Ho dimensionato il ponte raddrizzatore per un'applicazione. Non riesco a trovare un documento che mi dica come calcolare la potenza che il ponte dovrà dissipare. La simulazione con spice mi ha dato i seguenti risultati: Vin=33Vac I_carico=1.5A continui (ripple a parte) C=6600uF Ho ottenuto 2W per ciascun diodo del ponte. Vorrei avere anche un ritorno dalla carta (almeno come ordine di grandezza). Ho cominciato a fare due conti teorici, ma se trovassi un'application sarei più contento. Suggerimenti? Grazie
Il Tue, 19 Apr 2005 14:45:37 +0200, PeSte ha scritto:
...Non ti so suggerire una "application" ma, non sono certo di avere capito il problema. Vuoi sapere quanto dissipano i diodazzi del tuo ponte? Un ponte a quattro diodi? Non mi pare 'sto gran fardello :-)
Non ti basta controllare che la corrente di picco sia sotto quella massima consentita al diodo stesso? Normalmente la caduta sui diodi non dovrebbe essere 'sto granché, sbaglio?
mmm... ma non puoi semplicemente tirarti giù dal simulatore corrente e tensione su ogni diodo, moltiplicarli tra loro (magari su excel), fare una media e moltiplicare per 4 ?
-- S.Bern
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"PeSte" ha scritto nel messaggio news:V379e.9209$ snipped-for-privacy@tornado.fastwebnet.it...
"Michele Ancis" ha scritto nel messaggio news: snipped-for-privacy@40tude.net...
[...]
Questo è un dato che ho tenuto in considerazione per la scelta del ponte. Sapere quanto dissiperà è importante anche ai fini "logistici" della scheda. Se la simulazione dice il vero...ho 8W da piazzare sullo stampato.
Sui diodi ci casca 1V, non ci piove...il problema è il contributo dei picchi di corrente sul computo della potenza....dici che è trascurabile? A me non pare (a naso), ma magari sono troppo prudente.
Il giorno Tue, 19 Apr 2005 15:28:25 +0200, "PeSte" ha scritto:
La corrente sui diodi è impulsiva, se hai elettrolitici di alto valore sarà ancora più grande, ma di solito si considera trascurabile. Comunque i ponti possono scaldare, non risparmiare sui ponti e la corrente AC deve essere 1,8 volte quella DC. (vedi un post di una settimana fa)
Il Tue, 19 Apr 2005 15:28:25 +0200, PeSte ha scritto:
Se hai fatto bene i conti, non vedo grossissimi problemi a fidarsi di una simulazione in questo frangente.
Ma scusa, un ponte a quattro diodi? Ponte classico? Non ci sono picchi di corrente, che mi risulti. C'è una sinusoide "mozzata", no? Poi devi prendere il prodotto V*I e calcolarne il valor medio, così hai la potenza attiva. La V sul diodo la consideri costante e ti rimane il valor medio di quella sinusoide "raddrizzata", che rappresenta la tua corrente se il carico è puramente resistivo...ah, ho capito! Dopo hai un condensatore di filtro...ecco da dove ti arrivano gli impulsi :)
Ok, scusa, non avevo capito il problema. In tal caso, direi la corrente
*media* di carico sia circa uguale a
I_average_diodo = I_carico*[1+Pi*sqrt(2*V_picco)]
fatti du' conti...ho trovato questa formula sul mio testo di elettronica (Sedra/Smith) e penso sia giusta, a meno di errori di battitura che ogni tanto saltano fuori. Non ho avuto la pazienza di ricontrollare ma magari stasera ci faccio un pensierino. E' sempre stimolante :)
"SB" ha scritto nel messaggio news: snipped-for-privacy@4ax.com...
il ponte è da 8A medi (il più piccolo che ho trovato), i picchi ripetitivi massimi che sopporta sono da 50A. Da simulazione i picchi sono da una quindicina di ampère e la cosa mi tranquillizza. Mi domando solo se veramente scalderà da 8W....
