Gewusst wie: Die Grundlagen der Transformator-VA-Berechnung für die Spannungsregelung mit Vollweggleichrichtung

Daran ist einiges falsch. Die Trafospannung muss so gewählt werden, dass am Ausgang 12V zur Verfügung stehen. Wenn wir 2 V für den Regler, 2 V für den Gleichrichter und beispielsweise 2 V für die Welligkeit im Filterkondensator zulassen, benötigen wir 12,7 VAC auf jeder Hälfte der Wicklung. Fügen Sie besser 15% für Netzspannungseinbrüche / -einbrüche hinzu, sodass 15 VAC ungefähr so ​​​​niedrig sind, wie ich gehen möchte. Wir haben also 30 VAC CT für die Wicklung, nicht 18 VAC CT. Großer Unterschied.

Lassen Sie uns nun die minimalen Filterkondensatoren berechnen. Die Kondensatoren werden nur an den Spitzen der Wellenform aufgeladen, so dass sie für 1/2 Zyklus halten müssen. Verwenden wir 50 Hz, damit es an den meisten Orten funktioniert. Also ist jeder Kondensator:

$C_{min} = (1/100) \frac{I_{out}}{\Delta V}$oder 0,005 F (5.000 uF) für 2 V pp Welligkeit. Verwenden Sie besser die nächsthöhere Größe, also vielleicht 5600 uF/35 V (wir müssen berücksichtigen, dass die Ausgangsspannung des Transformators bei geringer Last ansteigt und die Netzspannung möglicherweise hoch ist). An dieser Stelle sollten Sie den Welligkeitsstrom des Kondensators überprüfen, aber ich werde diesen Schritt der Kürze halber auslassen.

Jetzt sind wir in der Lage, den effektiven Sekundärstrom des Transformators zu berechnen, der 1,61 * des Ausgangsstroms beträgt, also 1,6 A (ohne Berücksichtigung des Iq des Reglers, der ziemlich vernachlässigbar ist). Jetzt kann die Transformator-VA mit 48 VA berechnet werden.

Die Kühlkörper für diese Regler verbrauchen jeweils etwa 9,5 W (im schlimmsten Fall bei einer 10 % hohen Netzspannung), also etwa 20 W für das Paar (an diesem Punkt können wir sehen, dass dort nicht viel mehr für VA im Vergleich zum Durchschnittsstrom vorhanden ist). Dioden verbrauchen 4 W, der Ausgang 12 W und die Regler 19 W, also nur 1 W für zusätzliche Erwärmung der Transformatorwicklung - aber das ist bei einer Leitung von 10 % hoch).

Nun zu den Dioden - Sie haben einen 2A / 50V-Brückengleichrichter hergestellt, der kaum für den Ausgangsstrom ausreicht. Jede Diode sieht etwa 55 V Sperrspannung in jedem Zyklus im schlimmsten Fall mit einer leichten Last (unter der Annahme, dass die Leitung 10 % hoch und die Regelung im Transformator 20 % beträgt), was etwas mehr als die Nennleistung ist, selbst ohne Transienten auf der Leitung – glücklicherweise werden normalerweise 1N4001-Dioden hergestellt wie 1N4004-Dioden, damit sie normalerweise nicht ausfallen. Ich würde für diese Anwendung 4x 1N5404-Dioden oder eine verpackte 3A- oder 6A-Brücke verwenden.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Präsentation zu verbessern.

Zuerst Zahlen. Das Angeben von Zahlen wie 15,41616575914009 und 0,0681818181818182A berücksichtigt keine tatsächlichen Toleranzen und Fehler.

Viele der Komponenten sind schlechter als 1 % Toleranz, sodass eine Signifikanz von mehr als 1 % falsch aussieht. Dies ist nicht entscheidend, um eine Nummer zu erhalten. Es ist jedoch wichtig, sorgfältig über Fehler und Toleranz nachzudenken und angemessene Signifikanzniveaus zu verwenden, wenn dies für die Arbeit, Hausaufgaben, Prüfungen oder Vorstellungsgespräche gilt.

Zweitens ist die Darstellung von Gleichungen als
x = IpVp = IsVs
x = Ip*220v = 1*15
x = 15/220 = 0,068A (mein Fix)
unnötig komplex und verwirrend, „x“ wird nicht benötigt. Schlimmer noch, x stellt nicht in jeder Gleichung denselben Wert dar, es handelt sich also nicht um eine Reihe von Gleichungen.

Im ersten Schritt x = „IpVp“ oder „IsVs“.
Im letzten Schritt, "x = 15/220 = 0,068A", steht x für "Ip".
Entfernen Sie das "x =" und geben Sie explizit und konsequent an, was Sie meinen:
IpVp = IsVs
Ip*220v = 1*15
Ip = 15/220V = 0,068A

Drittens werden in "1. Gleichrichtung" die Diodenabfälle wie folgt berechnet:

Um den Diodenabfall zu berechnen, muss ich 4 Dioden mit dem Durchlassspannungsabfall multiplizieren

In einem Vollbrückengleichrichter sind jedoch zu jedem Zeitpunkt nur zwei Dioden leitend, sodass nur zwei Diodenabfälle zu berücksichtigen sind.

Ich fand die verschiedenen Verwendungen von x im Rest der Erklärung unnötig und verwirrend, also höre ich hier auf.

