Рассчёт конденсаторов питания УМ импульсного источника

**Алижан** · 13.01.2006, 14:56

Может кто подскажет как рассчитать банки на импульсном источнике питания? Понятно что банки должны быть достаточно большие чтобы выдерживать пики потребления пока не подоспееет обратная связь ШИМ стабилизатора.
Но всё же нужна конкретная формула

**Костя Мусатов** · 23.01.2006, 00:03

Стоп, 1000*35 - это же конденсаторы для правой стороны, для вторичного напряжения. Там они могут и выдержать. А я больше всего задаю вопрос про левую сторону, там, где 30А гуляет. Конденсатор туда пойдет на 16В.

**IVX** · 23.01.2006, 00:07

ага, я на 14в и симулировал

**pokos** · 23.01.2006, 00:12

К слову о производителях. Имею в закромах несколько комповых питальников, в которых распрекрасно вздуты те самые электролиты low ESR. Просто питалы работали круглосуточно некоторое время. И там, всё же, было далеко не 30А. У меня электролит low ESR ёмкостью 22мк через 10с после включения просто взорвался на токе 20А, причём, плёнкой он был зашунтирован.
Так что, схему LCLC поддерживаю всемерно. При этом первый кондюк должен быть наименьшей ёмкости, обеспечивающей выбросы на диодах менее, чем их максимально допустимая напруга. Вот это действительно надёжно.

**kaskod** · 23.01.2006, 09:23

Сообщение от IVX

Кстати совесть-совестью, но 1 год надо гарантировать..

Год это мало

Да, в усях по дороже я видел гирлянды кондёров тогда я на это не обратил внимания за отсутствием надобности в данном вопросе

**лысый** · 23.01.2006, 09:50

Сообщение от Костя Мусатов

И так и не так. На максимальной мощности, разницы в токовой нагрузке почти нет для стаб. и нестаб. На меньших мощностях у стаб. токи уменьшеются медленнее чем падает потребление. У нестаб. они пропорциональны. Что бы нестаб. преобразователь давал бы малую токовую нагрузку на конденсатор, рассеяние трансформатора должно быть очень маленьким. А, из-за того, что преобразователь имеет неравные обмотки, рассеяние заметное и ток через первый конденсатор оказывается импульсным.

Не совсем понял о чём это.
Конденсатор греет переменная составляющая входного тока падением на его ESR. У разных ПН при равном входном токе может быть очень разная переменная составляющая этого тока и соответственно по разному они будут греть ESR входного конденсатора. Это зависит только от формы потребляемого тока (величина гармоник). В нерегулируемом ПН с минимальным дед тайм форма входного тока - прямоугольные импульсы с очень короткой паузой - почти постоянный ток, переменки мало, мало нагрева. В стабилизированном ПН даже на максимальной мощности обязательно есть запас по диапазону регулирования, а значит по заполнению импульсов, иначе стабилизации не будет. Форма входного тока - тоже почти прямоугольные импульсы (со скошенной макушкой), но с гораздо большей паузой - от этого гораздо больше переменная составляющая тока и его пик-фактор, и больше нагрев ESR. И чем меньше заполнение, тем больше во входном токе переменки. При этом средний входной ток у них может быть одинаковым при прочих равных. И рассеяние транса тут ни при чём.

**MegaElektronik** · 23.01.2006, 13:15

Большие конденсаторы (в 1 фарад) в авто стоят, чтобы снизить нагрузку на аккумулятор во время пиков, т.к. ни очень-то и большой срок службы аккумулятора при большом токе.
А высокочастотные помехи для такой мощьной нагрузки не сильно-то и страшны.
А конденсатор для ИБП нужно расчитывать исходя из мощности потребления при пиках.
Например у вас есть усилок на 100Вт.
Вы слушаете бассовую музыку.
Длительность 100 ватного импульса в среднем около 0,2 с, число повторений в среднем 1-1,5 в сек, но возможен и постоянный басс. Вот исходя из этого и нужно считать емкость. Что-бы при пиках у вас нагрузка была на конденсатор, а не на блок питания. Исходя из этого конденсаторы нужно ставить максимально близко к усилителю, а не источнику. По питанию ни помешает небольшая индуктивность, чтобы сгладить пики тока заряда конденсатора.
А для фильтрации помех на выходе ИБП нужно ставить LC фильтр, в котором конденсатор нужен в несколько сотен мкФ, и зависит он от частоты преобразователя.

**kaskod** · 23.01.2006, 13:32

Сообщение от MegaElektronik

Большие конденсаторы (в 1 фарад) в авто стоят, чтобы снизить нагрузку на аккумулятор во время пиков

Мимо,частично,пара фар потребляет больше,без такого кондёра посмотри насколько упадёт мощность в итоге.

