Alegerea capacitoarelor in decuplarea amplificatoarelor audio

[ola_nicolas]

Acum 12 minute, prog a spus:

Astept o explicatie mult mai credibila si inginereasca ...

Pai este deja una "inginereasca". Tipul dielectricului este ales pentru satisfacerea rigiditatii dielectrice a unui condensator. Dielecticul de polipropilena este o banda fizica avand o grosime obtinuta prin procedee mecanice, adica cel mult de ordinul sutimilor de milimetru, in timp ce dielectricul SMD-urilor este un "film" depus prin metode speciale, avand grosimi de ordinul micronilor, sau chiar submicronice. Rigiditatea dielectrica a unui condensator este in stransa legatura cu grosimea dielectricului. Nu stiu sa explic mai "inginereste" decat atat, in cateva cuvinte pe un topic.

Editat Noiembrie 28, 2020 de ola_nicolas

[roadrunner]

Facem pe prostii?

Disipatia pe un condensator trebuie evitata cu ori ce pret (am scris mai sus si s-a sters) - daca un cond se incalzeste atunci cineva e prost proiectant.

Totusi ea exista si e cauzata de ESR.  Curentii de incarcare/descarcare (care creeaza dispatie) depind de urmatorii factori

• Capacitatea condensatorului
• Tensiunea la care se incarca/decarca (sau variatia min max in cazul de riplu)
• ESR

(si astea le-am scris si s-au sters din topic)

Nu se folosesc la filtraj la tensiuni mari si nimeni nu a sustinut asta.

Totusi se folosesc la filtrele EMC de la intrarea in sursele de comutatie pe partea de AC (sau cel putin eu ii folosesc)

https://www.we-online.com/katalog/en/ISC_WCAP-CSSA

RR

Quote

Nu stiu, teoria cu practica asta nu leaga undeva sau nu vad eu, ce sa zic! 

mergem pe pricipiu daca n-am vazut nu exista?

Ca ardeleanul care s-a dus pentru prima oara la gradina zoologica si se uita la girafa si zicea "asta nu se poate..."

 

 

 

Editat Noiembrie 28, 2020 de roadrunner

[ola_nicolas]

Acum 34 minute, prog a spus:

Astept o explicatie mult mai credibila si inginereasca ...

Hai sa o luam altfel, dar tot "inginereste". Intre doua spire adiacente ale unui transformator de retea uzual, exista o diferenta de potential mica. Intre prima si ultima spira a primarului, exista o diferenta de potential de 325 V, dar sunt pe interval cateva zeci de spire care le separa, ceea ce inseamna cativa milimetri, sau chiar centimetri distanta. Asadar este suficienta o izolatie dintr-un email obisnuit. Intr-un transformator de linii (spre exemplu) unde tensiunea la borne este de 40000 V, intre oricare doua spire, inclusiv cele mai departate intre ele exista o cadere de potential de cel putin 123 de ori mai mare. De aceea conductorul transformatoarelor de linii se izoleaza cu un email special cu rigiditate dielectrica mult mai mare. In caz contrar, emailul obisnuit, s-ar strapunge instantaneu la diferentele de potential mult mai mari suportate intre doua spire adiacente. Cam asa se pune problema si la condensatoare.

Editat Noiembrie 28, 2020 de ola_nicolas

[roadrunner]

Sunt si condensatoare ceramice cu tensiuni mari de lucru dar evident ca e crescuta distanta intre armaturi (ca sa creasca rigididatea dielectrica) dar volumul la SMD e limitat si se reduce numarul de straturi si implicit se reduce capacitatea, la tesiuni mari condesatoarele ceramice smd sunt de ordinul 10nF maxim.

La valori asa mici ale capacitatii si tensiuni mari sunt folosite mai mult in filtre de intrare in surse de comutatie sau in diverse alte locuri in sursa, dar nu la filtraj unde cativa nF nu ar ajuta cu nimic.

O alta problema mare la condesaroarele SMD este ca nu le place sa se arcuiasca PCB-ul si pot crapa. In general crapaturile creaza un decalaj mecanic (ca la doua placi tectonice) si pun condesatorul in scurt circuit. Acum sunt pe piata o noua serie constructiva care se numeste "soft termination" la care metalizarile sunt putin flexibile si permit flexarea pcb-ului. (e important daca placa e solicitata mecanic - vibratii de pe automobil sau o masina unealta)

Exista reguli la priectarea cu SMD ceramice ca de exemplu sa nu se plaseze langa suruburi de prindere sau cu latura lunga pe axa de arcuire a PCB-ului.

