby nie korygować później napięcia wyjściowego np za pomocą RC.[quote]
Witam
Jestem właśnie na etapie liczenia nowego transformatora sieciowego a po wykonaniu już jednego, którego sam zaprojektowałem. Mozna tu podejść na kilka sposobów. Może najpierw typowo praktyczny. Dysponujemy jakimś trafem, które mamy już nawinięte. Znamy jego obciążenie po stronie "anody". Najpierw obciążamy same trafo takimi oporami jakie wynikną z napięć i prądów pobieranych z tych uzwojeń. Jest to wprawdzie oczywiste ale ta informacja jest nam potrzebna do ustalenia napięcia zmiennego (dokładnie wartości skutecznej napięcia przemiennego 50Hz).
Napięcie przemienne na uzwojeniu anodowym nie powinno mieć większego wzrostu niż o 10% po zdjęciu obciążenia, ale tylko z tego uzwojenia. W przeciwnym wypadku trafo to będzie się zbyt mocno nagrzewało. Inną sprawą jest wzrost napięcia na kondensatorach filtra dolnoprzepustowego FDP po mostku diodowym. Jak wiemy bez szeregowych elementów RL po drodze i tylko z samym kondensatorem wzrost napiecia nastąpi do wartosci 1,41 wartosci napięcia skutecznego mierzonego na transformatorze (bez obciążenia anodowego). Jest to powszechnie wiadome. Jeżeli teraz właczymy obciążenie anodowe to napiecie nawet bez szeregowych elementów RL będzie się zawierać pomiedzy 1 a 1,4 wartości napiecia skutecznego (zależy od Robc i pojemności C filtra), ale też nie jest to tak dokładnie. Mianowicie na wyjściu prostownika mamy sygnał sinusoidy wyprostowanej dwupołówkowo i składowa stała tego sygnału jest ściśle określona, mianowicie wynosi ona 0,637 Um (wartości maksymalnej).
Jeżeli więc poprzednio zmierzyliśmy powiedzmy napięcie 200Vsk. to mieliśmy 282V wartości szczytowej. Stąd owe 0,637*282 daje nam 180V i tyle powinno być za prostownikiem bez kondensatora i obciążenia. Natomiast z kondensatorem i bez obciążenia wzrośnie do 282V. Jeżeli teraz chcemy sobie zaprojektować konkretne napięcie pod obciążeniem i z dobrą filtracją to napotkamy trudności zwiazane z : zastosowaniem lampy zamiast mostka diodowego, zastosowaniem rezystorów szeregowych lub rezystancją dławika filtru. Można to wszystko policzyć i wykonać zgodnie ze sztuką, ale trzeba mieć wszystkie istotne parametry pomierzone. Bez podania kompletnych danych (nawet dokładnej pojemności kondensatora) to się nie uda. Nawet policzenie samego trafa pod konkretne obciążenie z dokładnością lepszą niż 10% jest trudne.
Jednak dociekliwego kolegę zapraszam na PW.
Pozdrowienia

[boxpl]

W przypadku filtru z wejściem C - spadek napięcia na diodzie próżniowej wynika...

Dajcie już spokój lampie prostowniczej, zreszta dla stałego pradu obciążenia (a tak o tym pisałem), np SE - wystarczy jedna charakterystyka lampy i linijka (bez kartek, ołówka, poradników etc. )

.. Wejście indukcyjne jest lepsze, bo tam prąd jest w amiarę stały, spadki liczy się łatwo.

A to chyba już inny wątek.
Ja szukam dla siebie i innych leniwych prostego sposobu wyliczania parametrów trafo zasilajacego, konkretnie napięcia uzwojenia anodowego dla stałego pradu obciążenia.
Jak dotąd dzielę zakładane napięcie wyjściowe zasilacza przez 1.1 - 1.25 i przyjmuję, że takie powinno być napięcie uzwojenia trafo. Ale to ciągle jest mało dokładne.

