¿Cómo se realizan los cálculos de disipación de potencia de la resistencia?

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Estoy diseñando una fuente de alimentación de modo de conmutación para suministrar 150 V a 10 mA a un tubo nixie con capacidad nominal de 150 V y 3,5 mA. El diagrama del circuito será muy similar a este diseño , con la principal diferencia de que estoy potenciando una tubo en lugar de 6.

Si entiendo correctamente, la resistencia es necesaria para limitar el flujo de corriente, a fin de no soplar el tubo. La resistencia tendría que ser 42K Ohms (V / I o 150 / 0.0035). Sin embargo, solo la corriente de salida de la resistencia se usa en esa ecuación. Hay 6,5 mA de corriente a 150 V sin contabilizar. ¿Son estos 6,5 mA de corriente "direccionados" / utilizados en el cálculo de disipación de potencia (P = V * I), ya que la corriente restante se disipa como calor en la resistencia? ¿O el cálculo de la disipación de potencia sigue utilizando la corriente de salida de la resistencia?

En este último caso, ¿qué sucede con los 6,5 mA de corriente no utilizados por la carga?

    

2 respuestas

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Parece que no entiendes el funcionamiento de un tubo nixie en absoluto.

Necesitas la hoja de datos para tu Nixie, ya que no la especificas, aquí hay una típica de las acciones antiguas disponibles en Ebay ... Burroughs B-5859 página 1 y página 2 .

La sección crítica de la página 2 se muestra aquí:

Heagregadolíneasparalacorriente(3,4mA)yelvoltajedelsegmentodeltubocuandoestáencendido.PuedeverenelvoltajeenelejeYqueelvoltajesuministradosiempreestámuyporencimadelvoltajedesostenimientodeltubo.
Laformaenqueoperacadanúmeroeneltuboesqueelvoltajeaumentaporencimadeloquesellamaelvoltajedeimpactoy,unavezqueserealiza,estevoltajecaealvoltajedemantenimiento.

Enelesquemaqueproporcionó,observequelatensióndelafuentedealimentaciónesdehechode180VCC.
Coneltuboquesemuestraarriba,situvieraunafuentedealimentaciónde170VCCyunvoltajedesostenimientode130V,tendríaunaresistenciadeánodode:

(170-130)/0.0034->11.7kOhm

Silatensióndemantenimientoera145V,entonceslaresistenciadelánodosería:

(170-145)/0.0034->7.3kOhms

Porlotanto,encadacaso,solounapequeñapartedelatensióndelafuentedealimentaciónestáenlaresistenciadelánodo,lamayoríadelatensióneslatensióndemantenimientoenelelementodeltuboqueestáencendido.

ElvoltajedesostenimientoparaeltuboNixievaríadeuntuboaotroytambiénvaríasegúnlatemperaturaylaexposiciónalaluz.(Untuboesmásdifícildecomenzarenlaoscuridad)

Informaciónadicional
Yaquehaseñaladoeltuboqueestáutilizando( IN-8 -2 ), aquí hay algunos puntos más para pensar.
La clasificación actual para que todos los dígitos aparezcan con un brillo constante significa que para cada dígito se necesita un control de corriente separado. Si no lo hace, los dígitos como "1" aparecen muy brillantes, mientras que un "8" aparece mucho más oscuro.
También es un desafío cuando se usan dígitos y el punto decimal, ya que si este tubo no está multiplexado, debe diseñar para asegurarse de que tanto el dígito como el punto puedan correr juntos (puede hacer esto con un suministro negativo para el punto).

Ya que normalmente solo tiene una resistencia de ánodo única, esto significa que necesita agregar resistencias separadas a los pines del cátodo para controlar la corriente individualmente.

Probemos un ejemplo, aunque no conozco las corrientes absolutas requeridas para cada dígito, por lo que propondremos valores de suposición utilizando los datos de la hoja de datos.

De la hoja de datos:

  1. Sabemosqueelvoltajedeencendidoenelpeordeloscasosesde170V,porlotanto,establezcamoselPSa180VCC.Lahojadedatosnosdicequenovayamosporencimade200VDC.
  2. Sabemosqueelvoltajedemantenimientomásbajoesde100VCC.
  3. Lacorrientemáximaqueestableceremosen3.5mAparael"8" dígito "
  4. Supongamos que el dígito "1" será la mitad del "8", por lo que aproximadamente 1.75 mA.