In rest in electronica digitala (care e 90% din tot ce cumparam in ziua de azi) condesatoarele ceramice sunt omniprezente. Desfaceti un telefon, o tableta, un laptop. Cate condensatoare de aluminiu sunt intr-un televizor care are grosimea de 10mm, maxim 10 buc (si alea tot SMD) si vreo 500 ceramice?

Condensatoarele ceramice se supun si ele la legile fizicii ca toate componentele doar dielectricul difera.

Din pacate 99% sau mai mult din userii de pe forum nu vad mai departe de amplificatoare audio si din cauza asta si expunerea mica la orice altceva. Nu tot ce e nou e prost si nu tot ce e vechi e bun.

RR

 

Editat Noiembrie 28, 2020 de roadrunner

[ola_nicolas]

Apropos de notiunea de rigiditate dielectrica, utilizata de mine mai sus, am sa dau un exemplu mai dur, dar foarte ilustrativ. Daca treci cu o undita, cu prajina din fibra carbonica pe sub o linie de inalta tensiune (110 kV) ai ocazia sa mori instantaneu. S-a intamplat in zona in care locuiesc eu. Obiectele inguste / ascutite sunt concentratoare de camp electric. Aceasta se datoreaza faptului ca aerul are o anumita rigiditate dielectrica si orice conductor incarcat electric, trebuie sa se situeze la o anumita distanta limita de oameni, sau alte vietuitoare terestre. Orice apropiere, sub acea valoare (cum ar fi capatul unei prajini de undita din fibra carbonica purtata pe umar) contravine acestei reguli si se pot intampla accidente precum cel aratat de mine. Este o lege fizica obiectiva, deoarece orice cadere de potential electric este rezultatul unui camp electric. Asadar nu intotdeauna un curent electric se stabileste numai si numai prin conductori, ci se poate stabili si prin izolatori cu o rigiditate dielectrica insuficienta.

[ola_nicolas]

La 28.11.2020 la 19:13, prog a spus:

Eu stiu ca e proportional cu capacitatea dar depinde la ce riplu redresat te raportezi. Tu te-ai raportat la 50...100Hz dar cand ai un amplificator audio care driver-ul sau tweeter-ul lui vrea curent, sa reproduca bine cu cat mai putine distorsiuni semnalul audio, fronturile de frecvente inalte, atunci iti trebui in apropiere un capacitor capabil de secventa asta. Daca tu ii pui unul SMD care stranuta la 1A, de miri de ce inaltele nu se aud ca lumea. Gandesc si eu logic, ce naiba! Si cred ca am dreptate, nu!

Eu am intervenit in discutie dupa acest mesaj care arata cat de confuze sunt notiunile discutate aici in interpretarea multor hobby-isti. Nu am avut timp sa citesc postarile anterioare, pana acum. Am vazut supararea lui @roadrunner, dar nu am crezut totusi ca este posibila o atat de mare confuzie. De aceea (desi topicul se "racise") revin pentru cateva precizari, altfel cei mai multi vor continua sa confunde notiuni elementare.

1. Cuvantul riplu, nu este in dictionarul limbii romane. La incercarea de a vedea o definitie generala am gasit asta: https://dexonline.ro/definitie/riplu

2. Tradus cu traducatorul Google, am obtinut urmatoarea asociatie: ripple = "(of water) form or flow with a series of small waves on the surface."

3. Nu am avut timp sa ma documentez in mod sistematic, insa din lucrarea Culegere de Probleme de Radioelectronica de I. Constantin si I. Diaconescu, de la Editura Tehnica, Bucuresti 1969, pe care o consult foarte des, mai ales atunci cand am probleme, dubii, etc, am scanat atasamentul 1. Deoarece nu se preciza unitatea de masura, am mai scanat din lucrarea Radioreceptoare pentru Radioamatori de Costica Lesu, de la Editura Sport-Turism, Bucuresti 1981 un tabel ilustrat in atasamentul 2, din care reies atat unitatea de masura, cat si valorile uzuale, in functie de sarcina, pentru factorul de ondulatie alias riplul. Desi in cele doua lucrari factorul de pulsatie (riplul) este notat cu simboluri diferite, se poate vedea din primul atasament cum este definit matematic acest factor de pulsatie (riplul) iar din atasamentul 2, reiese ca acesta nu se masoara nici in volti, nici in amperi, ci este adimensional si se exprima in mod uzual in procente (%) fiind de fapt rezultatul raportului / impartirii a doua tensiuni.

