Puente rectificador completo con circuito de condensador de filtro

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Tengo un problema donde tengo una señal de potencia sinusoidal de 60 Hz con una amplitud de 14.14 V a través de un puente rectificador con diodos modelados de voltaje constante (\ $ V_D = 0.7V \ $)

La carga actual es de \ $ 30 mA \ $ en promedio. Necesito encontrar el voltaje de rizado \ $ V_r \ $, salida de CC promedio \ $ v_ {outavg} \ $, voltaje inverso máximo experimentado por los diodos \ $ PIV \ $, el pico y las corrientes promedio a través de los diodos \ $ i_ { dmax} \ $ y \ $ i_ {davg} \ $. El circuito utiliza un condensador \ $ 250 \ mu F \ $ como un condensador de filtro.

Dado que no se nos da el voltaje de ondulación y se desconoce la resistencia, no estoy seguro de cómo proceder.

Tengo la entrada: \ $ V_1 = 14.14 V \ $

Salida de pico: \ $ V_ {pico} = V_1 - 2V_d = 14.14 - 1.4 = 12.24V \ $

Tensión inversa máxima: \ $ PIV = V_1 - V_D = 14.14 - .7 = 13.44 V \ $

$$ i_ {davg} = i_ {loadavg} (1 + \ pi \ sqrt \ frac {V_ {peak}} {(2V_r)}) = 30 mA (1 + \ pi \ sqrt \ frac {14.14} {(2V_r)}) $$

$$ i_ {dmax} = i_ {loadavg} (1 + 2 \ pi \ sqrt \ frac {V_ {peak}} {(2V_r)}) = 30 mA (1 + 2 \ pi \ sqrt \ frac {14.14} {(2V_r)}) $$

$$ V_r = \ frac {V_1 - 2V_D} {2fRC} = \ frac {14.14 - 1.4} {2 \ cdot 60 \ cdot R \ cdot (250 \ times10 ^ {- 6})} $$

¿Cómo resuelvo para \ $ V_r \ $ sin conocer la resistencia? ¿Y a dónde más voy de aquí? ¿Lo que tengo correcto hasta ahora?

    
pregunta ANZ

2 respuestas

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Vmax = Vavg (dc) + Vpp (ac) / 2 es una aproximación de que la ondulación es una onda triangular, pero en realidad está más cerca de un diente de sierra.

Has estimado Vmax = 12.24V

Aunque el tiempo de carga es más rápido que el tiempo de descarga, el tiempo de caída y la corriente de carga producen el rizado de CA pico-pico strongV = dV / dt * T [Vpp]

  • para el intervalo T = 1 / 2f y f = 60Hz
  • para Ic = C * dV / dt en el intervalo de descarga del capacitor
  • desde arriba ΔV = dV / dt * T
  • por lo tanto, ΔV = Ic * T / C para T = 1 / 120Hz [s], C = 250uF y Ic = 30mA CC solo de descarga
    • ΔV = 30mA * (1 / 120Hz) * (1 / 250uF) = 1 Vpp
    • volvamos a esa onda ondulada
  • ¿Qué proporción de cada medio ciclo se usa para el tiempo cargado / descargado?
  • esta relación está directamente relacionada con el porcentaje de ondulación y la relación de corriente de carga / descarga

    • sabemos que% ripple = ΔV / Vdc * 100% es aproximadamente 1Vpp / 12Vdc = 8.3%.

      • Si duplicamos eso, podemos reducir la fluctuación de 1Vpp a ~ 86% de 1V o 860 mVpp.
      • Esto concuerda con la simulación de abajo. 405 (+ pk) + 445 (-pk) = 850mV
      • Con más pruebas, puedo mostrar que la ondulación% V es la misma que el% de carga / carga actual
      • Te dejaré comparar tu prueba con mi estimación
        • Por lo tanto, cargue la corriente pulso en diodo y Cap = Ipeak = 30mA * 1 / ΔV [%] = 361 mA
        • Esto concuerda con la simulación de abajo. (385 mA)
    • En la siguiente simulación, observe que el alcance inferior durante el encendido es un par de amplificadores limitados por el diodo ESR

    • También tenga en cuenta que para diodos ideales y tapa, si la alimentación se conecta a la tensión pico de CA es la corriente del diodo y la tapa es infinita !!

Alimento para el pensamiento

    
respondido por el Tony EE rocketscientist
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Parece que debe haber una expresión más simple para la corriente de diodo promedio si conoce la corriente de salida promedio. Sólo digo'.

Vr se puede calcular aproximadamente (para Vr pequeño) suponiendo una descarga de corriente constante del condensador de filtro durante 1/120 segundos.

La corriente pico del diodo se puede calcular a partir del dv / dt de la tensión de entrada cuando los diodos comienzan a conducir, ya que la corriente del condensador será C * dv / dt (y todavía hay corriente de salida).

    
respondido por el Spehro Pefhany

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