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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA La elección de condensadores para convertidores de voltaje de pulso. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Convertidores de tensión, rectificadores, inversores Al construir un PN pulsado, surge inmediatamente la pregunta: qué condensadores colocar tanto en la salida del rectificador como en el respaldo del devanado primario del transformador. La pregunta no está en vano: no fue fácil encontrar buenos condensadores de impulsos. Primero, decidamos qué condensadores necesitamos. Por voltaje en el bus secundario - 35, 50 o 63 V, salidas flexibles, por restricciones generales - con una capacidad de 1000 microfaradios (50-63V), 2200 microfaradios (35V). Para simplificar, me limitaré a una clasificación única de 1000 uF a 50 V, que corresponde aproximadamente al tamaño de 16 * 36 mm para electrolitos estándar. Tomemos como punto de partida absoluto la serie GS (Standard, 105С) de la empresa taiwanesa Ark Electronic, ampliamente disponible en Moscú. A modo de comparación, coloquemos al impulso Ark SZ y a los estadounidenses de pura raza Mallory uno al lado del otro. Álbum familiar de electrolitos. Parámetros clave Constructivo. Inmediatamente cortamos latas grandes para terminales de tornillo, contenedores subminiatura (4-8 mm), contenedores con cables axiales (el bucle de corriente se alarga, instalación ineficiente), limitados a cualquiera de los estándares cables radiales flexibles o ganchos duros debajo de la terminal, también se pueden soldar a la placa. Rango de temperatura, vida útil (Lifetime), categoría de confiabilidad (Grado de confiabilidad) La vida útil y el tiempo entre fallas están estrechamente relacionados con el límite superior del rango de temperatura. Dependiendo de la composición y la tecnología de "envasado" del electrolito, el límite superior se establece en +85C (estándar), +105C (aumentado), +125-140C (recipientes de alta temperatura). La vida útil se establece precisamente para esta temperatura, es de 1000 horas para los tipos estándar y se define como el tiempo durante el cual se garantiza que los parámetros del condensador, cargado a la tensión de funcionamiento constante máxima permitida, permanecerán en la "zona verde". . Como regla general, se controlan las desviaciones: capacitancia (20%), tangente de pérdida (no superior a +50%) y corriente de fuga (no superior al máximo garantizado). Para electrolitos pulsados, también se normaliza un aumento en la ESR y (o) la impedancia total.
1000 horas es un período ridículamente corto, aunque deliberadamente subestimado. Pero con una disminución de temperatura cada 10 grados hasta + 25C, la vida útil se duplica. Por lo tanto, un contenedor marcado con 105C en igualdad de condiciones es 4 veces más duradero que un contenedor marcado con 85C. Teniendo en cuenta las estresantes condiciones de vida en un amplificador de coche, nos limitaremos a capacidades normalizadas. +105C y superior. Los condensadores de mayor fiabilidad/durabilidad (a bordo) también están estandarizados para períodos de más de 1000 horas, hasta 20.000 horas, pero esto es una escasez. Por razones tecnológicas, es difícil obtener una alta confiabilidad en una caja en miniatura, por lo que muchas series avanzadas garantizan más de 5000 horas para diámetros de 10 mm y superiores, y de 8 mm y inferiores, solo 2000 horas. Corriente de fuga El condensador no es importante para nosotros. Existen capacidades especialmente clasificadas para corrientes de fuga bajas. El orden de las corrientes (para la clasificación seleccionada en el límite U y T) es:
Para un amplificador de red con capacitancias del orden de 40.000 uF, la corriente de fuga de las capacitancias estándar será de 80 mA, la pérdida de potencia a 63 V es de 5 vatios, lo cual no es tan significativo, especialmente porque en la vida real no se aplica el voltaje máximo a la capacitancia, pero mucho menos. En un amplificador de automóvil, la capacitancia total es varias veces menor, por lo que despreciamos la corriente de uyechka. ¡Atención! En la literatura burguesa, todos los parámetros dinámicos POR DEFECTO están normalizados a 120 Hz, no a 50 Hz como en GOST. Tangente de pérdida (factor de disipación) Todos los condensadores estándar encajan en el rango de 0.15-0.25. La tangente del ángulo de pérdida de "impulso" es la mitad, aproximadamente 0.06-0.15, correspondiendo 0.15 a voltajes de funcionamiento bajos y 0.06-0.10 a voltajes de 50-100 V. Es por ello que en el circuito de entrada de 12V, inmediatamente antes del primario del transformador, se pueden ver capacidades marcadas con + 35.. + 50V, aunque incluso teniendo en cuenta las sobretensiones, el voltaje es suficiente y + 20-25V. . En voltajes altos (por encima de 100-150 V), la tangente de pérdida aumenta nuevamente. Límite de corriente de rizado (Corriente de rizado) - Importante para los filtros de alimentos, ¡cuanto más, mejor! Está determinado por el diseño (resistencia óhmica de las placas y cables) y las características del electrolito. Con un aumento en la frecuencia de ondulación de aproximadamente 10 Hz a 1 kHz, la corriente de ondulación permitida aumenta de aproximadamente 75% a 125-150% de la norma, luego, para capacidades estándar, la alta autoimpedancia limita a la fuerza la corriente por debajo de la norma. . Con una disminución de la temperatura a 40-60 ° C, la tasa actual también aumenta, pero no más del doble. El orden de las corrientes normalizadas para nuestro condensador (siente la diferencia)
En la práctica doméstica, se utiliza la norma de limitar las ondulaciones de TENSIÓN sinusoidal de 50 Hz en la capacitancia. Este parámetro y la corriente de rizado son intercambiables. El voltaje es conveniente porque para toda la serie es suficiente este parámetro por sí solo, que depende poco de la capacitancia. Y la corriente (para una clasificación específica) está más cerca del significado físico de los procesos que destruyen la capacitancia. Resistencia en serie equivalente - el principal indicador de la idoneidad de la capacitancia para aplicaciones pulsadas. Por regla general, se normaliza sólo para electrolitos impulsivos.
