Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Europejski lider sprzedaży techniki i elektroniki.
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Samorozładowanie, prąd upływu... Kondensatora.

czarutek 10 Lut 2013 19:13 2742 9
  • #1 10 Lut 2013 19:13
    czarutek
    Poziom 34  

    Nie mogę nigdzie znaleźć przebiegu samorozładowania kondensatora rzeczywistego. Czy taki przebieg jest standardowy?
    Wiadomo, że poza bzdetami typu jonizacja powietrza, główną przyczyną samorozładowania jest prąd upływu, spowodowany skończoną rezystancją dielektryka...
    I tu moje pytanie - czy rezystancja dielektryka zmienia się wraz ze zmianą napięcia na kondensatorze?
    A konkretniej - czy różnica czasów ładowania i rozładowania, od napięcia U1 do U2 i od U2 do U1, przez opornik R, spowodowana właśnie prądem upływu, zależy tylko od ΔU = U2-U1, czy również o poziomów U1 i U2?
    Jeszcze konkretniej - czy opornik dobrany tak, żeby czas ładowania przezeń kondensatora od U1 do U2 był identyczny, jak czas samorozładowania od U2 do U1, ma wartość niezależną od poziomu U1 i U2.

  • #2 10 Lut 2013 19:33
    adam_es
    Poziom 26  

    Na forum proszę zadawać pytania sprecyzowane:
    1. Jakiego kondensatora dotyczy (elektrolityczny, stały powietrzny?);
    2. Jakiego rzędu napięcia/rezystancje?
    3. W jakiej aplikacji ma to działać?
    4. Kompensacja zależy od w.w parametrów i nie będzie prosta.

  • Pomocny post
    #3 10 Lut 2013 19:46
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    A konkretniej - czy różnica czasów ładowania i rozładowania, od napięcia U1 do U2 i od U2 do U1, przez opornik R, spowodowana właśnie prądem upływu, zależy tylko od ΔU = U2-U1, czy również o poziomów U1 i U2?

    Zależy od wartości U1 U2 i napięcia źródła (ładowania) nawet jeśli rezystancja upływu będzie liniowa.

    Cytat:
    I tu moje pytanie - czy rezystancja dielektryka zmienia się wraz ze zmianą napięcia na kondensatorze?
    Zależy jak duże będzie to napięcie, ale lepiej nie zakładać że rezystancja dielektryka jest liniowa.

    Cytat:
    Jeszcze konkretniej - czy opornik dobrany tak, żeby czas ładowania przezeń kondensatora od U1 do U2 był identyczny, jak czas samorozładowania od U2 do U1,
    Powiedz mi lepiej gdzie kupisz taki duży opornik, typowe popularne typy kończą się na 10MΩ, do 1GΩ jeszcze znajdziesz, a powyżej?

  • #4 11 Lut 2013 08:58
    czarutek
    Poziom 34  

    To może jeszcze konkretniej:
    Samorozładowanie, prąd upływu... Kondensatora.
    Jeżeli chcę R dobrać tak, żeby opóźnienie przekroczenia progu dla We opadającego było dokładnie 10 razy krótsze od opóźnienia dla We narastającego...
    To czy takie okienko napięć jest dostatecznie przewidywalne?
    Czy lepiej wszystko obniżyć np. o 0.6V?
    Jak niżej:
    Samorozładowanie, prąd upływu... Kondensatora.

  • Pomocny post
    #5 11 Lut 2013 17:55
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Lepiej nie opierać działania układu na upływności kondensatora, ta może być bardzo mała - dobry, uformowany kondensator elektrolityczny może trzymać ładunek tygodniami, kiepski straci w kilka godzin, co gorsza zależy to od temperatury i tego jak długo kondensator był pod napięciem.

    W tym układzie zastosowałeś diodę o dużej upływności, najprawdopodobniej większej od kondensatora.

    Jeśli kondensator jest 2,2uF mogłeś zastosować foliowy, upływność znacznie mniejsza i bardziej przewidywalna.

    Jaką to ma mieć stałą czasową?

    W porządnie zaprojektowanym układzie stałe czasowe zależą od elementów RC, a upływność większa, czy mniejsza ich nie zmieni..