4. Riplul (factorul de pulsatie) nu este proportional cu capacitatea filtrului de netezire, ci dimpotriva este invers proportional cu aceasta. Adica pentru un riplu cat mai mic, se vor utiliza condensatoare cu capacitatea cat mai mare.

5. Asa dupa cum reiese si din atasamentul 1, U0 este componenta continua, iar U1 este amplitudinea cu frecventa cea mai mica a tensiunii de iesire. Prin urmare riplul redresorului este determinat de condensatorul electrolitic de valoare foarte mare (de ordinul micro / mili farazilor).

Toate aspectele de mai sus (de la 1, la 5) au fost stabilite cu mult timp in urma si au ramas asa cum au fost stabilite, chiar daca dupa revolutie, multi au considerat ca termenul romanesc de factor de pulsatie nu mai corespunde, si au adoptat englezismul riplu.

Odata cu era digitala a electronicii, s-a vazut ca pentru alimentarea cu curent continuu redresat in aparatura digitala, care functioneaza la frecvente foarte mari (mega / giga Hz) nu mai este suficient condensatorul de filtraj, care determina riplul, ci mai este strict necesar si un condensator de capacitate mica in paralel (10... 100 nF) care sa scurt-circuiteze la masa componentele de frecventa inalta si zgomotul de fond introduse de armonicile superioare ale tensiunii redresate.

Ca o concluzie generala la cele discutate mai sus avem:

1. Riplul nu se masoara in amperi (asa cum am constatat ca s-a scris in mai multe postari) ci este adimensional.

2. Curentul care trece prin condensatorul de filtrare, este unul usor suportat (in general) de catre acesta (de ordinul zecilor de mA) asa dupa cum rezulta si din simularea din atasamentul 3.

3. Singura situatie periculoasa pentru condensatorul de filtrare, este la pornirea initiala a redresorului de putere mare, atunci cand curentul instantaneu prin acesta este (in prima fractiune de secunda) de ordinul curentului maxim preluat de sarcina (in cazul din simularea din atasamentul 4 aproximativ 8,3 A) si scade exponential, ajungand dupa 1/3 secunde la valori de ordinul 1,8... 2 A, asa dupa cum se constata in atasamentul 4. In aceste cazuri se utilizeaza scheme de usurarea regimului de pornire (asanumitele softstart-uri).

4. Curentul care trece prin condensatorul, care descarca la masa zgomotul de frecventa mare (cel de 100 nF) nu va depasi nici-odata ordinul mili/micro-amperilor si ca atare nu este nevoie de scheme sofisticate de softstart in circuitul sau.

5. Ambii condensatori, trebuie sa reziste din punctul de vedere al rigiditatii dielecticului cu care sunt prevazuti, la tensiunea varf - varf de la borne. De aici si diferitele alegeri ale tipurilor aplicabile. Asadar, din acest punct de vedere, sondajul de opinie de la inceputul topicului este inutil.

Post Scriptum: A venit randul lui @roadrunner sa constate ca chestiuni tehnice bine argumentate teoretic, sunt stabilite prin vot. Poate isi mai aminteste si de cazuri cand el se alinia celor care voteaza, desi eu am replicat in mai multe randuri ca "... adevarul stiintific nu se stabileste prin vot. Daca 100 de preopinenti "cred" ca prin numarul mare au dreptate, si unul singul prin argumente afirma altfel, atunci adevarul poate fi de partea sa."

 

Editat Noiembrie 30, 2020 de ola_nicolas

[prog]

Acum 17 ore, ola_nicolas a spus:

2. Curentul care trece prin condensatorul de filtrare, este unul usor suportat (in general) de catre acesta (de ordinul zecilor de mA) asa dupa cum rezulta si din simularea din atasamentul 3.