[Piotr]

najprostsza metoda:
stosujesz mostek półprzewodnikowy, filtr CRC i transformator o napięciu wtórnym równym Uo/sqrt2+10..20%, po czym pod obciążeniem dobierasz R tak, żeby napięcie wyjściowe spadło do porządanej wartości.

[Ukaniu]

Dajcie już spokój lampie prostowniczej, zreszta dla stałego pradu obciążenia (a tak o tym pisałem), np SE - wystarczy jedna charakterystyka lampy i linijka (bez kartek, ołówka, poradników etc.

Nom, coś chyba nie bardzo - patrz niżej

dla stałego pradu obciążenia.

A co on ma wspólnego z tętniącym odkształconym pradem płynącym przez prostownik i uzwojenie

Jak dotąd dzielę zakładane napięcie wyjściowe zasilacza przez 1.1 - 1.25 i przyjmuję, że takie powinno być napięcie uzwojenia trafo. Ale to ciągle jest mało dokładne.

No bo nie ma lekko, elektronika to nie linijka i ołówek tylko matematyka, dziś to już symulatory, i 10 lat nauki by być kiepskim inzynierem.

Pozdrawiam Łukasz Długosz

[boxpl]

najprostsza metoda:
stosujesz mostek półprzewodnikowy, filtr CRC i transformator o napięciu wtórnym równym Uo/sqrt2+10..20%, po czym pod obciążeniem dobierasz R tak, żeby napięcie wyjściowe spadło do porządanej wartości.

Tak Piotrze, zgadza się. W sumie tak można powiedzieć, że tak robie.
10-20% to owe "współczynniki" 1.1 i 1.25. Mam świadomość, że to niezbyt dokładna metoda, ale mimo wszystko dość skuteczna. Szukam więc dokładniejszego przybliżenia ("współczynnika") aby uniknąć korekcji napięcia rezytorem.
Wolę z resztą stosować CLC a czasem nawet CLCLC. Bez rezystora. Tętni wtedy +/- 1mV, a ja mam poczucie dobrze wykonanej roboty

ps. dzieki, że mimo zmęczenia jeszcze chciało Ci się odpowiedzieć.

[Retroman]

W przypadku filtru z wejściem C - spadek napięcia na diodzie próżniowej wynika...

Dajcie już spokój lampie prostowniczej, zreszta dla stałego pradu obciążenia (a tak o tym pisałem), np SE - wystarczy jedna charakterystyka lampy i linijka (bez kartek, ołówka, poradników etc. )

.. Wejście indukcyjne jest lepsze, bo tam prąd jest w amiarę stały, spadki liczy się łatwo.

A to chyba już inny wątek.
Ja szukam dla siebie i innych leniwych prostego sposobu wyliczania parametrów trafo zasilajacego, konkretnie napięcia uzwojenia anodowego dla stałego pradu obciążenia.
Jak dotąd dzielę zakładane napięcie wyjściowe zasilacza przez 1.1 - 1.25 i przyjmuję, że takie powinno być napięcie uzwojenia trafo. Ale to ciągle jest mało dokładne.

Tak to jest w praktyce. Aby wykonać serię transformatorów o jednakowych parametrach trzeba zaprojektować jedno trafo, wykonać model i następnie wprowadzić poprawki. Jeżeli się tego chce uniknąć to daje się odczepy na pierwotnym lub wtórnym i dobiera napięcia wyjściowe pod znamionowym obciażeniem. Potem w serii już tego robić nie trzeba. Dokładnie to można policzyć tylko przekładnię zwojową z resztą już się tak nie da. Jest jednak taka metoda, nazywa się metodą kolejnych przybliżeń, nigdy nie zawodzi. Najwieksze trafa jakie projektowałem to 3x380V/3x220 o mocy 20kVA (brak kropki pomiedzy V i A proszę mi wybaczyć) i wykonałem własnoręcznie 2 szt. oraz takie same ale o mocy 4 kVA, itd. Najmniejsze wykonywałem na rdzeniach permalloyowych np. M42 i kilka mniejszych na rdzeniu 2xE ale z ferrytu. Mozna by o tym więcej, ale na PW.
Pozdrowienia.