¿Se puede lograr una corriente constante con un convertidor dc / dc?

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Soy un novato en electrónica y parte de un club de cohetes. Durante el 4 de julio intentamos hacer un lanzamiento masivo de cohetes. No siempre funciona. Pensé en construir un circuito de descarga capacitiva para lanzar unos 50 cohetes y sorprender a los espectadores. La línea de cohetes abarcaría unos 100 pies utilizando un cable de cobre de calibre 22. Probablemente estaría a otros 100 pies de distancia. Por esta cantidad de resistencia, creo que necesito una buena cantidad de voltaje.

Entonces, cada cohete requiere un "fósforo eléctrico" para disparar eléctricamente. El fósforo eléctrico básicamente se parece a un cabezal de fósforos con cables. Cada coincidencia requiere 1 amp para hacer estallar y producir llama, según las especificaciones.

Compré algunos condensadores de flash fotográfico, un interruptor de palanca, una batería de 12 voltios y comencé a pensar en cómo cargaría el condensador y observé los convertidores de CC / CC. Pero la mayoría produce bajos vatios. Un convertidor de 12v a 100v tenía una especificación de 1.5w. A mi entender eso solo produciría .015 amperios. Un poco caro también.

Necesito información sobre cómo puedo hacer que esto funcione. ¿Necesitaría un amplificador dc / dc con una corriente constante de 1 amperio?

    
pregunta Johnny Holguin

2 respuestas

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La idea detrás del circuito de descarga capacitiva es que puedes cargarlo tan lentamente como quieras, y luego liberarlo rápidamente cuando sea necesario. La capacidad actual del suministro no afecta la forma en que se encienden los arrancadores, solo afecta el tiempo de recarga antes del próximo lanzamiento.

La forma en que funciona es que su fuente de alimentación puede proporcionar 15 mA durante varios segundos (o incluso minutos) para cargar los condensadores. Los condensadores se cargan de acuerdo con la fórmula

\ $ \ dfrac {\ mathrm {d} V} {\ mathrm {d} t} = I / C \ $

Cuando está cargada, la energía almacenada en el condensador es

\ $ E = \ dfrac {1} {2} CV ^ 2 \ $

Esta energía es la que usarás para calentar tus encendedores.

Luego, desconecta el suministro y cierra un interruptor para conectar el condensador al encendedor, y los condensadores pueden liberar su energía rápidamente en el encendedor. La fuente de alimentación no está involucrada en absoluto durante el tiempo en que se encienden los encendedores.

Una cosa a tener en cuenta es que, si la fuente de alimentación tiene una potencia muy baja, pasará mucho tiempo al comienzo del ciclo de carga, generando un voltaje mucho más bajo del que está diseñado (mientras que el voltaje del capacitor está aumentando). desde 0 hasta cerca del valor inal). Dependiendo de cómo se diseñe el suministro, es posible que no dure mucho cuando se usa de esta manera.

    
respondido por el The Photon
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Escuché que una conexión eléctrica comercial generalmente tiene una resistencia de aproximadamente 1.5 ohmios y una corriente de encendido recomendada de alrededor de 1 amperio. ( Alan Yates. "Encendido eléctrico". ) ( Pyromate: Basics of Electric Firing. ) ( Wikipedia: electric match. ) En otras palabras, (brevemente) requiere alrededor de 1.5 vatios por partido para disparar. Como desea lanzar 50 cohetes a la vez, necesita aproximadamente 75 W de potencia. Una sola batería de automóvil puede suministrar fácilmente varias veces esta cantidad de energía por un minuto.

Parece que la configuración tiene aproximadamente 200 pies en el mapa del par de cobre, por lo que la distancia total es de 400 pies (ida y vuelta).

El cable de cobre 22 AWG tiene una resistencia de aproximadamente 16 Ohm por 1000 pies. Entonces 400 pies tiene una resistencia de 6.4 Ohms.

Como ya descubrió, simplemente no se aplica la batería de 12 V a un montón de fósforos eléctricos. Por el a menudo mal entendido teorema de transferencia de potencia máxima , La potencia máxima que puede extraer en el extremo opuesto de una resistencia de 6,4 ohmios conectada solo a una batería de 12 V es de aproximadamente 11,25 W. Por lo tanto, a 1.5 W por fósforo eléctrico, puede encender a lo sumo 11.25 W / 1.5 W = > 7 fósforos eléctricos con este sencillo sistema de 12 V.

Para encender 50 cohetes se requiere un voltaje más alto, una corriente más alta, menos resistencia de los cables conductores, coincidencias que requieren menos energía o alguna combinación.

Entonces, ¿qué es la cosa más simple que podría funcionar ?

Un gran capacitor de almacenamiento se cargó lentamente con una batería que usa algún tipo de convertidor DC-DC, y luego se descargó rápidamente en los fósforos eléctricos, funcionaría, como lo describen Alan Yates y The Photon. El sistema pesaría mucho menos que 4 baterías.

Puede ser más sencillo usar unas cuantas baterías de 12 V cada una (tal vez pedir prestadas baterías de automóviles). Hay muchos arreglos que funcionarían:

  • Al cablear todas las coincidencias en serie, en un bucle grande, todo el bucle se ejecutaría (brevemente) a 1 A. La resistencia total del bucle es de aproximadamente 50 * 1.5 Ohm para las coincidencias + 6.4 Ohm para el cableado = 81 Ohmios Para conducir 1 A a través de esta resistencia se requieren aproximadamente 7 baterías (12 V cada una) en serie. (I * R = 1 A * 81 Ohm = 81 V)
  • Las conexiones de cableado en cadenas de 10 coincidencias por cadena, y luego conectar todas las cadenas en paralelo, requieren 5 cadenas a 1 A cada una, lo cual (brevemente) sacaría 5 A de la batería. La resistencia total del bucle es de aproximadamente 6,4 ohmios para el cableado + 1,5 ohmios * 10/5 = 9,4 ohmios. Para conducir 5 A a través de esta resistencia se requieren aproximadamente 4 baterías (12 V cada una) en serie. (I * R = 5 A * 9.4 Ohm = 47 V).

Como otros ya han señalado , "las coincidencias cableadas en combinaciones serie-parelelo pueden disparar más coincidencias eléctricas que la serie o el paralelo solo".

Veo que Robert Briody ha medido una variación sorprendentemente amplia en las características eléctricas de los fósforos eléctricos.

    
respondido por el davidcary

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