Nu ati inteles toata pledoria audiofililor, vorbesc din punct de vedere audio - ca nici nu eu nu sunt mare guru in domeniu - dar problema nu e cat suporta capacitorul respectiv din pct. de vedere tehnic, a simularii, cum ati zis, no comment: cativa mA, ci cat curent este capabil sa dea de pe armaturiile sale cat mai repede spre driver-ul de inalte, in mod special. Daca ganditi asa, nu faceti performanta in audio, parerea mea. Eu nu zic ca nu merg si SMD-uri, dar cu conditia sa fie mai multe in paralel ! Asa ca nu va mai chinuti sa simulati, mai lipiti si ceva piese, experimentati practic.

@roadrunner a facut greseala de a asimila teoria la modul general pe anumite experiente practice. Nu intotdeauna e asa. Plus ca a amestecat partea digitala, unde un capacitor de 100nF SMD compenseaza un circuit integrat care deregula tranziteaza curenti de ordinul mA. In cazul audiofrecventei, si nu numai, vorbesc de curentii tari, regula nu e aceeasi, de asta se folosesc capacitoare THT de anumite valori si gabarite fizice. Deci trebuie privit dincolo de teorie, parerea mea, analizand lucrurile asa... succint!

[politehnica]

In toata teoria asta s-a uitat, cred, sa ma corectati daca gresesc, puterea in VAR a unui capacitor. Faceam o similitudine cu domeniul electric unde se discuta de baterii de capacitoare de o anumita putere. Eu cred ca acolo unde circula curenti de valori mari sunt necesare capacitoare de anumite, vorba colegului de forum @prog, "gabarite". Teoria neglijeaza aspectul asta -  inclusiv simulatoarele - dar eu cred ca nu e bine (pentru ca daca ar fi asa, atunci, vorba cuiva din topic, haideti sa folosim SMD-uri in electroenegetica, nu, dar nu e asa!).

Editat Noiembrie 30, 2020 de politehnica

[ola_nicolas]

La 30.11.2020 la 17:19, prog a spus:

... cat curent este capabil sa dea de pe armaturiile sale cat mai repede spre driver-ul de inalte ...

Oricat m-as stradui, nu inteleg aceasta formulare. In primul rand nu am intalnit pana acum notiunea de "driver de inalte". Un condensator acumuleaza sarcini electrice, pe care le cedeaza ulterior spre circuitul exterior lui. Ai facut vreodata socoteala, cam cate sarcini electrice trebuie sa acumuleze acel condensator ca sa dea curenti de ordinul amperilor?! In plus, daca s-ar fi inventat acel condensator care sa debiteze pe o sarcina de cel mult 1 ohm curenti de ordinul amperilor, atunci nu am mai fi avut nevoie de baterii de acumulatoare. In realitate procesul se petrece cam in modul urmator:

