Circuito de atenuación de la bombilla de CA - ¡Los resistores se calientan!

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Estoy construyendo un circuito para fundirse lentamente (cuando está encendido) y desaparecer lentamente (cuando está apagado) dos bombillas LED.

El circuito funciona, pero las dos resistencias de 100 ohmios (ver imagen) se están calentando mucho (demasiado calor para tocar, pero no están fumando)

He tenido un poco de problemas con su circuito. Soy basura con el análisis de CA, y no tan bueno con DC. Conozco los peligros que estoy presentando, así que, además, esperaba que alguien pudiera orientarme hacia una solución.

Yo usaría las mayúsculas de tamaño adecuado, en lugar de la configuración serie / paralela, pero éstas estaban por ahí. Además, las resistencias de 100 Ohm 10W fueron las mejores que pude encontrar en la Radio Shack local.

Básicamente, me acerqué a esto como un circuito de CC, ya que todo lo que pasa más allá del diodo rectificador de medio puente es CC con los condensadores de suavizado. Cada condensador tiene una potencia nominal de 63V. Estoy bien dentro del manejo de voltaje de cada condensador. Comencé por suponer (equivocadamente quizás) que las bombillas en paralelo serían equivalentes a alrededor de 1029 ohmios, dado que están disponibles en el estante, las bombillas domésticas tienen una potencia de 7W, utilizando la Ley de Ohm a 120 V CC. Luego calculó la caída de voltaje para las dos resistencias de 100 ohmios, que deberían ser de aproximadamente 19.5 V con una disipación de potencia total de 1.9 W con .1A a través del circuito. El hecho de que las dos resistencias de 10W estén tan calientes, me hace creer que me estoy perdiendo algo aquí. Pensé que iban a exceder su manejo de potencia durante la carga inicial de las tapas, pero se enfriarían una vez que las tapas estuvieran cargadas. ¿Qué me estoy perdiendo?

También, debo agregar: Una vez que el voltaje alcanza ~ 40V a través de las tapas, las bombillas comienzan a apagarse y se vuelven más brillantes hasta que el nivel de voltaje es ~ 90V a través de las tapas. Tarda unos 10 segundos en cargarse completamente. Mi pregunta es: ¿cuál debería ser la disipación de potencia entre los dos resistores de 100 ohmios antes del diodo?

Las bombillas están representadas con resistencias aquí. No vi un LED básico en Partsim ...

Cualquier ayuda sería muy apreciada. Gracias!

    
pregunta bma1984

2 respuestas

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No es trivial calcular la potencia disipada en las resistencias. La entrada es de 120 AC con un voltaje máximo de ~ 170V.

Con una tensión de 90 V en el condensador, la caída a través de las resistencias es una onda sinusoidal truncada con un pico de aproximadamente 80 V.

La forma más fácil de calcular la disipación de energía es usar un simulador gratuito como LTSpice.

Cambié el orden de los diodos y las resistencias para facilitar el sondeo de los voltajes, pero esto no afectará los resultados.

Utilicé una fuente de voltaje en lugar del condensador y la resistencia para acelerar la simulación: tardaba años en alcanzar 90v.

Enelgráficoquesemuestra,latrazaazuleslaCAentrante,latensiónverdeenlasalidadeldiodoylatrazarojaeslapotenciainstantáneaencadaresistencia,tengaencuentaquealcanzaunmáximodeaproximadamente15W.

LTSpiceluegohizoelpromediodelagráficadepotenciaparadar2.9Wencadaresistencia.

    
respondido por el Kevin White
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La respuesta de Kevin White es LA respuesta, pero no has pensado bien qué pasa cuando se pulsa el poder. Haría esto como un comentario, pero es demasiado largo.

El problema es que, cuando se pulsa la alimentación, la potencia general aumenta muy rápidamente a medida que disminuye el ciclo de servicio del pulso.

Considere una resistencia de 1 ohmio impulsada por un DC de 1 voltio. La corriente promedio es de 1 amp. La potencia disipada por la resistencia es de 1 vatio, ¿verdad? Cuadrado de la tensión dividido por resistencia.

Ahora considere que la misma resistencia está siendo activada por una fuente de 10 voltios que está activa durante el 10% del tiempo. Digamos 1 segundo encendido, 9 segundos apagado. La corriente es de 10 amperios durante 1 segundo, cero durante 9 segundos, por lo que la corriente promedio es de 1 amperio. Conmigo hasta ahora? Ahora mira el poder. La potencia disipada es de 100 vatios durante 1 segundo, cero para 9, para un promedio de 10 vatios. Por lo tanto, para la misma corriente promedio, la potencia pulsada promedio es 10 veces mayor.

Aplica esto a tu circuito. Con un conjunto de grandes condensadores y un aumento lento correspondiente en el voltaje de salida, está claro que la corriente promedio se comportará de manera similar a sus cálculos. Sin embargo, la corriente a través de los resistores de 100 ohmios, como se muestra en el simulador, es una serie de pulsos cortos, por lo que la potencia disipada por los resistores será mucho mayor de lo que un análisis de CC podría llevar a esperar.

    
respondido por el WhatRoughBeast

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