Cómo: Los conceptos básicos del cálculo de VA del transformador para la regulación de voltaje usando la rectificación de onda completa

Hay una serie de cosas mal con esto. El voltaje del transformador debe elegirse para que sea suficiente para proporcionar 12 V en la salida. Si permitimos 2V para el regulador, 2V para el rectificador y, digamos, 2V para la ondulación en el condensador del filtro, entonces necesitamos 12,7 VCA en cada mitad del devanado. Es mejor agregar 15% para caídas/caídas de voltaje de línea, por lo que 15 V CA es lo más bajo que me gustaría. Entonces tenemos 30VAC CT para el devanado, no 18VAC CT. Gran diferencia.

Ahora, calculemos los condensadores de filtro mínimos. Los condensadores se cargan solo en los picos de la forma de onda, por lo que necesitan aguantar 1/2 ciclo. Usemos 50 Hz para que funcione en la mayoría de los lugares. Entonces cada condensador es:

$C_{min} = (1/100) \frac{I_{out}}{\Delta V}$o 0.005F (5,000uF) para ondulación de 2V pp. Es mejor usar el siguiente tamaño, por lo que tal vez 5600uF/35V (tenemos que tener en cuenta que el voltaje de salida del transformador aumentará con una carga ligera y el voltaje de la red podría estar en el lado alto). En este punto, debe verificar la clasificación de corriente de ondulación del capacitor, pero omitiré ese paso por razones de brevedad.

Ahora estamos en condiciones de calcular la corriente secundaria RMS del transformador, que será 1,61 * la corriente de salida, es decir, 1,6 A (ignorando el regulador Iq, que es prácticamente insignificante). Ahora el VA del transformador se puede calcular como 48VA.

Los disipadores de calor para esos reguladores se disipan mucho cada uno (en el peor de los casos con un voltaje de línea del 10 % alto) alrededor de 9,5 W, por lo que alrededor de 20 W para el par (en este punto podemos ver que no hay mucho extra allí para VA frente a la corriente promedio: el los diodos disiparán 4 W, la salida 12 W y los reguladores 19 W, por lo que solo 1 W para el calentamiento adicional del devanado del transformador, pero eso es en línea 10% alto).

Ahora a los diodos: ha creado un puente rectificador de 2A / 50V, apenas suficiente para la corriente de salida. Cada diodo ve un voltaje inverso de aproximadamente 55 V en cada ciclo, en el peor de los casos con una carga liviana (suponiendo que la línea tenga un 10 % de altura y una regulación del 20 % en el transformador), que es un poco más que la clasificación incluso sin transitorios en la línea; afortunadamente, los diodos 1N4001 generalmente se fabrican igual que los diodos 1N4004, por lo que no fallarán ... por lo general. Usaría diodos 4x 1N5404 para esta aplicación, o un puente 3A o 6A empaquetado.

Hay varias formas de mejorar la presentación.

Primero, números. Citar números como 15,41616575914009 y 0,0681818181818182A no tiene en cuenta las tolerancias y los errores reales.

Gran parte de los componentes son peores que el 1% de tolerancia, por lo que más del 1% de importancia parece incorrecto. Esto no es crucial para obtener un número. Sin embargo, es importante pensar detenidamente en los errores y la tolerancia, y usar los niveles adecuados de significación cuando se trata de trabajo, tarea, examen o entrevista.

En segundo lugar, presentar ecuaciones como
x = IpVp = IsVs
x = Ip*220v = 1*15
x = 15/220 = 0,068A (mi solución)
es innecesariamente complejo y confuso, "x" no es necesario. Peor aún, x no representa el mismo valor en cada ecuación, por lo que no son un conjunto de ecuaciones.