Prin analogie cu un rezervor de apa, in condensator incep sa se adune sarcinile electrice elementare (electronii) pana se umple. Incepand din momentul in care s-a umplut, trebuie tinut cont de fiecare trecere prin zero a tensiunii alternative de alimentare. Sa presupunem ca condensatorul a atins o valoare maxima, in momentul in care tensiunea alternativa este deasupra axei absciselor (adica pozitiva) si ca acest moment coincide cu maximumul acestei tensiuni. Incepand din acest moment, tensiunea alternativa de alimentare incepe sa scada. In acelasi timp condensatorul incepe sa debiteze in mod independent pe rezistenta de sarcina si ca atare prin el circula un curent, rezultat din cate sarcini elementare s-au deversat de la capacitor catre sarcina. In tot acest timp, tensiunea alternativa de alimentare isi urmeaza cursul, care se situiaza sub nivelul tensiunii la care a ajuns condensatorul. Urmeaza alternanta negativa, apoi tensiunea incepe din nou sa creasca. Pana unde va creste??? Evident ca va creste, pana ajunge la valoarea la care a ajuns tensiunea de la bornele condensatorului! Din acest moment, condensatorul incepe sa se umple din nou, pana la o valoare maxima pe care i-o permite sarcina, deoarece doar o parte din curentul disponibil debiteaza pe condensator. O alta parte importanta, va alimenta concomitent insasi sarcina. Dupa un timp de tranzitie suficient de lung (de ordinul zecilor de secunde in cazul puterilor mari debitate pe sarcina) condensatorul se va umple pana la la un nivel maximal, peste care nu va mai creste. In acest moment, condensatorul nu va face altceva decat sa compenseze o diferenta de energie minima necesara debitarii pe rezistenta de sarcina, concomitent cu umplerea din nou cu sarcini electrice condensatorul de filtrare. In acest moment curentul prin condensator este minim si se situeaza pentru cazul unui amplificator audio de 100 W, in interiorul valori de cativa miliamperi. Am simulat din nou, pierzand mai mult timp, astfel incat simularea sa ajunga la 2 minute (120 secunde). Curentul pe care il injecteaza in sarcina condensatorul de filtrare, este indicat de acel "stegulet" galbui de la borna superioara a condensatorului electrolitic C1, adica o valoare de pana la 25 mA. De ce este curentul atat de mic?! - Raspuns: pentru ca este utilizata o foarte mica parte din cantitatea totala de srcini electrice care s-au acumulat, incarcand la maximum condensatorul! In tot acest timp prin rezistenta de sarcina R1 (adica prin circuitul de alimentare al amplificatorului) trece asa dupa cum se vede pe steguletul galbui de pe borna sa 8,15 A! Cu alte cuvinte, condensatorul de filtraj C1, se comporta exact (dar exact) ca un hidrofor de mare capacitate, care alimenteaza in mod continuu un robinet deschis. Hidroforul porneste la o presiune anume, la care este reglat, se opreste la o presiune mai mare, la care este de asemenea reglat, porneste din nou la presiunea mai mica, se opreste din nou la presiunea mai mare, si tot asa la infinit. Pompa insa va porni numai din timp in timp pentru a compensa apa consumata din hidrofor. Cam acestea sunt prin analogie procesele care se petrec in condensatorul de filtrare C1, indiferent de ce anume se intampla in procesul de amplificare, inclusiv in "driverul de inalte", orice ar reprezenta el.

Concluzie importanta: Redresoarele fac acelasi lucru, indiferent daca debiteaza pe o simpla rezistenta de 1,45 ohm, sau pe un amplificator de 100 W sofisticat!!!

@politehnica: Simulatoarele acopera teoria existenta, si functioneaza asa dupa cum au fost "invatate" prin programare. Cu alte cuvinte nu prea scapa nimic din ceea ce este important.

Editat Decembrie 2, 2020 de ola_nicolas

[ola_nicolas]

Pentru @politehnica am facut o simulare speciala (in atasament) in care se vede de unde apare pe rezistenta de sarcina cea mai mare parte din curentul de 8,15 A din ultima simulare. Deoarece am cu totul alte cerinte de la un editor de articole in electronica, acesta va trebui sa observe curentul dupa puntea redresoare, care este 8,16828 A, curentul pe sarcina rezistiva R1 fiind de 8,14328 A, iar curentul pin condensatorul de filtraj C1 de 0,024896 A. Acum, conform teoremei lui Earnshaw, energia completata de condensatorul C1 pentru a garanta riplul care se vede pe osciloscopul virtual XSC1 din atasament, este: E=C∆U∆U/2=0.0276648 Joule. Deoarece timpul total de descarcare independenta a condensatorului C1 este de 0.006345 secunde, rezulta ca puterea compensata de condensatorul C1 debitand pe rezistenta R1 este de 0,0276648/0.006345=4.36009 W, din cei 100 cat disipa aceasta rezistenta - a se vedea simularile anterioare. Adica aproximativ 96 % din putere este asigurata de puntea redresoare in mod direct, iar restul de 4 % de condensatorul C1 de filtrare. Datele tehnice s-au luat din simulare - vezi adnotarile de pe osciloscopul virtual XSC1. Condensatorul C1, se descarca pe portiunea de curba dintre cele doua cursoare de masurare - unul albastru si unul rosu - care ne indica in stanga diferenta de timp in mS, iar in dreapta diferenta de tensiune la bornele capacitorului C1.

