¿Se necesita un condensador paralelo en esta aplicación?

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Como se puede ver en los siguientes esquemas, tengo un transformador conectado a la red eléctrica 220V y se convierte a 9V, que luego se conecta a un puente rectificador y regulador de voltaje a través de las etiquetas AC1 y AC2 .

Este es un proyecto de control TRIAC y estoy usando la señal etiquetada SYNC para informar al microcontrolador sobre los puntos de cruce por cero.

Llevo AC1 y AC2 al puente rectificador desde otra placa a través de algunos conectores disidentes y una PCB, que en total tiene una traza por señal de aproximadamente 8 cm.

¿Necesito colocar un capacitor de valor pequeño (aproximadamente 100nF) en AC1 y AC2 ? Si es así, ¿dónde debería colocar este capacitor en la PCB, más cerca del puente rectificador o del transformador? ¿Cómo calcular la tensión nominal del condensador? ¿Cuál es el valor del capacitor necesario?

¿Cuál sería el propósito de este condensador, en detalle?

Editar:

NohedadomuchosdetallessobreR1yC1enelsegundoesquema.Intentarédarmásinformaciónconestaedición.

EstoyutilizandoD1paraaislarlatensiónfiltrada(CC)demodoquepuedatenerunaseñaldedeteccióndecruceporcero.Queríatenerunafrecuenciade100Hz,dondemifrecuenciadelíneaesde50Hz.Esporesoquehetomadolaseñaldespuésdelpuenterectificador.

Aquíhayalgunascapturasdepantalladealcancedevariasconfiguraciones.

Secundariodeltransformador*:

  1. R1serellena,7805sourcing~10mA
  2. R1serellena,7805sourcing~75mA
  3. R1noestápoblado,7805sourcing~75mA

Salidadelpuenterectificador*:

  1. R1serellena,7805sourcing~10mA
  2. R1serellena,7805sourcing~75mA
  3. R1noestápoblado,7805sourcing~75mA

Entradade7805*:

  1. R1serellena,7805sourcing~10mA
  2. R1serellena,7805sourcing~75mA
  3. R1noestápoblado,7805sourcing~75mA

La señal etiquetada SYNC_In - R1 se rellena, 7805 sourcing ~ 10mA

Como puede ver, en la Salida subtitulada del ámbito de aplicación del puente rectificador: R1 no está poblado, 7805 fuente ~ 75 mA, el voltaje nunca baja lo suficiente como para crear una señal SYNC_In .

**: Los títulos de las imágenes son de izquierda a derecha y se enumeran debajo de las imágenes relacionadas. Al hacer clic en el título de la imagen, se abrirá una imagen de mayor resolución en la misma pestaña. *

    

3 respuestas

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R1 y C1 en la sección de bajo voltaje (sería bueno si los designadores de tus componentes fueran únicos en todas las secciones esquemáticas que publicas) no tienen sentido.

R1 pone una carga innecesaria en la salida del transformador y no tiene un propósito útil.

C1 filtrará algunas frecuencias altas que pueden provenir de la alimentación de alto voltaje y lo hará cruzar el transformador, pero esto no tiene sentido. Solo los picos positivos de la salida del secundario se realizarán a través de D1, lo que hace que se cargue C2. Un poco de ruido de alta frecuencia superpuesto a la forma de onda de potencia solo haría que los picos sean ligeramente más altos, lo que es inofensivo. Además, la inductancia del transformador filtrará gran parte del contenido de alta frecuencia de todos modos.

C1 en el circuito de alto voltaje tiene sentido ya que reducirá algunas de las altas frecuencias producidas por este circuito y, por lo tanto, realimentadas en la línea de alimentación. El puente rectificador de media onda dibujará corriente en chorros cortos, que contendrán armónicos significativos. La inductancia del transformador junto con C1 reducirá la magnitud de los armónicos superiores que se acoplarán nuevamente a la línea eléctrica.

Para una potencia tan baja (el transformador tiene una capacidad nominal de solo 2 VA), un simple capacitor paralelo como C1 puede ser suficiente. Para niveles de potencia más altos puede requerirse un filtro más deliberado. Para niveles de potencia aún más altos, se debe cumplir un cierto factor de potencia mínimo, dependiendo de la jurisdicción en la que se utilizará o venderá el dispositivo.

