Как разрядить сглаживающие конденсаторы?

12

У меня есть простой источник питания 12 В 10 A с трансформатором и выпрямителем. После некоторых исследований и моделирования я добавил 3 конденсатора по 10 мФ параллельно, чтобы сгладить выход.

Моя проблема в том, что после отключения питания конденсаторы остаются заряженными в течение достаточно долгого времени. Я могу получить небольшие искры после короткого замыкания на выходе даже через 5 минут после отключения питания. Прямо сейчас у меня только один светодиод, подключенный к конденсаторам, и требуется более 10 минут, чтобы он полностью выключился после отключения питания, и конденсаторы все еще не полностью разряжены, когда он выключается.

Наиболее очевидный способ решения этой проблемы - установить резистор и переключатель на выходе и подключить резистор к конденсаторам после отключения питания вручную, но я надеюсь получить что-то более умное и немного более безопасное. ,

Другой момент заключается в том, что я хочу использовать оригинальный корпус блока питания, у которого очень маленький свободный объем, поскольку я добавил конденсаторы, поэтому установка керамического резистора мощностью 11 Вт может стать проблемой, поскольку вокруг него будет очень мало свободного места. безопасное охлаждение.

power-supply capacitor AndrejaKo
источник
3 мкФ или 3 мкФ?
эндолит
1
@ Эндолит 30 мФ или 30000 мкФ.
AndrejaKo

Ответы:

12

Подходящие сливные резисторы являются обычным решением. Они обычно не переключаются, хотя они могут быть.

Значение зависит от времени, которое требуется для разрядки конденсаторов. Формула

Vt=V0e−t/RC

VtV0

Это не силовая функция, как кто-то ее редактировал!

Вы должны обнаружить, что мощность, потребляемая выходными резисторами, незначительна по сравнению с мощностью источника питания 120 Вт.

Леон Хеллер
источник
Как бы я определить правильное значение?
AndrejaKo
2
kΩ
30 мФ и 1 кОм при 12 В означают, что для разряда до 1,2 В потребуется ~ 69 секунд. И, конечно же, ток утечки составляет ~ 12 мА. Идея MOSFET от stevenvh меня тоже поразила и кажется мне разумной, хотя я уверен, что (в отличие от меня) он действительно видел, что она использовала IRL :-)
exscape
9

То, что вы хотите, это выключатель, который разомкнут, когда цепь запитана, и замкнут, когда он выключен. Когда он закрыт, он должен разрядить конденсатор через резистор. Вы не хотите закорачивать конденсатор; им это не нравится. Два подхода, которые я могу придумать (от макушки головы):

  1. Используйте истощающий МОП-транзистор в качестве переключателя. Истощающие МОП-транзисторы проводят, когда на затвор не подается напряжение. Подайте напряжение, чтобы выключить его. Это напряжение не может быть получено от конденсатора, который вы хотите разрядить! В противном случае MOSFET никогда не будет выключен. (Подумайте об этом, если вы не получите это, скажите мне, и я постараюсь объяснить.)

  2. Используйте обычный NPN-транзистор, который вы управляете от напряжения конденсатора. Пока присутствует напряжение, оно будет разряжаться. Потяните базу транзистора на землю, если цепь включена. Опять же, напряжение для этого от отдельного источника питания.

stevenvh
источник
Привет, Стивен, у меня есть светодиодная матрица со стробоскопическим светом 3 кВт, емкость которой составляет 81 мФ, так что она может выдерживать разряд в 120 А в течение 5 мс, не падая более 4-5 В на шине. Это все работает хорошо, но когда я выключаю выключатель питания системы, как и ОП этого вопроса, батареи конденсаторов остаются заряженными. На самом деле я уже протестировал в своей конструкции использование 4 MineFETS в режиме истощения N infineon BSS159N, быстро показанном здесь dropbox.com/s/1jv57olhhryco12/example.JPG . Однако моя схема не работает, так как напряжение 5 В (чтобы выключить их при включении) питается от шины
24 В
Поэтому мой вопрос заключается в том, что я могу сделать, чтобы преобразовать мою схему, чтобы я мог каким-то образом отделить свой источник питания (который является входом 24 В, идет в банки крышки и в модуль 5 В DCDC, который дает мне мою шину 5 В ..). Поскольку весь вход системы отключен, разрядка занимает довольно много времени (всего несколько светодиодов), поскольку моим MOSFET удается удерживать напряжение на своих выводах, потому что я, к сожалению, забыл, что мой источник питания 5 В питается от 24 В и не будет выпадение до тех пор, пока рельс 24 В не опустится до ~ 5,2 В. Один из вариантов, который у меня есть, - мой контроллер получает питание через Ethernet, которое не зависит от входа 24 В! возможно я мог соединиться
KyranF
что-то для внешнего переключателя питания, которое указывает моему контроллеру с питанием PoE, чтобы выдвинуть ворота MOSFET к 0V?
KyranF
4

Такие огромные ограничения кажутся излишними ... Если это регулируется (линейный / импульсный), вам нужно будет настроить его, пока пульсация не будет приемлемой с гораздо меньшим выходным конденсатором. Если у вас много шума высокой частоты - вам нужно добавить несколько керамических колпачков. Также убедитесь, что ваш индуктор на выходе рассчитан правильно.

BarsMonster
источник
Там нет никакого регулирования, и нет ничего, чтобы настроиться внутри. Схема в основном то, что я показал здесь, плюс мензурка и светодиод на выходе, предохранитель и выключатель питания на входе. У меня было около 8 В пульсаций на выходе, когда питание разряжено, теперь у меня есть около 0,1 В. +1 за упоминание высокочастотного шума. Я полностью забыл измерить фактические частоты. Кроме того, где я бы добавил индуктор?
AndrejaKo
Вы просто добавляете DCDC-конвертер, который обеспечит пульсацию 0,01 В с выходной крышкой 100 мкФ и будет намного лучше, чем этот. Они не стоят дорого.
BarsMonster
Это мой план. Я в конце концов получу один на выходе и решу проблемы. Я был обеспокоен тем, что ужасная сторона выпрямителя и трансформатора вызовет проблемы с регулятором, поэтому я добавил несколько дополнительных конденсаторов.
AndrejaKo