Le choix des condensateurs pour les convertisseurs de tension impulsionnelle. Schéma, description

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Le choix des condensateurs pour les convertisseurs de tension impulsionnelle. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Convertisseurs de tension, redresseurs, onduleurs

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Lors de la construction d'un PN pulsé, la question se pose immédiatement - quels condensateurs mettre à la fois sur la sortie du redresseur et sur la sauvegarde de l'enroulement primaire du transformateur. La question n'est pas vaine - il n'était pas facile de trouver de bons condensateurs d'impulsions.

Tout d'abord, décidons de quels condensateurs nous avons besoin. Par tension sur le bus secondaire - 35, 50 ou 63V, sorties flexibles, par restrictions globales - d'une capacité de 1000 microfarads (50-63V), 2200 microfarads (35V). Pour simplifier, je me limiterai à un seul calibre de 1000uF à 50V, ce qui correspond approximativement à la taille de 16*36mm pour des électrolytes standards. Prenons la série GS (Standard, 105C) de la société taïwanaise Ark Electronic, largement disponible à Moscou, comme référence absolue. A titre de comparaison, mettons côte à côte l'impulsion Ark SZ et les pur-sang américains Mallory.

Album familial d'électrolytes. Paramètres clés

Constructif. Nous coupons immédiatement les grandes boîtes pour les bornes à vis, les conteneurs subminiatures (4-8 mm), les conteneurs avec des fils axiaux (la boucle de courant s'allonge, installation inefficace) - limités à l'une ou l'autre norme fils radiaux flexibles ou crochets durs sous la borne, ils peuvent également être soudés à la carte.

Plage de température, durée de vie (Lifetime), catégorie de fiabilité (Reliability Grade)

La durée de vie et le temps entre les pannes sont étroitement liés à la limite supérieure de la plage de température. Selon la composition et la technologie de "conditionnement" de l'électrolyte, la limite supérieure est fixée à +85C (standard), +105C (augmenté), +125-140C (récipients à haute température). La durée de vie est fixée précisément pour cette température, elle est de 1000 heures pour les types standard et est définie comme le temps pendant lequel les paramètres du condensateur, chargé à la tension de fonctionnement constante maximale admissible, sont garantis pour rester dans la "zone verte" . En règle générale, les écarts sont contrôlés : capacité (20 %), tangente de perte (pas supérieure à +50 %) et courant de fuite (pas supérieur au maximum garanti). Pour les électrolytes pulsés, une augmentation de l'ESR et (ou) de l'impédance totale est également normalisée.

Sélection de condensateurs pour la commutation de convertisseurs de tension

(cliquez pour agrandir)

1000 heures est une période ridiculement courte, quoique délibérément sous-estimée. Mais avec une diminution de la température tous les 10 degrés jusqu'à + 25 ° C, la durée de vie double. Ainsi, un conteneur marqué 105C à conditions égales est 4 fois plus durable qu'un conteneur marqué 85C ! Compte tenu des conditions de vie stressantes dans un amplificateur de voiture, nous nous limiterons à des capacités normalisées +105C et plus. Des condensateurs à fiabilité/durabilité accrue (embarqués) sont également normalisés pour des durées supérieures à 1000 heures, jusqu'à 20.000 5000 heures, mais cela manque. Pour des raisons technologiques, il est difficile d'obtenir une haute fiabilité dans un boîtier miniature, de sorte que de nombreuses séries avancées garantissent 10 heures et plus pour un diamètre de 8 mm et plus, et 2000 mm et moins - seulement XNUMX heures.

Courant de fuite le condensateur n'est pas important pour nous. Il existe des capacités spécialement conçues pour les faibles courants de fuite. L'ordre des courants (pour le calibre sélectionné aux limites U et T) est -

Standard (Ark GS 105C) : I(mA) < 0.03 C(mF)U(V) = 1.5 mA

Pour alimentation à découpage (Ark SZ 105C) : I(mA) < 0.01 C(mF)U(V) + 0.003 = 0.5 mA

Courant de fuite amélioré (Ark SL 105C) : I(mA) < 0.002 C(mF)U(V) = 0.1 mA

Les fuites de Mallory sont à peu près les mêmes

Pour un amplificateur de réseau avec des capacités de l'ordre de 40.000 80 uF, le courant de fuite des capacités standard sera de 63mA, la perte de puissance à 5V est de XNUMX watts, ce qui n'est pas si important, d'autant plus que dans la vraie vie, la tension maximale n'est pas appliquée à la capacité, mais beaucoup moins. Dans un amplificateur de voiture, la capacité totale est plusieurs fois inférieure, nous négligeons donc le courant uyechka.

