Kostenlose technische Bibliothek ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Die Wahl der Kondensatoren für Impulsspannungswandler. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Spannungswandler, Gleichrichter, Wechselrichter Beim Aufbau eines gepulsten PN stellt sich sofort die Frage, welche Kondensatoren sowohl am Ausgang des Gleichrichters als auch an der Sicherung der Primärwicklung des Transformators angebracht werden sollen. Die Frage ist nicht untätig – es war nicht einfach, gute Impulskondensatoren zu finden. Lassen Sie uns zunächst entscheiden, welche Kondensatoren wir benötigen. Nach Spannung am Sekundärbus – 35, 50 oder 63 V, flexible Ausgänge, nach allgemeinen Einschränkungen – mit einer Kapazität von 1000 Mikrofarad (50–63 V), 2200 Mikrofarad (35 V). Der Einfachheit halber beschränke ich mich auf eine einzelne Nennleistung von 1000 uF bei 50 V, was ungefähr der Größe von 16 * 36 mm für Standardelektrolyte entspricht. Nehmen wir als absoluten Ausgangspunkt die GS-Serie (Standard, 105С) des taiwanesischen Unternehmens Ark Electronic, die in Moskau weit verbreitet ist. Zum Vergleich stellen wir den Impuls Ark SZ und die reinrassigen Mallory-Amerikaner nebeneinander. Familienalbum Elektrolyte. Wichtige Parameter Konstruktiv. Große Dosen für Schraubklemmen, Subminiatur-Behälter (4–8 mm) und Behälter mit axialen Anschlüssen (die Stromschleife verlängert sich, die Installation ist ineffizient) haben wir sofort abgeschnitten – beschränkt auf beide Standards flexible Radialleitungen oder harte Haken unter dem TerminalSie können auch auf die Platine gelötet werden. Temperaturbereich, Lebensdauer (Lifetime), Zuverlässigkeitskategorie (Reliability Grade) Die Lebensdauer und die Zeitspanne zwischen Ausfällen hängen eng mit der oberen Grenze des Temperaturbereichs zusammen. Abhängig von der Zusammensetzung und Technologie der „Verpackung“ des Elektrolyten liegt die Obergrenze bei +85 °C (Standard), +105 °C (erhöht), +125–140 °C (Hochtemperaturbehälter). Die Lebensdauer ist genau auf diese Temperatur eingestellt, sie beträgt bei Standardtypen 1000 Stunden und ist definiert als die Zeit, in der die Parameter des Kondensators, aufgeladen auf die maximal zulässige konstante Betriebsspannung, garantiert im „grünen Bereich“ bleiben. . In der Regel werden Abweichungen kontrolliert: Kapazität (20 %), Verlustfaktor (nicht höher als +50 %) und Leckstrom (nicht höher als das garantierte Maximum). Bei gepulsten Elektrolyten ist auch ein Anstieg des ESR und (oder) der Gesamtimpedanz normalisiert. 1000 Stunden sind eine lächerlich kurze, wenn auch bewusst unterschätzte Zeitspanne. Aber mit einem Temperaturabfall alle 10 Grad bis + 25 °C verdoppelt sich die Lebensdauer. Somit ist ein mit 105 °C gekennzeichneter Behälter unter gleichen Bedingungen viermal haltbarer als ein mit 4 °C gekennzeichneter Behälter! Angesichts der stressigen Lebensbedingungen in einem Autoverstärker werden wir uns auf normalisierte Kapazitäten beschränken +105C und darüber. Kondensatoren mit erhöhter Zuverlässigkeit/Haltbarkeit (an Bord) sind auch für Zeiträume von mehr als 1000 Stunden bis zu 20.000 Stunden standardisiert, aber das ist ein Mangel. Aus technologischen Gründen ist es schwierig, in einem Miniaturgehäuse eine hohe Zuverlässigkeit zu erreichen, daher garantieren viele fortschrittliche Serien 5000+ Stunden für 10 mm Durchmesser und mehr und 8 mm und weniger nur 2000 Stunden. Leckstrom Der Kondensator ist für uns nicht wichtig. Es gibt Kapazitäten, die speziell für einen geringen Leckstrom ausgelegt sind. Die Ordnung der Ströme (für die ausgewählte Nennleistung an der Grenze U und T) ist -
Bei einem Netzwerkverstärker mit Kapazitäten in der Größenordnung von 40.000 uF beträgt der Leckstrom von Standardkapazitäten 80 mA, der Leistungsverlust bei 63 V beträgt 5 Watt, was nicht so wichtig ist, zumal im wirklichen Leben nicht die maximale Spannung anliegt die Kapazität, aber viel weniger. In einem Autoverstärker ist die Gesamtkapazität um ein Vielfaches geringer, sodass wir den Uyechka-Strom vernachlässigen. Aufmerksamkeit! In der bürgerlichen Literatur sind alle dynamischen Parameter standardmäßig auf 120 Hz normiert, nicht auf 50 Hz wie in GOST. Verlustfaktor (Verlustfaktor) Alle Standardkondensatoren passen in den Bereich von 0.15 bis 0.25. Der „Impuls“-Verlustwinkeltangens ist halb so groß, etwa 0.06–0.15, wobei 0.15 niedrigen Betriebsspannungen entspricht und 0.06–0.10 Spannungen von 50–100 V entspricht. Aus diesem Grund sind im 12-V-Eingangsstromkreis unmittelbar vor der Primärwicklung des Transformators Kapazitäten mit der Bezeichnung + 35 .. + 50 V zu sehen, obwohl selbst unter Berücksichtigung von Impulsstößen die Spannung ausreichend ist und + 20-25 V beträgt . Bei hohen Spannungen (über 100–150 V) steigt der Verlustfaktor wieder an. Ripple-Strombegrenzung (Ripple Current) - wichtig für Lebensmittelfilter, je mehr desto besser! Sie wird durch den Aufbau (ohmscher Widerstand der Platten und Leitungen) und die Eigenschaften des Elektrolyten bestimmt. Mit einer Erhöhung der Welligkeitsfrequenz von etwa 10 Hz auf 1 kHz erhöht sich der zulässige Welligkeitsstrom von etwa 75 % auf 125–150 % der Norm. Bei Standardkapazitäten begrenzt die hohe Eigenimpedanz den Strom dann zwangsweise unter die Norm . Bei einem Temperaturabfall auf 40–60 °C erhöht sich auch die Stromrate, jedoch nicht mehr als um das Doppelte. Die Reihenfolge der normalisierten Ströme für unseren Kondensator (spüren Sie den Unterschied)
In der häuslichen Praxis verwenden sie die Norm zur Begrenzung der Sinusspannungswelligkeit von 50 Hz auf der Kapazität. Dieser Parameter und der Welligkeitsstrom sind austauschbar. Die Spannung ist insofern praktisch, als für die gesamte Reihe allein dieser Parameter ausreicht, der wenig von der Kapazität abhängt. Und der Strom (für eine bestimmte Nennleistung) kommt der physikalischen Bedeutung der Prozesse, die die Kapazität zerstören, näher. Äquivalenter Serienwiderstand - der Hauptindikator für die Eignung der Kapazität für gepulste Anwendungen. Sie ist in der Regel nur für Impulselektrolyte normiert.
