¿Cómo calculo la impedancia necesaria para reducir 120 VCA?

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He querido usar el H11AA1 detector de cruce por cero para detectar el cruce por cero Puntos de tensión de red: 120 V CA a 50 Hz . La hoja de datos dice que las corrientes de avance máximas de los diodos son \ $ I_F \ $ = 60 mA, la disipación de potencia máxima es \ $ P_ {diss} \ $ = 100 mW, y el voltaje típico hasta \ $ V_d = 1.2 V \ $ . Me gustaría conectar el H11AA1 a la línea principal sin un transformador y, en cambio, usar pasivos para disipar la energía restante.

He estado modelando cada línea usando este modelo:

El 'voltaje de entrada' que la impedancia ve debe ser una función sinusoidal rectificada de media onda, y la salida debe ser una onda cuadrada periódica.

\ $ v_i (t) = Asin (\ omega t) * (u [t] - u [t- {\ frac T2}]) \ $

donde \ $ A = 120, \ omega = 2 \ pi f = 100 \ pi \, T = \ frac {1} {2 \ pi f} \ $

Debido a que el diodo trunca el voltaje, la forma de onda debe verse como una onda cuadrada periódica (simulando que hay tiempos de aumento / caída instantáneos)

\ $ v_f (t) = \ sum_ {k = - \ infty} ^ \ infty 1.2 (u [t] - u [t - kT]) \ $

La corriente a través del diodo debe tener el siguiente aspecto:

\ $ v_i (t) = 0.6sin (\ omega t) * (u [t] - u [t- {\ frac T2}]) \ $

Usando voltajes de nodo,

\ $ \ frac {V_i - V_f} {Z} = I_d \ $

\ $ Z = \ frac {V_i - V_f} {I_d} \ $

El problema que tengo es que estoy esperando que la impedancia tenga un componente complejo y, por lo tanto, mis funciones de salida esperadas deberían tener un cambio de fase, pero no tengo idea de cómo explicar eso, si es así. ¿Hay otros errores en mis suposiciones acerca del voltaje y la corriente del diodo? ¿Cómo debo resolver la impedancia?

    
pregunta Joshua Paul Chan

2 respuestas

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Una resistencia ordinaria no tendrá virtualmente ningún componente complejo a 50 Hz. Los retrasos en el optoaislador serán mucho más significativos.

Su valor mínimo se establece según la disipación, la temperatura ambiente máxima, la clasificación de corriente máxima, las variaciones de voltaje y qué tan conservador desea ser.

Su valor máximo de resistencia está determinado por el CTR mínimo, la resistencia de carga y las tolerancias para el envejecimiento y las variaciones de voltaje.

120VAC es alrededor de 170V pico. Si permite algo como un pico de 40 mA, una resistencia mínima de 4.7K podría ser apropiada. La disipación de potencia de la resistencia sería ~ \ $ 0.5 \ frac {120 ^ 2} {R} \ $ = 1.5W, por lo que puede usar una resistencia de 2W. La disipación de la potencia del LED es de aproximadamente \ $ 0.5 \ cdot 0.9 \ cdot V_f \ cdot \ frac {120} {R} \ $ = 14mW, por lo que debería estar bien incluso con Ta alto. El factor 0.9 proviene de la relación entre la tensión RMS y el voltaje promedio: la disipación de la potencia del LED es proporcional a la corriente promedio, ya que Vf se fija a una buena aproximación.

Ajuste lo anterior según sus requisitos y preferencias. Luego debe calcular la resistencia máxima permisible en función de su resistencia de carga y el umbral de conmutación requerido. Si la resistencia máxima es menor que la mínima, entonces tiene un problema. Si es mucho más alto, considera usar un valor entre los dos. El envejecimiento se acentúa por la alta corriente y la alta temperatura.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Creo que no has tenido en cuenta la capacitancia de unión y la resistencia del diodo. Verifique la hoja de datos del diodo y reemplace el diodo anterior con esos parámetros (Rf y Cj).
Calcule la reactancia (jXc) de la capacitancia, sustitúyala con la resistencia directa del diodo. Ahora tiene lo que necesita una impedancia compleja.
Zt^2 = (Z + Rf)^2 + (jXc)^2
con fase
tan(x) = (Xc/(Z+Rf))

    
respondido por el Arvind

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