Sin embargo, todo esto es ruido comparado con otro problema evidente con este circuito. La salida de 9 V RMS del transformador se rectificará en media onda para producir alrededor de 12 V. Hasta ahora todo va bien. Por la clasificación de 2 VA del transformador, sabemos que este suministro está destinado a suministrar menos de 2 W. 2 W a 12 V sería 167 mA, por lo que seamos generosos y digamos que está destinado a proporcionar solo 100 mA. Tenga en cuenta que C1 solo se cargará una vez por ciclos de línea de alimentación. A juzgar por la entrada de 230 V y su ubicación, podemos asumir que esto es a 50 Hz. Eso significa que C2 se cargará cada 20 ms.

Por simplicidad por ahora, veamos cuánto caerá el voltaje en C2 suponiendo que se cargue a 12 V instantáneamente una vez cada 20 ms. (100 mA) (20 ms) / 220 µF = 9 V, lo que significa que la línea de "12 V" bajaría a 3 V, lo que claramente no es bueno para la entrada de un regulador 7805.

Podemos trabajar esto al revés y ver qué corriente puede mantener este suministro. Digamos que el 7805 necesita al menos 7,5 V para funcionar correctamente, lo que significa que C2 no puede caer más de 4,5 V. (4,5 V) (220 µF) / 20 ms = 20 mA. Por supuesto, C2 no se carga instantáneamente, por lo que el valor real es un poco más alto. Pero aún así, este suministro como se muestra, básicamente, no es bueno para corrientes de salida superiores a 20 mA.

Añadido:

Me acabo de dar cuenta de que hay un puente rectificador inmediatamente en la salida del transformador. De alguna manera, mi cerebro se saltó eso originalmente desde que vi D1 allí, que parecía ser un rectificador de media onda.

Tener tanto el puente rectificador como D1 es más tonto. Debido al pequeño valor de C2, mantendría el puente y me desharía de D1. Esto significa que la salida se cargará dos veces por ciclo de línea eléctrica, pero con una caída de diodo más en serie. Digamos que la caída de voltaje total del puente es de 1.4 V. Si se puede contar con el transformador para producir un seno de 9 V, entonces sus picos serán de 12.7 V. Eso, menos las caídas del diodo, es de 11.3 V. Eso deja un margen de 3.8 V para el 7805 para trabajar. (3.8 V) (220 µF) / 10 ms = 84 mA, que es el máximo con el que se puede contar para obtener el suministro desde el punto de vista de la caída de tensión de C2. (84 mA) (9 V) = 760 mW, por lo que debe estar dentro de las capacidades del transformador de 2 VA.

Si necesita más de 80 mA de este suministro, debe cambiar algo. Esto se supone que ya que D1 se reemplaza por un corto.

    
respondido por el Olin Lathrop
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Olin respondió a tu pregunta, pero quería señalar algo más. Tenga en cuenta que la tapa del filtro inicial, C1 en el lado de 230 V, debe tener una capacidad superior a 275V. Si bien la clasificación de voltaje generalmente se establece para CC o RMS, realmente debería proporcionar un poco de espacio para la cabeza para aumentar la longevidad de la pieza y para la seguridad cuando se trata de líneas de alimentación. Con 230 VRMS debe usar algo del orden de ~ 400 o 450 V al menos para estar seguro.

Este también debe ser un condensador estilo X2 que esté diseñado para funcionar en la red de alimentación de CA de tal manera que en caso de fallo no se convierta en un riesgo de incendio.

Lea la respuesta en Clasificaciones de voltaje de CA para capacitores para obtener más información.

    
respondido por el Mark
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El propósito del condensador que se conecta en paralelo a la red principal es un filtro de alta frecuencia y se debe colocar cerca de la entrada.

Puede leer sobre el condensador en esta nota de la aplicación.

Parece que su pregunta no era realmente acerca del capacitor de entrada de red C1, sino de un capacitor conectado a la salida del transformador, tal capacitor no servirá para ningún propósito.

    
respondido por el alexan_e

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