Cómo: Aspectos básicos del cálculo de VA del transformador para la regulación de voltaje mediante la rectificación de onda completa

Hay una serie de cosas mal con esto. La tensión del transformador debe elegirse para que sea suficiente para proporcionar 12 V en la salida. Si permitimos 2V para el regulador, 2V para el rectificador y, digamos, 2V para la ondulación en el condensador del filtro, entonces necesitamos 12.7VAC en cada mitad del devanado. Es mejor agregar 15% para la caída de tensión / caída de la línea, por lo que 15VAC es tan bajo como me gustaría. Así que tenemos 30VAC CT para el devanado, no 18VAC CT. Gran diferencia.

Ahora, vamos a calcular los condensadores de filtro mínimo. Los condensadores se cargan solo en los picos de la forma de onda, por lo que deben mantenerse durante 1/2 ciclo. Usemos 50Hz para que funcione en la mayoría de los lugares. Así que cada condensador es:

\ $ C_ {min} = (1/100) \ frac {I_ {out}} {\ Delta V} \ $ o 0.005F (5,000uF) para una fluctuación de 2V p-p. Es mejor usar el siguiente tamaño, así que quizás 5600uF / 35V (debemos tener en cuenta que la tensión de salida del transformador aumentará con una carga ligera y la tensión de la red podría estar en el lado alto). En este punto, debe verificar la corriente de ondulación del condensador, pero omitiré ese paso por razones de brevedad.

Ahora estamos en posición de calcular la corriente secundaria RMS del transformador que será 1.61 * la corriente de salida, entonces 1.6A (ignorando el regulador Iq, que es bastante insignificante). Ahora el transformador VA se puede calcular como 48VA.

Los disipadores de calor de cada regulador se disipan (el peor de los casos, con un voltaje de línea del 10% alto) alrededor de 9.5W, por lo que alrededor de 20W para el par (en este punto podemos ver que no hay mucho extra para VA vs. promedio corriente: los diodos disiparán 4W, la salida 12W y los reguladores 19W, por lo que solo 1W para calentamiento adicional del devanado del transformador, pero eso es lo que está en la línea 10% más alta).

Ahora a los diodos, ha hecho un puente rectificador de 2A / 50V, apenas suficiente para la corriente de salida. Cada diodo ve aproximadamente 55 V de voltaje inverso en cada ciclo, en el peor de los casos con una carga ligera (suponiendo que la línea tiene un 10% de altura y un 20% de regulación en el transformador), que es algo más que la clasificación, incluso sin transitorios en la línea. igual que los diodos 1N4004 para que no fallen ... normalmente. Yo usaría 4x diodos 1N5404 para esta aplicación, o un puente empaquetado de 3A o 6A.

Hay varias maneras de mejorar la presentación.

Primero, números. Citar números como 15,41616575914009 y 0,0681818181818182A no tiene en cuenta las tolerancias reales y los errores.

Gran parte de los componentes son peores que el 1% de tolerancia, por lo que más del 1% de importancia parece mal. Esto no es crucial para obtener un número. Sin embargo, pensar con cuidado acerca de los errores y la tolerancia, y usar niveles apropiados de importancia es importante cuando se trata de trabajo, tarea, examen o entrevista.

En segundo lugar, presentando ecuaciones como
x = IpVp = IsVs
x = Ip * 220v = 1 * 15
x = 15/220 = 0,068A (mi corrección)
es innecesariamente complejo y confuso, no se necesita "x". Peor x no representa el mismo valor en cada ecuación, por lo que no son un conjunto de ecuaciones.

En el primer paso x="IpVp" o "IsVs".
En el último paso, "x = 15/220 = 0,068A", x representa "Ip".
Elimine "x=" e indique explícitamente y de forma coherente lo que quiere decir:
IpVp = IsVs
Ip * 220v = 1 * 15
Ip = 15 / 220V = 0,068A

En tercer lugar, en "1. Rectificación" las caídas de diodos se calculan como:

  

Para calcular la caída de diodos, tengo que multiplicar 4 diodos por avance   caída de voltaje

Sin embargo, en un rectificador de puente completo, solo hay dos diodos que conducen en cualquier instante, por lo que solo hay que considerar dos caídas de diodos.

