Filtro LC tolerante a alta potencia (10-20 W)

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Necesito crear un filtro pasivo de paso alto que tenga una frecuencia de corte de 2-3 kHz. Suena simple? Debe pasar entre 10 y 20 W rms de potencia a 20 kHz sin sobrecalentarse y hacer "bang".

El propósito de este circuito es suministrar alimentación de CA a un elemento de calentamiento de cable de nicrom, evitando el ruido del amplificador n * 50 Hz debido a la frecuencia de la red eléctrica. La tensión rms es inferior a 20 V y la corriente es inferior a 1 A.

En un intento anterior, intenté construir el circuito a continuación, donde R1 es el calentador de alambre de nicrom y C1 son dos condensadores electrolíticos opuestos de 100 uF en serie (cátodos unidos):

Estofuncionóduranteunos10segundos,luegoexplotóunodeloscondensadores:

Mis preguntas son:

  • ¿Qué crees que salió mal con mi intento? p.ej. ¿La capacidad de un capacitor de 35 V no fue lo suficientemente alta o se necesitó enfriamiento?

  • Lo que sugerirías le dará al circuito la mejor oportunidad de funcionar según lo previsto.

pregunta MichaelT

3 respuestas

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TL / DR: use una tapa grande de película, como a tapa del motor .

  

DC también crea un fondo magnético que quiero evitar, por lo que se descarta ese método.

Use un patrón no inductivo para su cable de nicrom, esto cancelará la salida del campo magnético.

  

¿Qué crees que salió mal con mi intento? p.ej. ¿El índice de capacitador de 35 V no fue lo suficientemente alto o se necesitó enfriamiento?

Una tapa de propósito general de 100µF tiene aproximadamente 1-2 ohms ESR, que es resistencia por lo que convertirá la corriente en calor. Esto crea suficiente calor para explotar el condensador. Es bastante pequeño, no puede disipar demasiado calor.

Necesitas una tapa de bajo ESR. Una buena idea sería un límite especificado para una corriente de rizado superior a la corriente de CA que se ejecuta a través de él. (Esa es la idea con la especificación de la corriente de onda).

La cerámica tiene una capacitancia que depende del voltaje, pero el voltaje a través de la tapa será pequeño. Entonces, la cerámica puede ser una opción. Puede usar cualquier combinación paralela de tapas optimizadas para un menor costo, como 10x 10µF tapas de 25V. Tenga en cuenta que agregará un poco de distorsión en la forma de onda.

Será difícil encontrar tapones de aluminio de 100 µF con una ESR suficientemente baja y una corriente de rizado lo suficientemente alta, pero puede usar tapas de polímero, que deberían funcionar bien.

    
respondido por el peufeu
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Esta es la forma correcta de construir un condensador no polarizado a partir de electrolíticos ordinarios. Los diodos son obligatorios para proteger cada condensador de polaridad inversa. Eso es posiblemente lo que los sopló antes. Ahora, el voltaje más inverso en cada uno será de aproximadamente -0.7 voltios.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el Sparky256
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Your filter:                My Filter:

Type: 2nd order HPF         3rd order HPF
Peak: 8 kHz +12 dB          +13 dB @20 kHz
Attenuation:   
   100 Hz:  -75 dB          -130 dB
  1000 Hz:  -35 dB           -70 dB

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab 

ECWF4754JL  0.75 uF film PP radial ( 3pc )

Las partes emparejadas llevan más del doble de la corriente aquí en resonancia, por lo tanto, corriente compartida.

Si enrolla su propia bobina de cable magnético, puede conducir > 100 W rms o > 200W pico en 4 Ohms.
30uH en 34 ohmios,
40uH en 4 Ohms para 20kHz

¿Por qué un diseño inferior para 10 ~ 20W cuando se puede sobre diseño para 100W?

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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