La stima della potenza dissipata dipende da quanto bene conosci il diodo utilizzato (e anche il trasformatore: se non metti le impedenze longitudinali del trasformatore ottieni picchi di corrente troppo elevati).
La potenza dissipata da un diodo, in prima battuta la si puo` ottenere come corrente media che circola nel diodo moltiplicato per la tensione massima che cade sul diodo in conduzione (e` una sovrastima, ma neanche troppo sbagliata). Se sul diodo di picco cadono 1.5V e la corrente media di ogni diodo e` di 0.75A (tuo caso), la potenza dissipata e` dalle parti di 1.1W, per ciascun diodo.
Un modo un po' piu` preciso e` quello di considerare la caduta di tensione sul diodo come se derivasse da una tensione costante e resistenza in serie. A questo punto la potenza dissipata per ogni diodo e` data dalla corrente media per la tensione costante, piu` la corrente efficace di ogni diodo al quadrato (da trovarsi con spice o altri spannometri vari) moltiplicata per la resistenza. Se ben ricordo c'e` la ixys, che per da` i due parametri (V e R) per i suoi diodi.
--
Franco
Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)
Il Tue, 19 Apr 2005 17:48:38 GMT, Franco ha scritto:
[]
Perché assimili la corrente media sul carico (di cui parla PeSte) alla corrente media nel diodo? A me verrebbe da dire che mentre la prima è virtualmente uguale alla V_uscita/R_carico, e costante, la seconda è frutto degli impulsi che caricano il condensatore e può avere valore ben diverso.
E` vero che la corrente nei diodi e` impulsiva, ma il valore medio degli impulsi e` pari alla corrente del carico (diviso due, se e` un ponte).
La ragione e` nella legge di kirchhoff. La somma istantanea delle correnti entranti in un nodo e` nulla, dice la versione normale.
Sommatoria su k di Ik=0.
Di questa espressione puoi prendere il valore mediom su ambo i lati. A destra hai il valore medio di 0 che e` ancora zero, a sinistra hai la media di una sommatoria. La media e` un operatore lineare, scambia con la sommatoria, e quindi hai che
media(Sommatoria su k di Ik)=Sommatoria su k (media di Ik))=0
cioe` la legge di kirchhoff vale anche per le correnti medie.
Adesso considera il ponte raddrizzatore, il condensatore che c'e` dietro (che e` quello che genera i picchi) e il carico. Il carico assorbe una corrente pari a Vo/R (trascuriamo il ripple di uscita). Questa e` una corrente continua, media. Questa corrente media non puo` arrivare dal condensatore, perche' in C non passano componenti medie. Vuol dire che arriva tutta dal ponte, e per simmetria, meta` attraverso una coppia di diodi e meta` attraverso l'altra coppia di diodi.
Sono riuscito a spiegarmi?
PS: la legge di kirchhoff per le correnti vale sui valori istantanei, su quelli medi ma non su quelli efficaci, perche' l'operatore rms non e` lineare e non commuta con la sommatoria.
--
Franco
Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)
Il Tue, 19 Apr 2005 20:23:02 GMT, Franco ha scritto:
Franco,
mi piace molto il tuo modo di ragionare ed esporre, ma ho ancora un dubbio. Cerco di fissare un po' di punti del problema: partiamo col circuito (non ho fidocad su questo PC). Lo semplifichiamo con un diodo solo, in serie al parallelo di una resistenza ed un condensatore. Provo il disegnino...
|\ | o----| \|------*---- OUT | /| | | R C | | ------- GND
Al diodo connettiamo un generatore di tensione sinusoidale...per limitare la corrente sarebbe opportuna una resistenza serie, ma lasciamo le cose come stanno.
Allora, dicevo del mio dubbio: sono combattuto tra due punti di vista: quello intuitivo, porta alle stesse tue conclusioni: visto che la carica (Q) che il carico (che simpatica assonanza) riceve, nel periodo della sinusoide (meno l'intervallino in cui è il condensatore a caricarsi), è uguale a quella che arriva sulle armature del condensatore quando è il diodo a condurre, visto che la Q si può scrivere come I_media*Delta_t, abbiamo che sostanzialmente la corrente media nel diodo dev'essere uguale alla corrente media nel carico.