Editat Noiembrie 30, 2020 de ola_nicolas

[donpetru]

Desi cerinta mea urmatoare este putin OFFTOPIC, dl.Olaru, va rog sa simulati pornirea in monofazat a unui motor trifazat folosind un anume capacitor de pornire (de o anumita valoare)? Puneti in vedere valoarea curentului prin capacitor si cum justificati din punct de vedere practic alegerea constructiva a acelui capacitor pe baza simularii ? Aceasta simulare ne poate creea gresit impresia ca putem alege o gama variata de tipuri de capacitoare (ceea ce tot ati vrut dvs. sa demonstrati/sugerati in interventiile anterioare sau pur si simplu, chiar nu conteaza!) dar in realitate, din considerente care tin inclusiv de latura fiabilistica a problemei cat si de nivelul de tensiune / curentii absorbiti de sarcina, din aceea gama variata de tipuri constructive de capacitoare vom alege o gama mult mai restransa sau un singur tip constructiv. De ce ? Pentru ca simularea, asa cum spuneam, ne poate creea impresia ca putem folosi si 100 de buc. de capacitoare SMD in paralel. In anumite aplicatii, chiar audio, merg folosite aceste capacitoare (mai multe in paralel, atent alese) dar nu putem generaliza pe multitudinea de aplicatii existente in realitate, nu! 

In al doilea rand, vroiam de mult timp sa mentionez asta, sondajul topicului este incomplet sau cred ca ar fi trebui activat cu posibilitatea de a vota optiuni multiple. Cu acordul utilizatorului care a initiat discutia, pot corecta acest aspect.

Spuneam mai sus de posibilitatea votarii unor optiuni multiple si din cauza ca se pot folosi si mai multe SMD-uri in paralel, in anumite cazuri, vorbesc de amplificatoare audio dar si mai multe THT-uri in paralel sau chiar varianta combinata impusa de un anume layout PCB. Ca unii dintre noi prefera THT pe prim loc, in detrimentul altor combinatii, asta e altceva. Si cu siguranta, sunt de acord cu teoria prezentata de @ola_nicolas si @roadrunner, unde curentii de riplu, valoarea lor, este influentata de capacitatea condensatorului, inclusiv valoarea curentului de descarcare a unui capacitor pe care tot a pus amprenta utilizatorul @prog

 

[ola_nicolas]

In primul rand, simulatorul pe care il folosesc eu nu are posibilitatea de a modela (decat cu mare efort) un motor electric ai carui parametri sa ii pot controla. Apoi, un condensator de pornire are un cu totul alt rol in alimentarea unui motor monofazat. Datorita simetriei in curent monofazat (care de fapt devine bifazat prin constructia motorului si deci introduce un defazaj de 180 de grade) cuplul de pornire este nul. Condensatorul despre care vorbiti, nu compenseaza o anumita cantitate de putere lipsa, ci face o modificare a defazajului in momentul pornirii, defazaj care introduce o asimetrie suficienta pentru a creea cuplul de pornire. Odata pornit, condensatorul de pornire nu mai are nici-o influenta asupra regimului de lucru al motorului, de aceea in cele mai multe scheme de alimentare a motoarelor monofazate el va fi deconectat automat printr-un releu de timp, sau printr-un mecanism centrifugal care il intrerupe in momentul in care motorul a atins o anumita turatie. Din punct de vedere practic, motorul asincron monofazat are o infasurare separata special prevazuta pentru pornire. Aceasta infasurare (la care se conecteaza condensatorul de pornire) devine inutila in regim de functionare continuu si ca atare ea poate fi scoasa din circuit imediat dupa pornire. Intre condensatorul de filtrare si cel de pornire exista multe diferente importante. Una dintre ele este aceea ca nu poate fi utilizat un condensator electrolitic, din cauza alternantei polarizarii la borne. Calculul capacitatii unui condensator de pornire este mult mai complicat decat al unuia de filtrare a tensiunii continue dupa redresare si depinde de foarte multi parametri ai motorului asincron monofazat. De aceea, au fost introduse relatii matematice empirice, in functie de puterea motorului. Aceste relatii sunt insa cu totul aproximative si sunt determinate in exclusivitate pentru pornirea in gol a motorului asincron monofazat. Dupa ce fac un asemenea calcul, eu personal incep sa tatonez capacitatea de pornire in jurul celei obtinuta din calcul, astfel incat sa pot obtine o schema avantajoasa la pornirea in sarcina, sau cel putin in sarcina partiala. Spre exemplu, eu am construit in regim de home made un compresor de aer alimentat de la reteaua mono, dar am utilizat un motor trifazic de 1,1 kW. Dupa ce am calculat teoretic condensatorul de pornire, am tatonat valoarea necesara a acestuia, astfel incat motorul sa poata porni in siguranta, avand un cuplu de sarcina dat de presiunea aerului din camera de compresie a compresorului. Am pus din cate imi amintesc si niste poze pe forum, de aceea nu mai fac efortul sa caut aceste fisiere.

