Cum dimensionam condesatoarele electrolitice destinate unei surse de alimentare

[k3nou]

E foarte simplu :

[carageae]

OK, si cat ar trebui sa consideram un riplu acceptabil in audio? Hai sa zicem pt. alimentarea unui amplificator in clasa A pe lampi?
Eu am calculat ca pt. 1% riplu, la un consum de 150mA si anodica de 350V ar fi numai bine 300uF...cat determinasem deja, dupa experienta altor amplificatoare....
Concret o sa pun si vreo 100 ohmi intre condensatoare - 2X150uF probabil, ca sa mai scada tensiunea, e un pic peste 350V, cred ca vreo 365. Cum e influentat riplul in acest caz? Stiu ca in bine, dar o formula si pt. asta, eventual si pt. bobinele de soc ar fi numai buna...

[hpavictor]

Deja devine o problemă existențială .
Nu știți ce doriți ...
Amplificatoarele au câțiva parametri importanți , cum ar fi PSRR :
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Power_s ... tion_ratio


De aia unele amplificatoare " merg " mai bine cu bobină de șoc pe alimentare , iar la altele pur și simplu nu contează ...
În principiu , structurile simetrice sunt mai imune la riplu .
" Secretul " este in etajul de intrare și etajul defazor ...
Sunt curios dacă putem discuta despre etajele de intrare și influența riplului alimentării in trei cazuri diferite , conform schemelor atașate mai jos :

[Shambala]

@ Caragea - Victor vrea sa spuna ca valoarea optima - sau minima a condensatorilor de filtraj depinde de la schema la schema. Un amplificator cu tz, in clasa A, cu rejectie slaba (PSRR mic) va avea nevoie sa ii asiguram un riplu mult mai mic, decat, de ex, un amplificator cu integrate in cl B cu PRSS mare sau unul cu tz in cl.AB cu o schema complexa, si ea cu rejectie f mare a riplului de alimentare.

In plus condensatorii de filtraj trebuie priviti si ca rezervoare de energie, nu doar ca elemente de filtraj.
Si daca intuitiv iti vine sa maresti conzii cat poti de mult, mai exista o problema - spitzurile de curent pe care acestia le absorb la incarcare si care determina o murdarire a masei.
Problema este usor de solutionat la sursele stabilizate sau la amplificatoarele in cl.A unde consumul este constant - cu pretul disiparii catorva W pe o R serie (solutie valabila si la lampi).
Insa la un etaj final in cl.AB, unde consumul este permanent variabil nu prea iti permiti sa cresti rezistenta interna si sa adaugi cativa volti buni la variatia "nativa" (fct de curent) a sursei de alimentare.
Acolo nu ai decat doua solutii - fie pui mici R in serie cu C-urile (cresti ESR-ul condensatorilor de filtraj - vezi schemele puse de Victor in alt topic), fie faci filtrare tip C-L-C adaugand bobine de CC (mari si scumpe).

[hpavictor]

Nu cred că poate înțelege la ce te referi ... dacă știa electronică nu mai întreba despre simplități de genul ăsta ...
În plus , varianta CLC are alte probleme grave , în special la etaje de semnal mic și impedanțe mari ( cum se întâlnesc în montajele cu lămpi ) : bobinele din CLC radiază câmp magnetic pulsatoriu !
Mai bine un filtraj CRC , dar bine gândit .
Am oferit eu un exemplu mai jos , sper că este suficient de clar ...

[hpavictor]

Traduc eu pentru cei ce nu înțeleg schema :
Avem un cuadripol : o intrare , o ieșire și o ecuație de transfer .

Simplu , nu ?
Sper că știți de glumă ...