Es wird angenommen, dass man durch den Ersatz eines großen Elektrolyten durch viele kleine parallel geschaltete Elektrolyte die Impedanz deutlich reduzieren kann. Ist es so? Vergleichen wir unseren 1000uF-Kondensator mit zwei 470uF-Kondensatoren und zehn 100uF-Kondensatoren. Für Ark SZ:
Erstens löst sich die falsche Vorstellung auf, dass eine kleine Kapazität einen geringeren Widerstand hat als eine große Kapazität. Nein, es ist groß – weniger. Zweitens gibt es einen Effekt, der sich jedoch nur bei einer großen Stückelungslücke bemerkbar macht und eine falsche Spurenführung die Situation sogar verschlimmern kann. Schauen wir uns Mallory SXR an:
Hoppla! Kein Effekt. Darüber hinaus ist der absolute Wert des Widerstands um ein Vielfaches schlechter als der der Taiwaner. Entweder lügt jemand oder jemand geht auf Nummer sicher. Und was ist, wenn wir bei großen Banken nachsehen – zum Beispiel sammeln wir 0.2 F von den Kondensatoren der Mallory CGR-Serie für 20 V
Der Effekt tritt nur bei den höchsten Nennwerten der Serie (von 51 bis 20 mF) auf, bei denen die Gesamtimpedanz der Bank durch den Widerstand der Leitungen bestimmt wird, und verschwindet bei „kleinen“ Nennwerten, wenn die Impedanz umgekehrt anzusteigen beginnt mit der Kapazität. Und die Induktivität der Installation wird höchstwahrscheinlich zu einer Verschlechterung der Parameter führen, wir sprechen von MilliOhm und NanoHenry. Wenn Sie also mit einer bestimmten Serie arbeiten, suchen Sie bitte entweder nach einer detaillierten Dokumentation oder messen Sie die Kapazität – aber wie man das für Ströme von Hunderten von Ampere unter Küchenbedingungen macht ... bleibt nur die bewährte Methode von Tyk. Besondere Arten von Elektrolyten – bürgerliche Terminologie
Hinweise zu sowjetischen Kondensatoren Viele von ihnen haben eine Lebensdauer von 5000 bis 10000 Stunden bei 85 °C. Allerdings beinhalten die „Ausfall“-Spezifikationen einen Kapazitätsabfall um 50 %, eine Verdreifachung des Verlustfaktors und Leckage, was mit modernen bürgerlichen Standards nicht zu vergleichen ist. Schon erwähnt K50-33 wird hergestellt (immer noch - Severo-Zadonsky-Werk) wird mit 4 axialen Leitungen hergestellt, was bei einer Kondensatorlänge von 60-90 mm die Stromschleife (im Primärkreis) auf eine unzulässige Länge aufbläht. Die Impedanz ist auf 10–1000 kHz normiert und reicht für alle Nennwerte von 30 bis 100 mΩ – das ist gut. Schlimmer noch, während der Operation werden wir sein dreifaches Wachstum zulassen. Die Mindestzeit zwischen Ausfällen (unter Berücksichtigung der oben genannten Grenzwerte) beträgt 2000 Stunden bei 85 °C und 5000 Stunden bei 70 °C. Dies ist der einzige wirklich hochfrequente Elektrolyt in der sowjetischen Nomenklatur. Die sogenannten „Puls“-Aluminiumtanks K50I-1, K50-3I, 13, 17, 21, 23 und ihre Verwandten K50-19-Startkondensatoren sind für Stromkreise von 150 bis 1000 V ausgelegt und für unsere Aufgaben nicht anwendbar. Ihr Widerstand ist nicht standardisiert. Tantal-„Pillen“ K53-28 werden bis zur maximalen Nennleistung von 10 mkF * 40 V, 68 mkF * 16 V auch mit axialen Anschlüssen hergestellt. Gleichzeitig beträgt der Gesamtwiderstand 0.4-10 Ohm (0.4 Ohm entspricht nur 10uF * 40V, bei Tablet-Abmessungen von 15 * 12 * 5mm). Niobium K53-27, auch mit axialen Anschlüssen, wird mit maximalen Nennwerten von 10 uF*40 V, 47 uF*20 V, 220 uF*16 V hergestellt. Der Widerstand wird auf eine Frequenz von 200 kHz normiert (für diese Werte 0.3-1.0 Ohm). Was die weit verbreiteten Halbleiter-Al-, Nb- und Tl-Kondensatoren K53 anderer Serien betrifft, ist keiner von ihnen auf den Widerstand (oder Strom) bei hohen Frequenzen normiert, daher gibt es nichts zu besprechen. Und die spezifische Kapazität ist unannehmbar niedrig. Was also setzen? Hier finden Sie eine Auswahl von Aluminiumkondensatortypen von auf Moskauer Basaren vertretenen Unternehmen (ausgenommen bipolare und schraubmontierte Kondensatoren). Keine Einheitlichkeit! „Banken“ sind mit einem Sternchen gekennzeichnet, alle anderen – mit flexiblen Schlussfolgerungen. Nun, wo Sie suchen müssen – Sie werden es selbst herausfinden, suchen und finden.
Veröffentlichung: klausmobile.narod.ru Siehe andere Artikel Abschnitt Spannungswandler, Gleichrichter, Wechselrichter. Lesen und Schreiben nützlich Kommentare zu diesem Artikel. Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik: Kunstleder zur Touch-Emulation
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