Supongamos también que la resistencia de ánodo es todo lo que se necesita para el dígito "8", no usaremos una resistencia de cátodo.

La resistencia del ánodo es entonces:

(180 - 100) / 0.0035 - > 23k ohmios sin resistencia de cátodo.
Cuando el cátodo "8" se tira a tierra, el voltaje estará por encima del voltaje de impacto. Una vez que el dígito está en el ánodo, estará a 100 V CC (en el peor de los casos), por lo que habrá 80 V a través de la resistencia del ánodo (0,28 W, por lo que encajaría una resistencia de 1/2 W). Si el voltaje de mantenimiento es más alto para los tubos, digamos 130 V, entonces es posible que tenga que volver a calcular la resistencia del ánodo, ya que esto disminuiría la corriente de dígitos.

Para el dígito "1", la resistencia necesaria es:

(180 - 100) / 0.00175 - > 45k Ohms. Como ya tenemos 23k en el ánodo, la resistencia del cátodo debe estar (45 - 23) - > 22k Ohms. Cuando la resistencia del lado bajo "1" se tire a tierra, tendrá aproximadamente 40 V a través de la resistencia del cátodo y 40 V a través de la resistencia del ánodo.

Después de haber construido un montón de relojes (aunque todos fueron multiplexados) basados en Nixies en mi juventud desperdiciada, mi opinión es que es mejor usar un controlador de lado bajo de corriente constante con una resistencia de ánodo que establezca la corriente de seguridad máxima. Entonces es fácil usar un D / A de 4 bits para establecer los valores actuales para cada dígito / punto a medida que se multiplexa a través de ellos, especialmente si el reloj se basa en MCU.

    
respondido por el Jack Creasey
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La resistencia tendría que ser 42K Ohms (V / I o 150 / 0.0035)

Esto no es correcto, sí, esa es la ley de Ohm, pero en este caso tenemos que usarlo de una manera diferente.

Tomemos un ejemplo de un simple LED y una resistencia. Sabemos que en un circuito en serie, la corriente que fluye a través de todos los componentes es la misma, pero la caída de voltaje en cada componente puede ser diferente.

Si queremos suministrar un LED con 3.5 mA, eso significa que la resistencia también tiene 3.5 mA que fluyen a través de él. Simplemente haciendo \ $ R = V_ {supply} / I \ $ no está tomando en cuenta ninguna de las caídas de voltaje de los componentes.

Sitomamosestecircuitodeejemplo,podemosverquelacaídadevoltajeenelLEDesde2.2V,estoseconocecomoel"voltaje directo" que se puede encontrar en la hoja de datos de cualquier LED (esto es lo mismo que su 'Tensión de mantenimiento' para sus tubos nixie).

Tenemos nuestra tensión de alimentación de 5 V y la caída de tensión en el LED como 2,2 V, por lo tanto, la caída de tensión en la resistencia debe ser 2,8 V (\ $ V_ {R1} = V_ {fuente} - V_ {F} \ $)

Volviendo al punto anterior de que la corriente que fluye a través de todos los componentes es la misma , ahora podemos calcular la corriente que fluye a través de la resistencia en una resistencia dada ahora que sabemos la caída de voltaje a través de ella. usando la ley de ohmios.
Dijimos al principio que queremos suministrar al LED 3.5 mA, por lo que nuestra resistencia debe ser \ $ 800 \ Omega \ $ (\ $ R_ {1} = V_ {R1} / I \ $ o \ $ R_ {1} = 2.8 / 0.0035 \ $)

Si simplemente hubiéramos usado \ $ R = V_ {suministro} / I \ $ habríamos obtenido una resistencia de \ $ 1428 \ Omega \ $. Ahora, si hubiéramos usado este valor de resistencia, entonces la corriente real que fluye en el circuito solo habría sido \ $ 1.9mA \ $ (\ $ I = V_ {R1} / R \ $) como la caída de voltaje en nuestra resistencia tendría Todavía ha sido 2.8V.

Como nota final para recordar, solo puede usar \ $ R = V_ {supply} / I \ $ con precisión en un circuito puramente resistivo

    
respondido por el Doodle

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