Attention! Dans la littérature bourgeoise, tous les paramètres dynamiques PAR DÉFAUT sont normalisés à 120 Hz, et non à 50 Hz comme dans GOST.

Tangente de perte (facteur de dissipation) tous les condensateurs standard s'inscrivent dans la plage de 0.15 à 0.25. La tangente de l'angle de perte "d'impulsion" est deux fois moins importante, environ 0.06-0.15, 0.15 correspondant à de faibles tensions de fonctionnement et 0.06-0.10 à des tensions de 50-100V. C'est pour cette raison que dans l'entrée, circuit 12V, juste avant le primaire du transformateur, vous pouvez voir des capacités marquées + 35.. + 50V, bien que même en tenant compte des surtensions impulsionnelles, la tension soit suffisante et + 20-25V . À des tensions élevées (supérieures à 100-150 V), la tangente de perte augmente à nouveau.

Limite de courant d'ondulation (Ripple Current) - important pour les filtres alimentaires, plus il y en a, mieux c'est ! Elle est déterminée par la conception (résistance ohmique des plaques et des cordons) et les caractéristiques de l'électrolyte. Avec une augmentation de la fréquence d'ondulation d'environ 10 Hz à 1 kHz, le courant d'ondulation admissible augmente d'environ 75% à 125-150% de la norme, puis pour les capacités standard, l'auto-impédance élevée limite de force le courant en dessous de la norme . Avec une diminution de la température à 40-60C, le taux actuel augmente également, mais pas plus de deux fois.

L'ordre des courants normalisés pour notre condensateur (sentez la différence)

Standard (Ark GS 105C) : I(max) = 0.95 A (120Hz 105C)

Standard (Mallory SK 85C) : I(max) = 1.35A (120Hz 85C)

idem à 1 kHz, 65C : I(max) = 2.0 A

Pour les alimentations à découpage (Ark SZ 105C) : I(max) = 1.4 A

Pour les alimentations à découpage (Mallory SXR 105C) : I(max) = 0.83 A (120Hz 105C)

idem à 120Hz, 65C : I(max) = 1.76 A

idem à 100kHz, 105C : I(max) = 1.82 A

idem à 100kHz, 65C : I(max) = 3.8 A

En pratique domestique, ils utilisent la norme de limitation des ondulations sinusoïdales de TENSION de 50 Hz sur la capacité. Ce paramètre et le courant d'ondulation sont interchangeables. La tension est commode en ce que pour toute la série ce seul paramètre est suffisant, ce qui dépend peu de la capacité. Et le courant (pour une note spécifique) est plus proche de la signification physique des processus qui détruisent la capacité.

Résistance série équivalente - l'indicateur principal de l'adéquation de la capacité aux applications pulsées. Il est normalisé en règle générale uniquement pour les électrolytes impulsionnels.

Standard (Ark GS 105C) : Non standardisé

Standard (Mallory SK 85C) : 130mΩ (120Hz 25C)

Pour alimentation à découpage (Ark SZ 105C) : 50 mOhm (100 kHz 20C)

Pour alimentation à découpage (Mallory SXR 105C) : 130 mΩ (100 kHz 25C)

Soviétique K50-33 1000uF-63V : 100mΩ à 10-1000kHz - pas mal du tout ! En dessous de 10 kHz, elle augmente linéairement jusqu'à environ 0.75 ohm à 20 Hz. Certes, la taille est de 26 * 60 mm, deux fois plus grande que les bourgeoises.

