Свежие обсуждения
Консультации

Простейший БП

1 2 7

mmet: Нет, не догадались, почему?
Когда щетки переходят между пластин коллектора, ток разрывается и напряжение поднимается в десятки, а то и в сотни раз (как в катущке зажигания) при таком токе потянется дуга, как при сварке, возможно вокруг всего коллектора.

 

Кстати, у меня тоже есть идея подобную штуку собрать. Вроде в любимом журнале что-то проскакивало (импульсный БП на 1 квт). Надо порыться.

 

Vlad_Petr: Схема выпрямителя -"двухполупериодная со средней точкой"
vnv: А я бы, поостерегся так делать...

Я солидарен с vnv, и "подолью масла в огонь"...

Мостовой выпрямитель не выгоден при низких напряжениях нагрузки, но 12В низким назвать довольно трудно.
Потери в мостовом выпрямителе в 2 раза больше, чем в двухтактном со средней точкой трансформатора.

Грубо: при токе 30А и падении напряжения на открытом диоде 1В получается мощность 30А*1В=30Вт. Диод работает только пол периода, по этому делим на 2 и получаем мощность потерь, примерно, 30Вт/2=15Вт на диод.

Общие потери выпрямителя со "средней точкой" получаются 15Вт*2диода=30Вт, а в мостовом - 15Вт*4диода=60Вт.
То есть, используя мостовой выпрямитель теряем на нагрев 60Вт-30Вт=30Вт мощности.
С одной стороны это много, но давайте посмотрим, что изменится при выборе трансформатора, в зависимости от схемы выпрямителя.

Известно, что при мостовом выпрямителе увеличивается коэффициент использования трансформатора. Для него нужно выбрать транс с габаритной мощностью 1,5Рн. В то время как для транса со средней точкой нужна габаритная мощность 1,8Рн.

Мощность нагрузки у нас равна Рн=30А*12В=360Вт
Значит, для мостового выпрямителя нужен транс с габаритной мощностью 1,5*360Вт=540Вт, а для транса со средней точкой - 1,8*360=648Вт, то есть, на 100Вт больше.
Соответсвенно, примерно на столько же увеличится и размер трансформатора.

Ещё хуже ситуация с требуемой мощностью вторичной обмотки, которую должен обеспечить транс - 1,5Рн для мостовой схемы и 2,15Рн для транса с отводом.
То есть, вторичку для мостика нужно рассчитывать на мощность 1,5*360Вт=540Вт, а для транса со средним выводом - 2,15*360Вт=774Вт.

Всё это характеризует потери в трансформаторе.
Вот и получается, что "экономия" 30Вт на диодах "выльется" в потери не менее 100Вт на трансформаторе.
Общий баланс получается явно, не в пользу выпрямителя со средней точкой трансформатора.
Со средней точкой: 100Вт(транс)+30Вт(диоды)=130Вт.
Для моста: 0Вт(транс)+60Вт(диоды)=60Вт.

Для моста, нулевое значение мощности означает, что для этой схемы нам не потребовалось наращивать мощность трансформатора, так как она равна габаритной и уже учитывает КПД.
В то же время, экономия 2-х диодов в схеме выпрямителя со средней точкой транса, потребовала увеличить, минимум, на 100Вт габаритную мощность транса и его вторичной обмотки за счёт худшего использования транса.

С третьей стороны - от транса отвести тепло легче, чем от диодов...

iLnur: При таком токе (30А) гораздо эффективнее использовать в фильтре не конденсаторы, а индуктивность
vnv: Угу! нагрузка-двигатель пост.тока, коллектор сгорит, раз в 30 быстрее...

А вот здесь, я солидарен с iLnur-ом.
Дроссель позволит получить "малой кровью" низкие пульсации напряжения нагрузки при относительно небольшой ёмкости конденсаторов на выходе
Без дросселя, для этой цели потребуется батарея конденсаторов, что по стоимости и габаритам может оказаться равной самому аккумулятору...