Questo è il ragionamento intuitivo.
Se però prendo in mano il mio libro di testo dell'Università, il Sedra/Smith e vado a guardare il famoso circuitino, trovo un'analisi alquanto diversa, che mi sembra corretta dal punto di vista formale. Tra l'altro, si basa esattamente sui principi di linearità che hai chiamato in causa tu.
Al nodo contrassegnato con l'asterisco del circuito sopra, applichiamo Kirchoff e mediamo, abbiamo:
I_diodo = I_condensatore + I_carico
Ho omesso la dicitura media, ma è così che la intendo. Ora, dire che la corrente media nel condensatore è nulla mi sembra....tremendamente giusto perché se no questo condensatore, pian piano, si caricherebbe sempre più...
Ciononostante, mi scontro con la dura realtà del Sedra/Smith il quale, invece, afferma che:
Q_fornita = I_condensatore*Delta_t (I_condensatore è media)
eguaglia
Q_persa = C*V_ripple
e, visto che il ripple non è zero....aaaaaaagggghhhh! Non ci credo...penso di aver capito l'inghippo, sai? Ce l'hai il Sedra/Smith? Ora sono un po' stancuccio e lascio passare la notte ma....credo che possiamo fare salvi tutti i punti di vista.
'Sto disgraziato di Sedra, quando parla di corrente media nel diodo, intende la media *nel tempuscolo di conduzione*!!! Ecco perché trova un valore maggiore di quello medio di carico nel *tempo della sinusoide in ingresso*. Da non credere. Perché mai userà questa media? Boh!!
Sta di fatto che le intuizioni che avevo avuto erano giuste, così come le tue argomentazioni. Mi spavento sempre quando non riesco a far collimare ragionamenti "di principio" con analisi più formali.
In sostanza: la corrente media nel condensatore, se come intervallo temporale prendiamo quello della sinusoide, è zero. E' facile e intuitivo :)
Se - per qualche oscura ragione - ci va di camminare con le scarpe strette per un po', allora possiamo considerare anche una corrente media nel diodo
*durante l'intervallo di conduzione dello stesso*. In questo modo otteniamo un valore più grande della corrente media di carico.
L'importante è che ci rendiamo conto che - in termini di potenza attiva - è giusto considerare il periodo della sinusoide o anche della forma d'onda della corrente nel diodo come intervallo di tempo sul quale integrare, visto che e questo intervallo temporale a garantirci l'indipendenza del valor medio dal numero di periodi che scegliamo di considerare.
Non e` intuitivo, e` rigoroso, con tanto di dimostrazione :-)
Gia`, proprio cosi`, perche' sta cercando di calcolare il ripple.
Che e` piu` piccola della corrente di picco nel diodo perche' c'e` sia la corrente che va sul carico, sia perche' la forma d'onda che passa nel diodo e nel condensatore non e` un rettangolo, assomiglia piu` a una mezza sinusoide (stretta) o a un arco di parabola. La forma giusta dipende da tanti parametri, principalmente l'impedenza della sorgente.
Ciao!
--
Franco
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(L. Wittgenstein)
in effetti non ho messo un'impedenza serie al generatore sinusoidale :-( l'ho aggiunta in simulazione e ho ottenuto circa 1W per diodo...il che mi conforta...anche i picchi di corrente sono molto più limitati. Ad ogni modo ho trovato nella "cantina" aziendale un fantastico manuale di Motorola del 1976 intitolato "Voltage Regulator Handbook: theory and practice" che contempla il dimensionamento di ponti e condensatori....ci darò un'occhiata come approfondimento. Grazie a tutti
Un traformatore "piccolo" (decine di VA) ha una regolazione fra vuoto e pieno carico dalle parti del 10%, e un rendimento dalle parti del 90% o peggio). Il che vuol dire che in serie al generatore puoi mettere una resistenza che faccia cadere il 10% della tensione di uscita a pieno carico sinusoidale, e aumenti la tensione a vuoto del 10%
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Franco
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