**Костя Мусатов** · 23.01.2006, 14:47

Сообщение от лысый

Конденсатор греет переменная составляющая входного тока падением на его ESR. У разных ПН при равном входном токе может быть очень разная переменная составляющая этого тока и соответственно по разному они будут греть ESR входного конденсатора. Это зависит только от формы потребляемого тока (величина гармоник). В нерегулируемом ПН с минимальным дед тайм форма входного тока - прямоугольные импульсы с очень короткой паузой - почти постоянный ток, переменки мало, мало нагрева. В стабилизированном ПН даже на максимальной мощности обязательно есть запас по диапазону регулирования, а значит по заполнению импульсов, иначе стабилизации не будет. Форма входного тока - тоже почти прямоугольные импульсы (со скошенной макушкой), но с гораздо большей паузой - от этого гораздо больше переменная составляющая тока и его пик-фактор, и больше нагрев ESR. И чем меньше заполнение, тем больше во входном токе переменки. При этом средний входной ток у них может быть одинаковым при прочих равных. И рассеяние транса тут ни при чём.

Како в бы ни был deadtime, в его момент конденсатор отдает весь потребляемый ток. Потому амплитудное значение тока не изменяется от заполнения. Среднеквадратичное значение тока, которое и греет кондер, кончно зависит от заполнения. Однако кроме нагрева, как я уже писал, есть деградация от превышения импульсного тока, связанная с недостатком носителей. Получается, что по импульсному току мы не должны превышать параметр Ripl Current. В общем-то, потому и существуют конденсаторы с большим током и с малым сопротивлением, как два класса. Одни больше расчитаны на импульсную нагрузку, а другие на среднеквадратичную.
Рассеяние трансформатора влияет на скорость наростания тока в нем. СЧем больше рассеяние, тем медленнее наростает ток. Рассеяние образует резонансный контур с первым конденсатором после выпримителя. Это легко посмотреть по форме тока через мощные транзисторы или диоды. Изменяя емкость первого конденсатора можно управлять формой тока в импульсе. При небольших емкостях, 1мкФ и ниже, колебательный процесс очень заметен и может даже вызывать срабатывание защиты по току. Добавление после диодов первой индуктивности как бы добавляет рассеяния трансформатору во включенном состоянии, чем можно сделать форму тока оптимальной. Но загонять рассеяние в трансформатор невыгодно, поскольку внешний дроссель отдаст накопленное нагрузке, а рассеяние трансформатора пытается засунут ьнакопленное в ключи (или в цепи подавления звона в первичке)

[ADDED=Костя Мусатов]1138016878[/ADDED]

Сообщение от kaskod

Мимо,частично,пара фар потребляет больше,без такого кондёра посмотри насколько упадёт мощность в итоге.

Под нагрузкой понимается динамическая нагрузка, усредненная конденсаторами БП и представляющая как бы огибающую сигнала. Ее динамика как раз для таких конденсаторов. Если начать слушать синус с ровной амплитудой, то фарадный конденсатор ни чем нам не поможет. Практически фарадный конденсатор усредняет потребление по пик-фактору.

**kaskod** · 23.01.2006, 15:18

Сообщение от Костя Мусатов

Под нагрузкой понимается динамическая нагрузка

Согласен,аккумулятор здесь не причём,в пиках на проводах может упасть до 3 вольт и даже более, а ПН как правило ставят в багажник,отсюда очень существенное снижение мошности системы в целом,лет 15 назад,когда был пацаном грешили музыкой в авто,я только это имел ввиду от вч он конечно не спасёт.Без такого кондёра усилия по достижении макс мощности тратятся в пустую от части.Он необходим.

**лысый** · 23.01.2006, 18:55

Сообщение от Костя Мусатов

Како в бы ни был deadtime, в его момент конденсатор отдает весь потребляемый ток.

А куда он его отдаёт, оба ключа закрыты. Костя, я всё время толдычу исключительно только про входной конденсатор, ближний к инвертору, про входной ток, про форму входного тока. А ты про какой? По-моему про выходной, после выпрямителя. Так нам сложно договориться.

**Костя Мусатов** · 23.01.2006, 19:04

Сообщение от лысый

А куда он его отдаёт, оба ключа закрыты. Костя, я всё время толдычу исключительно только про входной конденсатор, ближний к инвертору, про входной ток, про форму входного тока. А ты про какой? По-моему про выходной, после выпрямителя. Так нам сложно договориться.

Да, все время о разном

Но, не смотря на это. Во время deadtime конденсатор со средней точки первички заряжается от источника. Практически можно считать так. Ток через силовой дроссель не изменяется и все, что передавалось до этого в нагрузку, теперь течет в конденсатор. Потом включается другой транзистор и ток он забирает на себя и еще немного забирает из конденсатора. Средний ток через конденсатор должен быть равен 0. Потому если он заряжается коротко большим током, то отдает он долго небольшим током. Если заполнение небольшое, например 50%, то оба тока (заряда и разряда) будут примерно равны.

**MegaElektronik** · 24.01.2006, 12:23

Сообщение от kaskod

Мимо,частично,пара фар потребляет больше,без такого кондёра посмотри насколько упадёт мощность в итоге.

А ты посчитай сколько у тебя будет потребление от 12в, в момент максимума сигнала при RMS мощности 200Вт.
Мощность на выходе 200Вт
КПД усилителя от 30 до 80% (зависит от класса и от амплитуды сигнала) скорее прицентов 70(при max сигнале).
КПД ИБП - около 80.
(200*1,41*(1/0,7)*(1/0,8)=503,57
Итого потребление по 12В 503,57Вт!!!

Вот зачем фарадный конденсатор.