Diseño de rectificador con reguladores Corrientes transitorias/intensivas

Estoy intentando diseñar mi propio circuito rectificador para generar un voltaje positivo y negativo como se muestra en el circuito a continuación. Tengo algunas preocupaciones con respecto a la elección del condensador de suavizado y cómo afecta la corriente de sobretensión y la salida del regulador de voltaje.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Tengo mi lado primario conectado a la misma entrada de voltaje, y el lado secundario se rectifica a 20 V R METRO S . Los condensadores de suavizado C1 y C2 junto con las resistencias R1 y R2 mantienen los voltajes rectificados que van a los reguladores de voltaje para obtener el voltaje de salida deseado. De acuerdo con la hoja de datos, los reguladores están clasificados para al menos 1 A, por lo que elegí mis cargas de prueba para ver si cada suministro puede entregar 1 A cada uno. El problema al que me enfrento es con mi elección de condensadores para C1 y C2. Los capacitores más grandes parecen garantizar un voltaje estable en las cargas de prueba, pero hacerlo da como resultado una sobrecorriente inicial más grande (que en mi simulación con los valores a continuación es de 2.11 A), y me preocupa que la sobrecorriente pueda ser más de para lo que está clasificado el transformador. Los valores más pequeños dan como resultado corrientes de sobretensión más pequeñas, pero el voltaje no se mantiene en las salidas.

EDITAR: Quizás a mi comprensión de las corrientes de entrada le falta algo. De mi libro de texto, estoy calculando mi sobrecorriente usando la siguiente fórmula, asumiendo que no hay carga inicial en el capacitor:

  I S C = ω ⋅ V PAG k − S mi C o norte d a r y ⋅ C

dónde   ω = 2 ⋅ π ⋅ F y f = 60 Hz

Tomando el pico de la secundaria como 20 ⋅ 2 voltios, la corriente resultante da como resultado un valor de 2,13 A. Dado que el transformador está clasificado para 2,4 A en paralelo, esto parece estar bien para no quemarlo. ¿Es correcto mi entendimiento?

¿Por qué está utilizando dos transformadores cuando un LP-40-1200 probablemente haría el trabajo?
@Andyaka La hoja de datos del LP-40-1200 muestra dos inductores primarios y dos inductores secundarios. No pude encontrar un componente que tuviera esa configuración, así que puse dos componentes de transformador para mostrar las conexiones, pero sí, ambos son parte del mismo transformador, por lo que solo hay 1 transformador en todo el circuito.
Agregar una resistencia en serie con el secundario del transformador puede reducir en gran medida la sobrecorriente y, contrariamente a la intuición, también mejorar la eficiencia. Consulte electronics.stackexchange.com/questions/27881/… para obtener más detalles.
@davidcary Gracias. Estoy investigando la idea de resistencias (y/o inductores) en ambos lados del secundario. Las resistencias reducen la corriente de irrupción, pero demasiado altas provocan oscilaciones en C1. Los inductores parecen funcionar mejor, pero la simulación es más lenta. Alguien sugirió Termistores NTC, pero eso es un poco complicado de simular en SPICE.
¿Podrías decirme cuál es tu libro de texto? Necesito una cita para tal fórmula. Gracias de cualquier manera.

Respuestas (1)

Usando Q = C * V, diferencie con respecto a T (tiempo) y obtendrá

qQ/dT = C * dV/dT + V * dC/dT [ usa d(U*V) = U * dV/dT + V * dU/dT ]

Asumimos dC/dT = 0 (que C es constante) y establecemos dQ/dT = I corriente. Encontrar

I = C * dV/dT

Ahora tiene rectificadores de onda completa que producen el doble de la frecuencia de la línea de alimentación como ondulación.

Sea esta ondulación de 120 Hz. Deje que la corriente de carga (fuera de la tapa) sea de 1 amperio, asuma que su regulador atenuará significativamente la ondulación de 120 Hz.

La matemática es I = C * dV/dT que reorganizamos para que sea C = I * dT/dV, y sustituimos

C = 1amp * (1/120 segundo) / 1 voltio = 1/120 faradio = 8,333 microfaradio=ad

Sin embargo, la corriente PICO del rectificador también es una de sus preocupaciones.

Si tiene una gran ondulación (el medio ciclo completo), el tiempo de recarga es 1/4 de ciclo. Y la corriente de su rectificador será aproximadamente 2 veces la corriente de carga (fuera del regulador).

Si tiene una pequeña ondulación, el tiempo de recarga se reduce. Desafortunadamente, el pico de la onda sinusoidal no es una onda triangular, o podríamos predecir el tiempo de recarga en función de la fracción de ondulación/pico, donde 1v ondulación/20v salida del transformador == 5% y tendría cierta confianza en que el pico fue 1 /0.05 = 20X el promedio.

Si tiene un tiempo de activación del rectificador muy pequeño (menos de 1 milisegundo), el regulador tendrá menos éxito en la reducción de la ondulación debido al borde muy rápido del tiempo de recarga. Y su corriente transitoria muy rápida a través de los diodos causará interferencia magnética por todas partes.

Por lo tanto, los pequeños inductores en serie con los diodos son posiblemente útiles.

O pruebe con resistencias de 1 ohm. Recuerde que las corrientes máximas son GRANDES, incluso si el ciclo de trabajo es bajo (5%).

Gracias por su respuesta. Probé lo que dijiste, poniendo inductores en serie con los diodos rectificadores, y parece funcionar hasta cierto punto. Hace que la simulación se ejecute lentamente. Sigue recibiendo una gran corriente de irrupción. Dado que la salida va a un regulador de voltaje con un límite en la entrada, ¿hay cierta flexibilidad con el voltaje de ondulación/tiempo de recarga siempre que la salida del regulador proporcione un voltaje constante y emita la cantidad correcta de corriente?
Diseño de rectificador con reguladores Corrientes transitorias/intensivas
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v