En el primer paso x = "IpVp" o "IsVs".
En el último paso, "x = 15/220 = 0,068A", x representa "Ip".
Elimine la "x =" e indique explícita y consistentemente lo que quiere decir:
IpVp = IsVs
Ip*220v = 1*15
Ip = 15/220V = 0,068A

En tercer lugar, en "1. Rectificación" las caídas de diodo se calculan como:

Para calcular la caída de diodos, tengo que multiplicar 4 diodos por la caída de voltaje directo

Sin embargo, en un rectificador de puente completo, solo hay dos diodos conduciendo en cualquier instante, por lo que solo hay que considerar dos caídas de diodos.

Encontré los diferentes usos de x innecesarios y confusos en el resto de la explicación, así que me detendré aquí.

Editar: no puedo ver nada permitido para descarga y ondulación en los condensadores. Extraer 1A de 2200uF (por ejemplo, ~2.2ms a 1A) de un capacitor cargado cada 10ms no funcionará bien. Incluya el cálculo de la ondulación y haga que los condensadores sean mucho más grandes.

1. No. Solo hay un diodo a la vez haciendo la rectificación del lado positivo y un diodo a la vez haciendo la rectificación del lado negativo, por lo que con un máximo de 1 voltio cada uno, eso es una caída de 1 voltio para el suministro positivo y un Caída de 1 voltio para el suministro negativo.

2. No. Si cada uno de los reguladores necesita 2 voltios de espacio libre y los diodos caen 1 voltio, eso significa 3 voltios para el suministro positivo y 3 voltios para el suministro negativo.

3. Para obtener 12 voltios de los reguladores, tendrá que ponerles al menos 15 voltios, lo que significa que la ondulación del capacitor BFC nunca puede caer por debajo de 15 voltios en el lado de suministro positivo o negativo. lado de la oferta.

4. La capacitancia requerida está determinada por:

dónde

C es la capacitancia, en faradios,

I es la corriente de carga de CC, en amperios,

t es el período de ondulación, en segundos, y

$\Delta V$es la ondulación admisible, en voltios.

5. Los 15 voltios requeridos en los diodos son CC, por lo que dado que$DC = RMS \times \sqrt{2}$(para una onda sinusoidal) el transformador debe producir al menos 10,6 voltios, RMS.

6. Si las cargas de CC requieren 1 amperio cada una, al mismo tiempo, son 24 vatios y deben pasar por el transformador. Además, dado que el transformador suministrará corriente a la carga y cargará los condensadores del depósito, una estimación conservadora para ambos es 1,8 veces la corriente de carga, por lo que para 24 vatios en las cargas, el transformador debe suministrar 20 VA adicionales a cargue los condensadores, lo que significa que el transformador debe tener una capacidad nominal de al menos 44 VA.

Sin embargo, el diablo está en los detalles, así que aquí hay un esquema de LTspice y una lista de circuitos para que pueda simular el circuito y jugar con él si quiere tener una mejor idea de lo que realmente está sucediendo allí. No tengo los modelos 7812 y 7912 en mi biblioteca, así que hice un poco de trampa e hice los reguladores con discretos.

Version 4
SHEET 1 992 680
WIRE 208 -256 80 -256
WIRE 352 -256 208 -256
WIRE 432 -256 352 -256
WIRE 512 -256 432 -256
WIRE 848 -256 608 -256
WIRE 896 -256 848 -256
WIRE 80 -208 80 -256
WIRE 208 -208 208 -256
WIRE 352 -176 352 -256
WIRE 400 -176 352 -176
WIRE 560 -176 560 -192
WIRE 560 -176 480 -176
WIRE 848 -176 848 -256
WIRE 560 -160 560 -176
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WIRE 352 -128 352 -176
WIRE 560 -128 560 -160
WIRE 640 -128 640 -160
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WIRE 208 -96 -112 -96
WIRE -192 -80 -304 -80
WIRE -304 -48 -304 -80
WIRE -192 -48 -192 -80
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WIRE 560 -16 352 -16
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WIRE -112 16 -112 0
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FLAG 896 256 -12
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FLAG 432 256 RAW-15
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