Bearbeiten: Ich kann nichts sehen, was für Entladung und Welligkeit an den Kondensatoren zulässig ist. Das Ziehen von 1 A aus 2200 uF (z. B. ~ 2,2 ms bei 1 A) aus einem Kondensator, der alle 10 ms aufgeladen wird, wird nicht gut funktionieren. Fügen Sie die Berechnung für die Welligkeit hinzu und machen Sie die Kondensatoren viel größer.

1. Nein. Es gibt jeweils nur eine Diode, die die Gleichrichtung auf der positiven Seite durchführt, und jeweils eine Diode, die die Gleichrichtung auf der negativen Seite durchführt. Bei maximal 1 Volt ist dies also ein Abfall von 1 Volt für die positive Versorgung und a 1 Volt Abfall für die negative Versorgung.

2. Nein. Wenn die Regler jeweils 2 Volt Headroom benötigen und die Dioden 1 Volt abfallen, sind das 3 Volt für die positive Versorgung und 3 Volt für die negative Versorgung.

3. Um 12 Volt aus den Reglern zu bekommen, müssen Sie also mindestens 15 Volt in sie stecken, was bedeutet, dass die Welligkeit des BFC-Kondensators weder auf der positiven noch auf der negativen Versorgungsseite unter 15 Volt fallen kann Angebotsseite.

4. Die erforderliche Kapazität wird bestimmt durch:

Wo

C ist die Kapazität in Farad,

I ist der DC-Laststrom in Ampere,

t ist die Welligkeitsperiode in Sekunden und

$\Delta V$ist die zulässige Welligkeit in Volt.

5. Die für die Dioden erforderlichen 15 Volt sind Gleichstrom, also da$DC = RMS \times \sqrt{2}$(für eine Sinuswelle) muss der Transformator mindestens 10,6 Volt RMS ausgeben.

6. Wenn die DC-Verbraucher gleichzeitig jeweils 1 Ampere benötigen, sind das 24 Watt, und das muss über den Trafo kommen. Da der Transformator sowohl die Last mit Strom versorgt als auch die Speicherkondensatoren auflädt, ist eine konservative Schätzung für beide das 1,8-fache des Laststroms, sodass der Transformator für 24 Watt in die Lasten zusätzliche 20 VA liefern muss Laden Sie die Kondensatoren auf, dh der Transformator sollte für mindestens 44 VA ausgelegt sein.

Der Teufel steckt jedoch im Detail, also hier ist ein LTspice-Schaltplan und eine Schaltungsliste, damit Sie die Schaltung simulieren und damit herumspielen können, wenn Sie besser in den Griff bekommen möchten, was dort tatsächlich vor sich geht. Ich habe keine 7812- und 7912-Modelle in meiner Bibliothek, also habe ich ein wenig geschummelt und die Regler aus Diskreten gemacht.

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
WIRE 640 -160 560 -160
WIRE 352 -128 352 -176
WIRE 560 -128 560 -160
WIRE 640 -128 640 -160
WIRE 208 -96 208 -144
WIRE 208 -96 -112 -96
WIRE -192 -80 -304 -80
WIRE -304 -48 -304 -80
WIRE -192 -48 -192 -80
WIRE 352 -16 352 -64
WIRE 560 -16 560 -64
WIRE 560 -16 352 -16
WIRE 576 -16 560 -16
WIRE 640 -16 640 -64
WIRE 640 -16 576 -16
WIRE 656 -16 640 -16
WIRE 848 -16 848 -96
WIRE 848 -16 656 -16
WIRE -112 0 -112 -16
WIRE -32 0 -112 0
WIRE 352 0 352 -16
WIRE 352 0 -32 0
WIRE -112 16 -112 0
WIRE 576 32 576 -16
WIRE 656 32 656 -16
WIRE 352 48 352 0
WIRE -304 64 -304 32
WIRE -192 64 -192 32
WIRE -192 64 -304 64
WIRE 848 64 848 -16
WIRE -160 96 -160 -96
WIRE -144 96 -144 -96
WIRE 80 96 80 -144
WIRE 80 96 -112 96
WIRE 80 144 80 96
WIRE 208 144 208 -96
WIRE 576 160 576 96
WIRE 656 160 656 96
WIRE 656 160 576 160
WIRE -192 176 -192 64
WIRE -160 176 -192 176
WIRE -32 176 -32 0
WIRE -32 176 -80 176
WIRE 352 176 352 112
WIRE 416 176 352 176
WIRE 576 176 576 160
WIRE 576 176 496 176
WIRE 576 192 576 176
WIRE 80 256 80 208
WIRE 208 256 208 208
WIRE 208 256 80 256
WIRE 352 256 352 176
WIRE 352 256 208 256
WIRE 432 256 352 256
WIRE 528 256 432 256
WIRE 848 256 848 144
WIRE 848 256 624 256
WIRE 896 256 848 256
WIRE -32 288 -32 176
FLAG -32 288 0
FLAG 896 -256 +12
FLAG 896 256 -12
FLAG 432 -256 RAW15
FLAG 432 256 RAW-15
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SYMATTR InstName L1
SYMATTR Value 3
SYMATTR Type ind
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WINDOW 3 -47 41 Left 2
SYMATTR InstName L3
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SYMATTR Type ind
SYMBOL ind2 -96 0 R180
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SYMATTR Value 30m
SYMATTR Type ind
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SYMATTR Type diode
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SYMATTR InstName D3
SYMATTR Value B560C
SYMATTR Description Diode
SYMATTR Type diode
SYMBOL schottky 224 208 R180
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SYMATTR Value B560C
SYMATTR Description Diode
SYMATTR Type diode
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