Encontré los diferentes usos de x innecesarios y confusos en el resto de la explicación, por lo que me detendré aquí.

Editar: no puedo ver nada permitido para la descarga y ondulación en los condensadores. El dibujo 1A de 2200uF (por ejemplo, ~ 2,2 ms a 1A) de un condensador cargado cada 10 ms, no funcionará bien. Incluya el cálculo de ondulación y haga que los condensadores sean mucho más grandes .

1. No. Solo hay un diodo a la vez que realiza la rectificación del lado positivo y un diodo a la vez que realiza la rectificación del lado negativo, por lo que a un máximo de 1 voltio cada uno, eso es una caída de 1 voltio para el suministro positivo y una caída de 1 voltio para el suministro negativo.

2. No. Si cada regulador necesita 2 voltios de altura y los diodos caen 1 voltio, eso es 3 voltios para el suministro positivo y 3 voltios para el suministro negativo.

3. Para obtener 12 voltios de los reguladores, entonces, tendrás que colocar al menos 15 voltios en ellos, lo que significa que la ondulación del capacitor BFC nunca puede caer por debajo de 15 voltios en el lado positivo de la oferta o en el lado negativo de la oferta.

4. La capacidad requerida se determina por:

$$ C = \ frac {I \ t} {\ Delta V} $$

donde

C es la capacitancia, en faradios,

I es la corriente de carga de CC, en amperios,

t es el período de ondulación, en segundos, y

\ $ \ Delta V \ $ es la ondulación permitida, en voltios.

5. Los 15 voltios requeridos en los diodos son DC, por lo que \ $ DC = RMS \ times \ sqrt {2} \ $ (para una onda sinusoidal) el transformador debe apagar a menos 10.6 voltios, RMS.

6. Si las cargas de CC requieren 1 amperio cada una, al mismo tiempo, eso significa 24 vatios, y eso debe pasar por el transformador. Además, dado que el transformador suministrará corriente a la carga y también cargará los condensadores del reservorio, una estimación conservadora para ambos es 1.8 veces la corriente de carga, por lo que para 24 vatios en las cargas, el transformador debe suministrar 20 VA adicionales a cargue los condensadores, lo que significa que el transformador debe tener una capacidad nominal de al menos 44 VA.

Sin embargo, el diablo está en los detalles, así que aquí hay un esquema de LTspice y una lista de circuitos para que puedas simular el circuito y jugar con él si quieres tener un mejor control de lo que realmente está sucediendo allí. No tengo los modelos 7812 y 7912 en mi biblioteca, así que hice un poco de trampa e hice a los reguladores de manera discreta.

Version 4
SHEET 1 992 680
WIRE 208 -256 80 -256
WIRE 352 -256 208 -256
WIRE 432 -256 352 -256
WIRE 512 -256 432 -256
WIRE 848 -256 608 -256
WIRE 896 -256 848 -256
WIRE 80 -208 80 -256
WIRE 208 -208 208 -256
WIRE 352 -176 352 -256
WIRE 400 -176 352 -176
WIRE 560 -176 560 -192
WIRE 560 -176 480 -176
WIRE 848 -176 848 -256
WIRE 560 -160 560 -176
WIRE 640 -160 560 -160
WIRE 352 -128 352 -176
WIRE 560 -128 560 -160
WIRE 640 -128 640 -160
WIRE 208 -96 208 -144
WIRE 208 -96 -112 -96
WIRE -192 -80 -304 -80
WIRE -304 -48 -304 -80
WIRE -192 -48 -192 -80
WIRE 352 -16 352 -64
WIRE 560 -16 560 -64
WIRE 560 -16 352 -16
WIRE 576 -16 560 -16
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WIRE 640 -16 576 -16
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WIRE 848 -16 656 -16
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WIRE 352 0 -32 0
WIRE -112 16 -112 0
WIRE 576 32 576 -16
WIRE 656 32 656 -16
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WIRE 80 144 80 96
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WIRE -192 176 -192 64
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WIRE -32 176 -80 176
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WIRE 208 256 208 208
WIRE 208 256 80 256
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FLAG 896 256 -12
FLAG 432 -256 RAW15
FLAG 432 256 RAW-15
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SYMATTR Description Diode
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