On pense qu'en remplaçant un gros électrolyte par plusieurs petits en parallèle, on peut réduire considérablement l'impédance. Est-ce vrai ? Comparons notre condensateur 1000uF avec deux condensateurs 470uF et dix condensateurs 100uF. Pour Ark SZ :

Z (1000) = 50mΩ

Z (470) = 80 mΩ ; Z (2*470) = 40 mΩ

Z (100) = 250 mΩ ; Z (10*100) = 25 mΩ

Tout d'abord, l'idée fausse selon laquelle une petite capacité a moins de résistance qu'une grande capacité se dissipe. Non, c'est un gros - moins. Deuxièmement, il y a un effet, mais il ne se manifeste qu'avec un grand écart de dénomination, et un routage incorrect des traces peut même aggraver la situation. Vérifions sur Mallory SXR :

Z (1000) = 130mΩ

Z (470) = 280 mΩ ; Z (2*470) = 140 mΩ

Z (100) = 1330 mΩ ; Z (10*100) = 133 mΩ

Oops! Aucun effet. De plus, la valeur absolue de la résistance est plusieurs fois pire que celle des Taïwanais. Soit quelqu'un ment, soit quelqu'un joue la sécurité. Et que se passe-t-il si nous vérifions sur de grandes banques - par exemple, nous collectons 0.2 F des condensateurs de la série Mallory CGR pour 20V

51mF : Z(51mF) = 8.5 mΩ, Z(4*51mF) = 2.2 mΩ, limite de courant total 4*22=88A

20mF : Z(20mF) = 8.5mΩ, Z(10*20mF) = 0.85mΩ, limite de courant total 10*17=170A

7.7mF : Z(7.7mF) = 23mΩ, Z(26*7.7mF) = 0.88mΩ, limite de courant total 26*8=200A

L'effet n'apparaît qu'aux plus hauts calibres de la série (de 51 à 20 mF), où l'impédance totale de la batterie est déterminée par la résistance des cordons, et disparaît aux "petits" calibres, quand l'impédance commence à augmenter en sens inverse avec la capacité. Et l'inductance de l'installation entraînera très probablement une détérioration des paramètres, nous parlons de milliOhms et de nanoHenry. Ainsi, lorsque vous travaillez avec une série spécifique, s'il vous plaît, recherchez une documentation détaillée ou mesurez la capacité - mais comment le faire pour des courants de centaines d'ampères dans des conditions de cuisine .... seule la méthode éprouvée de Tyk reste.

Types spéciaux d'électrolytes - Terminologie Bourgeois

Qualité audio- terme vague. Il comprend à la fois des capacités hautement linéaires pour le filtre de puissance avec un courant de décharge élevé, ainsi que toutes sortes de non polaires "pour les croisements", "passage", etc. bâtards de la technologie de masse. Je viens d'inclure dans le tableau ce qui correspond à la première catégorie

Ballast - ballast pour LDS et moteurs, 160-400V, jusqu'à 22 uF. Indicateurs d'impulsion - moyenne.

Qualité informatique - n'a rien à voir avec les paramètres d'impulsion ! Il s'agit d'une norme de fiabilité intermédiaire, meilleure que domestique mais pire qu'à bord, en règle générale, 2000 à 3000 heures de fonctionnement sont normalisées avec des tolérances un peu plus strictes pour le soin des paramètres.

Déviation - pour système de déviation horizontale, 25..100V, capacité jusqu'à 100 uF. Les indicateurs d'impulsion sont bons.

Haute énergie - haute énergie (grand courant) d'une seule décharge, contrairement à Courant d'ondulation élevé - courant d'ondulation élevé

Haute température - ultra-haute fiabilité (embarquée), spécifiée pour 125C et plus. Le volume et le poids sont 4 à 8 fois supérieurs à la norme.

flash - pour lampes de poche, 300V, 1-100uF, faible courant de fuite, lectures d'impulsions standard.

Notes sur les condensateurs soviétiques

Beaucoup d'entre eux sont évalués pour échouer 5000-10000 heures à 85C. Cependant, les spécifications de "défaillance" incluent une chute de 50% de la capacité, une multiplication par trois de la tangente de perte et des fuites, ce qui n'est pas comparable aux normes bourgeoises modernes.