Adică puntea redresoare " vede " un condesator electrolitic ca sarcină permanentă ( simplist vorbind prima treaptă de filtrare ) , iar etajul care trebuie alimentat ( conectat la VP+ și similar VP- ) vede și restul de 5 electrolitici conectați galvanic in paralel .
Fiecare condesator electrolitic ( din treapta a doua de filtrare ) este conectat la puntea redresoare prin 4 rezistente de 1 ohm / 0,75W ( smd în cazul meu ) in paralel , astfel ca la fiecare trecere prin zero a tensiunii alternative din secundar , puntea redresoare să nu vadă curentul de încărcare la toți condesatorii electrolitici ... dar ei sunt in paralel ( cu excepția primului electrolitic , care este conectat la rândul lui in paralel cu grupul celor 5 electrolitici printr-o rezistență sumă de aproximativ 0,05 ohmi ( 4 rezistente de 1 ohm in paralel = 0,25 ohmi , iar 5 grupe de 0,25 ohmi in paralel = 0,05 ohmi ) care nu limiteaza prea mult curentul repetitiv dar au efect benefic imens ( luate individual ) și împreună pot limita un curent mediu repetitiv de vârf foarte important , fără a mai murdări cu smog electromagnetic tot circuitul de alimentare de putere ( smog datorat deschiderii diodelor și formarea unui circuite rezonante cu inductanța complexa a secundarului și a primarului ; smogul se poate micșora prin montarea unor circuite snoober în secundar ) .

Deși pare complicat , nu este !

Cu prețul a unor rezistente ieftine , se rezolvă probleme de zgomot aparent fără rezolvare simplă .
Ar mai fi câteva soluții tehnice de tip forță brută ( supradimensionări gen > 400% + ecranări magnetice + filtrări pasive în spectrul RFI etc ) dar filtrarea de tip CRC este un compromis cu rezultate excelente .
Ca sa înțelegeți mai bine , vă ofer câteva date despre condesatorii electrolitici , selectați de mine pentru schema de mai sus ; ați remarcat cumva care este valoarea curentului repetitiv mediu al acestui condesator electrolitic ?
Exact , este fix 3,4 A .
Adică sursa are un curent mediu repetitiv de 6x3,4 A =20,4A .
Hmmm .

Oare ce e ăla curent repetitiv ?
Păi cam scrie prin cărți ( din alea cu litere , grafice și cifre multe ) despre el ... .
Orice tensiune alternativă suprapusă peste tensiunea continuă de polarizare va genera un curent alternativ prin condensator , care datorită pierderilor în dielectric va produce încălzirea condensatorului . Pierderile sunt dependente de frecvență si de forma de undă a tensiunii alternative .
Valoarea maximă efectivă a curentului alternativ maxim admis ( la o anumită frecventa si temperatură ) se numește curent repetitiv sau de riplu .
Ce trebuie sa facem noi ?
Să limităm curentul de riplu la o valoare " safe " adică sub valoarea maximă din datasheet , dar să nu limităm cu nimic curentul debitat de sursă către amplificator .
E simplu .
Capacitatea totală a bateriei de condesatoare electrolitice pe bara de VP+ va fi de 24.200 uF , având o valoare similară pe bara de VP- ...
Oare o fi puțin sau mult ?
Oare circuitul din secundar radiază smog electromagnetic mai mult sau mai puțin în comparație cu o sursă clasica formată dintr-o punte redresoare și 6 electrolitici conectați galvanic in paralel , a cărui curent repetitiv este limitat doar de diodele redresoare , de secțiunea sarmei cu care este bobinat secundarul și de proprietățile magnetice ale miezului transformatorului de alimentare ?

Nu doresc să deschid discuții despre inductanța de scăpări a transformatorului de rețea , despre tipul diodelor redresoare , despre modul de optimizare al circuitelor snobber , despre circuitele de lift GND , filtrele RFI din primarul transformatorului etc , toate fiind componente cu rol esențial în păstrarea purității spectrale a sursei de alimentare .
.......
Daca cumva am greșit , vă rog să mă corectați .
E ora târzie , am gustat ceva anticovid de prune ( cu ocazia onomasticii mele de Sf Victor , dar în avans , deoarece pe 11 noiembrie am treabă ) , așa că uneori am " lapsus " , dar și " lipsus " .
.......
Sursa a fost dimensionată pentru un amplificator stereo cu pretenții de standard HiFi extins ( este vorba de un proiect propriu , denumit Minimalist 200 ) in clasa AB cu randamentul minim de 60% , alimentat la o tensiune diferențială de +/- 50V DC , iar puterea pe ambele canale simultan , garantată pe termen lung este de 100W / 8 ohmi , 200 W / 4 ohmi , iar pe termen scurt 330W / 2 ohmi ( aici intervine limitarea termică inerentă și circuitul de protecție SOA dimensionat corespunzător pentru limitarea disipației a celor două perechi de finali IRFP 240 / 9240 ) iar transformatorul de rețea va fi toroidal de 800VA / 230 V AC în primar și 2x37V AC în secundar , de preferință ca miezul toroidal să fie în secțiune un pătrat [ înălțimea = ( raza ext - raza int ) ] iar între primar și secundar se recomandă a se bobina un singur strat de sârmă ( CuEm diam 0,35 spre exemplu dar nu e critic ) drept ecran electrostatic , care va fi conectat la împământarea carcasei cu un singur capăt , celălalt rămânând izolat !
Ca totul sa fie fără reproș , mai este necesară montarea unei centuri magnetice ce consta într-o spira in scurtcircuit , evident montata pe exteriorul transformatorului , care anulează majoritatea radiațiilor parazite de tip EM ale transformatorului , convertindu-le în căldură .
Acea spiră in scurtcircuit este formata dintr-un singur strat de material magnetic din tola folosita la confecționarea miezului toroidal , cei ce confecționează transformatoare toroidale cunosc despre ce este vorba .
Asemenea centuri magnetice veți întâlni doar la aparate de foarte înaltă calitate !
Merită , la noi nu costa prea mult , dar avantajele sunt mari .