Editat Decembrie 1, 2020 de ola_nicolas

[ola_nicolas]

La 30.11.2020 la 17:19, prog a spus:

Nu ati inteles toata pledoria audiofililor ...

Eu cred ca dimpotriva, audiofilii nu prea inteleg cum anume trebuie dimensionat un filtru capacitiv pentru alimentarea amplificatoarelor. Pentru un redresor bialternanta, calculul decurge cu aproximatie conform atasamentului 1, care este un mixaj scanat din cartea Culegere de Probleme pentru Radioelectronica, pe care am mai mentionat-o anterior.

In atasament se indica o relatie de calcul pentru riplu, incadrata cu un chenar rosu. O relatie mult mai simpla si mai usor de utilizat este relatia γ=∆U₀/U₀, unde U₀ este valoarea tensiunii continue filtrate, necesara pentru alimentarea amplificatorului, iar ∆U₀ este marimea definita in simularea din atasamentul 2, care este o simulare speciala, mai putin riguroasa, dar care pune in evidenta relatiile dintre curba de variatie a unui redresor care debiteaza direct pe rezistenta de sarcina si unul care debiteaza pe un filtru capacitiv. Cu ajutorul relatiilor definite in atasamentul 2, vom considera ∆U=(∆U_A+∆U_B)/2=1,067+1,101=1,084 V, deoarece cele doua caderi de tensiune (∆U_A si ∆U_B) ar trebui sa fie egale. Avem datorita simetriei ∆U₀=∆U/2=0,542 V si ca atare se poate calcula riplul γ=∆U₀ /U₀=0,542/11,8=0,0459 %.

Daca ne uitam in tabelul atasat intr-o postare anterioara, vom vedea spre exemplu, ca pentru primele etaje ale amplificatoarelor, este necesar un riplu (factor de pulsatie) in domeniul 0,001... 0,002 %. Constatam ca riplul obtinut cu condensatorul  de 47 mF nu este suficient de mic pentru scopul nostru. Sa presupunem ca ne propunem un riplu de 0,0015 %, adica pe mijlocul domeniului de mai sus. Din relatia (11.27) incadrata in atasamentul 1, rezulta conditia (π-2θ)/2ωRC=0,0015. Constatam ca avem doua necunoscute - capacitatea C a condensatorului si unghiul de conductie 2θ  al puntii de diode pe perioada incarcarii acestuia. Avem nevoie, pentru a determina aceste necunoscute, de o a doua relatie. Stim ca valoarea curentului prin sarcina R va fi maxima, atunci cand tensiunea la bormele acesteia va fi maxima, adica U_0M=U₀+∆U₀=12+0,542=12,542 V. Avem deci I_0M=U_0M/R=12,542/1.44=8,71 A. Valoarea rezistentei de sarcina R=1,44 se obtine rezolvand in raport cu R relatia P=U₀²/R, de unde rezulta R=U₀²/P=12²/100=144/100=1,44 Ω . In simulari am folosit din ratiuni practice valoarea R=1,45 Ω. Curentul mediu prin sarcina R il calculam din relatia I₀=U₀/R=12/1,44=8,33 A. Facem raportul I_0M/I₀=8,71/8,33=1,046. Calculam valoarea functiei F(θ)=2I_0M/I₀=2,09. Functia F(θ) este definita si incadrata in atasamentul 1. Relatia de definitie a acestei functii este una transcedenta si nu poate fi rezolvata in raport cu necunoscuta θ prin mijloacele matematice curente cunoscute de utilizatori. De aceea s-a dat o nomograma ajutatoare, pe care o reiau la o scala marita in atasamentul 3, unde sunt marcate si reperele acestui exemplu. Avem θ=21,3°, adica aproximativ θ=21°18' evaluat sexagesimal, sau θ=0,3718 rad, evaluat in radiani.

Cu aceste date, relatia conditie de mai sus (scrisa cu aldine cursive) devine (π-2x0,3718)/2ωRC=0,0015 si se rezolva in raport cu necunoscuta C. Avem C=(π-0,7236)/0.003(2πfR)=1,7694 F. Utilizand 4 condensatoare electrolitice de 470 mF / 50 V, simularea pentru aceasta valoare a filtrului capacitiv este data in atasamentul 4.