Déjà mentionné K50-33 est produit (toujours - usine Severo-Zadonsky) est produit avec 4 conducteurs axiaux qui, avec une longueur de condensateur de 60 à 90 mm, gonflent la boucle de courant (dans le circuit primaire) à une longueur inacceptable. L'impédance est normalisée à 10-1000 kHz et varie de 30 à 100 mΩ pour toutes les notes - c'est bien. Pire, pendant l'opération on va permettre sa triple croissance. Le temps minimum entre les pannes (en tenant compte des limites ci-dessus) est de 2000 heures à 85C, 5000 heures à 70C. C'est le seul véritable électrolyte à haute fréquence dans la nomenclature soviétique. Les réservoirs en aluminium dits "à impulsion" K50I-1, K50-3I, 13, 17, 21, 23 et leurs condensateurs de démarrage apparentés K50-19 sont conçus pour des circuits de 150 à 1000V et ne sont pas applicables à nos tâches. Leur résistance n'est pas standardisée.

Les "pilules" de tantale K53-28 sont produites jusqu'à la valeur nominale maximale de 10mkF * 40V, 68mkF * 16V également avec des fils axiaux. Dans le même temps, la résistance totale est de 0.4 à 10 Ohm (0.4 Ohm est juste pour 10 uF * 40 V, avec des dimensions de tablette de 15 * 12 * 5 mm). Le niobium K53-27, également avec des fils axiaux, est produit avec des valeurs nominales maximales de 10 uF * 40 V, 47 uF * 20 V, 220 uF * 16 V. La résistance est normalisée à une fréquence de 200 kHz (pour ces valeurs 0.3-1.0 Ohm). En ce qui concerne les condensateurs semi-conducteurs largement utilisés Al, Nb, Tl K53 d'autres séries - aucun d'entre eux n'est normalisé pour la résistance (ou le courant) à haute fréquence, il n'y a donc rien à dire. Et la capacité spécifique est inacceptablement faible.

Alors que mettre ?

Voici une sélection de types de condensateurs en aluminium d'entreprises représentées dans les bazars de Moscou (à l'exclusion de ceux bipolaires et à vis). Aucune uniformité ! Les "banques" sont marquées d'un astérisque, toutes les autres - avec des conclusions flexibles. Eh bien, où chercher - vous le découvrirez vous-même, chercherez et trouverez.

indicateurs d'impulsion	Impulsion			Norme
Fiabilité / Qualité audio	Haute Rel (5000+ heures)			Haute résolution, qualité informatique	Qualité audio	autre
Classe de température	Longue durée de vie 105C		85S	Longue durée de vie 105C
Constructeur
URSS			K50-33 (1 MHz)
Arche électronique		SZ		AG GR		SA-SS LGS LGB
CapXon	SZ GL (plus de 8 mm)	GL (5-8mm)		TH KM		SK-SS GS LL BP HP
Elna	RSG RJB RJH RJJ	RSE RJ3		RSL RKA LPK LPH GPL LPT LPX	ROA (Cerafine) ROS (Silmic) BARRE R2O R2A RA2 RA3 *LPO	LP4 LP5
Jamicon	TL GT WL			TM WB TH HS HP *RP	LA*AP	SH-SM LP LS *KP
Mallory		VRP SXR		SEK SH *PL		SK SS LPW LPX
Nichicon				DQ GJ GN GR GY GZ	*KG	LN LS LU GU
Samsung	TMQ TMF TMZ	STL trF trQ		UHT TMB*HMB	*TVP(?)	SSE-SSL LN LN7 USL SMM SEM ST-STM trB PS SMS SMU HRB-HRL
Samwa	RZ	RX WD NH	NF GF GT	RS LE *HB	AD-AU(?)	RC-RR RV NP NS et tous sur BSTQ HC HE *CU

Publication : klausmobile.narod.ru

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Les développeurs affirment que leur technologie permet de faire pousser du tissu osseux artificiel en 3 mois, ce qui est beaucoup plus rapide qu'une procédure similaire utilisant du collagène de peau de porc, qui prend 6 mois. De plus, l'utilisation de collagène squameux pour la formation de tissu osseux permet d'obtenir un matériau qualitativement supérieur à la substance obtenue à partir de collagène porcin. Il est plus durable, se transforme plus rapidement en tissu osseux lorsqu'il est implanté dans des défauts osseux et, enfin, son utilisation élimine le risque d'infecter les patients avec des virus de mammifères, qui infectent potentiellement le matériel excrété par le corps des porcs.

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