[hpavictor]

Am oferit acest exemplu de dimensionare numerică a sursei unui amplificator , ca lucrurile să fie lămurite cât de cât .
Am văzut o grămadă de opinii ale unor habarniști bine intenționați , care transformă o sursă de alimentare banală într-o " bombă " cu ceas , care dă foc atelierului sau casei ... din neștiință .
Știu că nu am talent pedagogic , sper că pricepeți voi la ce mă refer .

[Mircea]

Ca totul sa fie fără reproș , mai este necesară montarea unei centuri magnetice ce consta într-o spira in scurtcircuit , evident montata pe exteriorul transformatorului , care anulează majoritatea radiațiilor parazite de tip EM ale transformatorului , convertindu-le în căldură .
Acea spiră in scurtcircuit este formata dintr-un singur strat de material magnetic din tola folosita la confecționarea miezului toroidal , cei ce confecționează transformatoare toroidale cunosc despre ce este vorba .
Asemenea centuri magnetice veți întâlni doar la aparate de foarte înaltă calitate !
Merită , la noi nu costa prea mult , dar avantajele sunt mari .

Aceasta centura din material de tola o conectezi sau nu la masa? Eu am conectat-o, o fi bine?

Ceea ce regret este ca am facut-o suprapusa (capetele se suprapun cam 1-2cm), nu galvanic in scurt. Am facut-o degeaba?

2 intrebari de incepator, sa dai cu mila! Multumesc pentru lamuriri.

PS: Pretul derizoriu al condensatoarelor intre 1, 2 si 3A curent de riplu te obliga sa mergi catre 3A chiar de esti habarnist total.

[Shambala]

O singura data am apelat pana acum la solutia de ecranare a transformatorului toroidal pt ca in ultimii ani am folosit trafuri E+I recuperate, de buna calitate.
Observatia mea a fost ca brumul magnetic radiat de traf a scazut suficient doar dupa al patrulea strat /spira de tola "bandajata" peste infasurari. E drept ca tabla mea era mult mai subtire decat cea din poza. In sus si in jos am ecranat cat de cat radiatia cu capace din tabla de otel de dimensiune mai mare (jos) sau egala cu traful (sus).
Ecranarea cu banda de tabla de tola [groasa] este folosita de fabricantii de aparate si la trafurile E+I

Alesis RA 300 mic.jpg (88.96 KiB) Vizualizat de 2925 ori

Oricum, este de dorit o carcasa suficient de generoasa pt a putea lasa destui cm intre traf si zonele sensibile, de semnal mic.

Scuze de off-topic.

[hpavictor]

Spira in scurtcircuit se realizează de obicei dintr-o fâșie de tabla de cupru , iar materialul magnetic de tip tolă se folosește la ecranare .
Spira in scurtcircuit ( pe exteriorul circuitului magnetic ) și ecranul magnetic au roluri asemănătoare , dar funcționează diferit .
Da , ecranul magnetic se conectează întotdeauna la împământare .
Daca ai fi avut posibilitatea să realizezi o spiră în scurtcircuit din materialul de tip tolă , reușeai doua lucruri dintr-un foc .
În industria electrotehnică , spira în scurt circuit din material de tip tolă se închide cu câteva puncte de sudură electrică , împreună cu papucul conexiunii de împământare .