Se cree que reemplazando un electrolito grande por muchos pequeños en paralelo, se puede reducir significativamente la impedancia. ¿Es tan? Comparemos nuestro capacitor de 1000uF con dos capacitores de 470uF y diez capacitores de 100uF. Para Arca SZ:
Primero, se disipa la idea errónea de que una capacitancia pequeña tiene menos resistencia que una capacitancia grande. No, es grande, menos. En segundo lugar, hay un efecto, pero se manifiesta sólo con una gran brecha de denominación, y el trazado incorrecto de las pistas puede incluso empeorar la situación. Veamos cómo está Mallory SXR:
¡Ups! Sin efecto. Además, el valor absoluto de la resistencia es varias veces peor que el de los taiwaneses. O alguien miente o alguien va a lo seguro. ¿Y si comprobamos en bancos grandes? Por ejemplo, recopilamos 0.2 F de los condensadores de la serie Mallory CGR para 20 V.
El efecto aparece sólo en los ratings más altos de la serie (de 51 a 20 mF), donde la impedancia total del banco está determinada por la resistencia de los cables, y desaparece en los ratings "pequeños", cuando la impedancia comienza a aumentar inversamente. con la capacitancia. Y la inductancia de la instalación, muy probablemente, provocará un deterioro de los parámetros, estamos hablando de miliOhms y nanoHenry. Entonces, cuando trabaje con una serie específica, si lo desea, busque documentación detallada o mida la capacitancia, pero cómo hacerlo para corrientes de cientos de amperios en condiciones de cocina ... solo queda el método probado de Tyk. Tipos especiales de electrolitos - Terminología burguesa
Notas sobre los condensadores soviéticos Muchos de ellos están clasificados para fallar entre 5000 y 10000 horas a 85 ° C. Sin embargo, las especificaciones de "fallo" incluyen una caída del 50% en la capacitancia, un aumento de tres veces en la tangente de pérdida y fugas, lo que no es comparable con los estándares burgueses modernos. Ya mencionado K50-33 se produce (aún - planta Severo-Zadonsky) se produce con 4 cables axiales que, con una longitud de condensador de 60-90 mm, infla el bucle de corriente (en el circuito primario) a una longitud inaceptable. La impedancia está normalizada a 10-1000 kHz y oscila entre 30 y 100 mΩ para todas las clasificaciones; esto es bueno. Peor aún, durante la operación permitiremos que se triplique. El tiempo mínimo entre fallas (teniendo en cuenta los límites anteriores) es de 2000 horas a 85 ° C, 5000 horas a 70 ° C. Este es el único electrolito verdaderamente de alta frecuencia en la nomenclatura soviética. Los llamados tanques de aluminio "pulsos" K50I-1, K50-3I, 13, 17, 21, 23 y sus parientes condensadores de arranque K50-19 están diseñados para circuitos de 150 a 1000 V y no son aplicables a nuestras tareas. Su resistencia no está estandarizada. Las "pastillas" de tantalio K53-28 se producen hasta la potencia máxima de 10 mkF * 40 V, 68 mkF * 16 V también con cables axiales. Al mismo tiempo, la resistencia total es de 0.4 a 10 ohmios (0.4 ohmios es solo para 10 uF * 40 V, con dimensiones de tableta de 15 * 12 * 5 mm). El niobio K53-27, también con cables axiales, se produce con clasificaciones máximas de 10uF*40V, 47uF*20V, 220uF*16V. La resistencia se normaliza a una frecuencia de 200 kHz (para estos valores 0.3-1.0 ohmios). En cuanto a los condensadores semiconductores K53 de Al, Nb, Tl ampliamente utilizados de otras series, ninguno de ellos está normalizado para resistencia (o corriente) a altas frecuencias, por lo que no hay nada de qué hablar. Y la capacidad específica es inaceptablemente baja. Entonces, ¿qué poner? A continuación se muestra una selección de tipos de condensadores de aluminio de empresas representadas en los bazares de Moscú (excepto los bipolares y los de tornillo). ¡Sin uniformidad! Los "bancos" están marcados con un asterisco, todos los demás, con conclusiones flexibles. Bueno, dónde buscar: usted mismo lo descubrirá, buscará y encontrará.
Publicación: klausmobile.narod.ru
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