Дроссель уберёт импульсный ток диодов в 1,5-3 раза и обмоток.
В этом плане, даже, становится привлекательной схема с отводом средней точки транса, так как средний ток вторички в ней меньше (0,7*Iн=0,7*30А=21А), чем в мостовой схеме (30А).

В результате, благодаря дросселю уменьшается требуемая габаритная мощность транса.
Со средней точкой: 1,34Рн=1,34*360Вт=484Вт,
для моста: 1,11Рн=1,11*360Вт=400Вт.
То есть, дроссель позволит выбрать транс с габаритной мощностью, меньшей на 648Вт-484Вт=164Вт для схемы с отводом и на 140Вт для мостовой.

Соответсвенно, вторичку нужно нрассчитывать на мощность:
со средней точкой: 1,57Рн=1,57*360Вт=565Вт,
для моста: 1,11Рн=1,11*360Вт=400Вт.

В итоге, потери для схемы с отводом уменьшаться со 130Вт до, примерно, 105Вт, а для мостовой останутся прежними - 60Вт.

Пульсации тока, вызванные коллектором двигателя, с успехом поглотятся шунтирующим его конденсатором.
Дроссель и конденсатор выбираются, исходя из частоты питающей сети, а пульсации тока двигателя много выше, и длительность импульсов мала, по этому пульсации двигателя будут сглажены фильтром.
С учётом инерционности ротора двигателя, выбросов не должно быть даже при пуске или остановке.
При пуске двигателя блок питания будет нагружен, практически, оммическим сопротивлением обмотки движка и посадит выходное напряжение после дросселя. По мере разгона, полное сопротивоение двигателя увеличивается и напряжение на нём постепенно растёт, достигая наминальных на полных оборотах.

 

2DWD
Огромное спасибо за столь обширный ответ!!!

 

Мне кажется - Если применить в качестве мостового выпрямителя диоды Шотки то не будет значительных потерь при больших токах. А дроссель включенный последовательно с прерывающей нагрузкой только увеличит перепады напряжения. По моему стоит применять просто по принципу искрогашения - емкость , включенную параллельно нагрузке.

 

Вот кстати передалка компьютерного БП в 12вольт 22 ампера.

http://www.qrz.ru/schemes/contribute/power/ua4nx/

 

2 DWD
Вот это подход к вопросу! Такой основательности можно только позавидовать!

P.S.: Лучше конечно же дроссель использовать с конденсатором в параллель нагрузке, но ёмкость конденсатора достаточного для сглаживания пульсаций коммутируемой нагрузки при этом будет значительно (на порядки) меньше ёмкости 30-ти амперного (!) полностью конденсаторного фильтра.

 

iLnur: Лучше конечно же дроссель использовать с конденсатором в параллель нагрузке, но ёмкость конденсатора достаточного для сглаживания пульсаций коммутируемой нагрузки при этом будет значительно (на порядки) меньше ёмкости 30-ти амперного (!) полностью конденсаторного фильтра.
Посчитайте дроссель для 12в и 30ампер на 100гц

 

Программа "LC-filter" ("Расчёт пассивных реактивных Г-образных фильтров, предназначенных для фильтрации (уменьшения) пульсаций напряжения в источниках питания"):
http://www.qrz.ru/shareware/detail/559

 

iLnur: Программа "LC-filter"...

Она не показывает главного - размеры магнитопровода...
На это намекал vnv, советуя посчитать дроссель.
Без дросселя будет батарея конденсаторов, а с дросселем - появится дополнительное "железо"...

Всё равно, с дросселем лучше - повышенная частота пульсаций (100Гц), и тот факт, что добротность дросселя в 2 раза больше трансформатора при одинаковых габаритах или размеры дросселя в 2 раза меньше трансформатора при одинаковой мощности, а так же возможность выбрать более дешёвые конденсаторы (с меньшей реактивной мощностью и меньшей токовой нагрузкой), говорят не в пользу простого фильтра с одним конденсатором.
Дополнительно - все промышленные мощные БП с током более 10А делаются только с дросселем...