Diagrama de variatie a tensiunii filtrate este practic o linie dreapta. Diferenta dintre valoarea minima si cea maxima a tensiunii pe condensator fiind de ∆U=0.027134 V. Rezulta ∆U₀=∆U/2=0,013567 V. Rezulta un riplu γ=∆U₀/U₀=0,013567/11,9=0,00114 %, adica mai mic decat cel pe care ni l-am propus.

Hai acum sa facem o evaluare prectica a ceea ce am obtinut. Cei 4 condensatori electrolitici de 470 mF (milifarad) costa conform saitului https://www.adelaida.ro/47000uf-63v-electrolitic-low-esr-64x105mm-epcos-clone.html circa 2080 lei. Pe de alta parte doar cei patru condensatori, montati in pozitie verticala pe un PCB vor ocupa un volum minimal de 180x180x220 milimetri cubi. Ambele premize de mai sus sunt inacceptabile pentru un hobby-ist si cu atat mai mult pentru un profesionist. Marind riplul la limita de sus 0,002 %, vom utiliza foarte probabil numai trei din cele 4 condensatoare de 0,47 F, care vor costa numai 1560 lei. dimensiunile fizice ale montajului, ramanand aproximativ aceleasi. Asadar orice solutie de acest tip este nefezabila.

O solutie destul de eleganta este aceea cu doua surse independente de 12 V, dar alimentate din doua infasurari separate ale aceluiasi transformator de retea. Sursa de putere mare (aproximativ 100 W) necesara etajului final, simulata in atasamentul 2 este acoperitoare, deoarece conform tabelului cu valori ale riplului, este necesar un riplu de 0,1... 0,5. Pentru partea de intrare (preamplificator) va fi necesara o sursa care sa debiteze cel mult 0,2 A. O asemenea sursa este simulata in atasamentul 5.

Daca calculam riplul acestei scheme (tema pentru acasa) vom constata ca ne inscriem in domeniul 0,001... 0,002 %. Asadar, cu doi condensatori electrolitici de 47.000 uF / 40 V, procurati spre exemplu de aici https://www.tme.eu/ro/details/wl47000_40/condensatoare-elect-cu-surub-si-altele/samxon/wl-47000-40v/ vom cheltui doar aproximativ 162 lei. Cei doi condensatori plantati unul langa celalalt pe un PCB, vor ocupa un spatiu maximal de 102x51x90 milimetri cubi, adica dimensiuni acceptabile.

Eu personal, cam asa as proceda. 162 lei (ca pret) este sub 10 % din solutia cu un singur redresor care alimenteaza intregul montaj, iar dimensiunile montajului in cele doua cazuri sunt incomparabile.

Editat Decembrie 5, 2020 de ola_nicolas

[dumitrumy]

Diodele redresoare conduc doar 4ms, in sarcina condensatorului ramane debitarea curentului pe rezistenta pt restul de 6ms. Deci curentul prin condensator este exact 8,xxxA si nu mA. Timp de 4ms traful trebuie sa debiteze si in sarcina si in condensator, asa ca vom avea la varf un curent si de 4 ori mai mare fata de cel de iesire.

Exista suficienta documentatie pe net cu forma curentului prin diode/ condensator.

 

Editat Decembrie 5, 2020 de dumitrumy

[leo_electro]

Acum 4 ore, dumitrumy a spus:

Diodele redresoare conduc doar 4ms, in sarcina condensatorului ramane debitarea curentului pe rezistenta pt restul de 6ms. Deci curentul prin condensator este exact 8,xxxA si nu mA. Timp de 4ms traful trebuie sa debiteze si in sarcina si in condensator, asa ca vom avea la varf un curent si de 4 ori mai mare fata de cel de iesire.

Exista suficienta documentatie pe net cu forma curentului prin diode/ condensator.

 

Buna completarea dar nu ai raspuns exact la intrebarea topicului !!

Eu am inteles pana la urma ca cel de 100nF compenseaza un procent foarte mic din curentul de riplu si mai putin conteaza daca e SMD sau NU !! Mersi tuturor pentru implicare. Raman dator cu o bere, lui: @roadrunner, @ola_nicolas, @prog.  Iar daca nu beti, beau eu una pentru voi. Glumesc, dar sper ca stiti de gluma!