  • #6 11 Lut 2013 18:39
    czarutek
    Poziom 34  

    Czyli namawiałbyś mnie jednak do odsunięcia się od zupełnego rozładowania kondensatora? Czyli celować w przedział -1.2V ... -0.6V, a nie w -0.6V ... 0?
    Samorozładowanie, prąd upływu... Kondensatora.
    Bo stosowania większej pojemności i klasycznego RC chciałbym uniknąć, gdyż zależy mi na możliwie najkrótszym czasie ładowania, takim ograniczonym jedynie ESR. Rezystor R wstawiłem tylko w celu lepszego sprecyzowania pytania, a opornik równoległy do C zabierałby mi trochę dostępnego prądu ładującego.
    To jest fragment filtru prostownika mojej własnej bramki szumów do gitary. A ponieważ ma ona być bardzo czuła, wstawiana przed wzmacniaczami typu "overdrive", to jej prostownik ma mi obserwować Vpp, gdyż RMS i inne są zbyt spóźnione.
    I prototyp działa już bardzo dobrze. Jego główną wadą jest na razie to, że kondensator ładowany jest wprost sygnałem z prostownika. W efekcie, czas uwolnienia jest za bardzo zależny od wartości sygnału po przekroczeniu progu. Dlatego właśnie, w stosunku do prototypa, sygnał z prostownika unormowałem i na wejściu filtru widzisz przebieg prostokątny o amplitudzie 0,6V. Po prostu, po przekroczeniu progu, wartość Vpp już mnie nie interesuje.
    A ponieważ każdy blok zawsze wprowadza swoje opóźnienia, no to teraz, po takim normowaniu, chcę czas ładowania C sprowadzić już do absolutnego minimum.
    Najniższa częstotliwość tego przebiegu prostokątnego wynosi 80Hz. Pojemność C musi być jak najmniejsza. Taka, żeby dostępnym z opampa prądem 20mA i przez diodę D, ładowała się możliwe najszybciej, a przy tych 80Hz, obciążona tylko wejściem prostym U1A i tą upływnością diody, wahania napięcia nie przekroczyły powiedzmy 0,01V.
    A jaka dioda, podobnie szybka, miałaby mniejszą upływność?

  • Pomocny post
    #7 11 Lut 2013 21:13
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    Czyli namawiałbyś mnie jednak do odsunięcia się od zupełnego rozładowania kondensatora?

    Nie opieraj się na nieznanych parametrach, tylko tyle.

    Cytat:
    Bo stosowania większej pojemności i klasycznego RC chciałbym uniknąć, gdyż zależy mi na możliwie najkrótszym czasie ładowania, takim ograniczonym jedynie ESR. Rezystor R wstawiłem tylko w celu lepszego sprecyzowania pytania, a opornik równoległy do C zabierałby mi trochę dostępnego prądu ładującego.

    Dziwnie stawiasz sprawę, trochę jak dziecko, wszystko w kategoriach czarne i białe, a co nie wiem to nie istnieje, konstruowanie to kwestia kompromisów, każdy parametr jest kosztem jakiegoś innego, żeby podejmować właściwe decyzje, trzeba umieć ocenić ile to jest dużo a ile mało, w danych warunkach i trzeba patrzeć na wszystkie parametry, a nie tylko na niektóre.

    Jeśli rezystancja rozładowania czy upływu jest 1000000 (ESR 1Ω R=1MΩ) razy większa od ESR to wystarczy czy może chcesz 1000000000 (ESR=0,1Ω R=100MΩ) a może 1000000000000 (10^12 -powinno dać się osiągnąć na upływności kondensatora) - nie czujesz dążenia do absurdu.

    Potrzebujesz bramki szumów o stałej czasowej opadania rzędu godzin?

    ESR jest oczywistym ograniczeniem szybkości ładowania kondensatora, ale co z rezystancją wyjściową źródła? Musiała by być mniejsza, do ładowania kondensatora był by potrzebny wzmacniacz dużej wydajności prądowej, który oczywiście doda jakieś opóźnienie, ale bez niego opóźnienie będzie większe - co wybierzesz (podejście czarne - białe wzięło w łeb).
    Poza tym źle wybrałeś kondensator, elektrolityczne mają duże ESR, i dużą absorpcję dielektryczną - napięcie szybko naładowanego kondensatora momentalnie "cofnie się" - to nie nie jest upływność choć może być z nią mylona.

    Cytat:
    A ponieważ każdy blok zawsze wprowadza swoje opóźnienia, no to teraz, po takim normowaniu, chcę czas ładowania C sprowadzić już do absolutnego minimum.
    Pomijasz najskuteczniejszy sposób, podniesienie wydajności prądowej wzmacniacza.

    Cytat:
    A jaka dioda, podobnie szybka, miałaby mniejszą upływność?
    Upływność to skutek optymalizacji szybkości, diody o małej upływności są wolniejsze, jesteś pewien że potrzebna ci dioda o czasie trr 4ns kiedy wzmacniacz o wydajności prądowej 20mA przeładuje ci kondensator o 1V najszybciej w ciągu 100us? (25000 wolniej)
    Jako absurdalną diodę proponuję 1N5711 katalogowo 0,1ns 40 razy "lepsza" od 1N4148.

    Cytat:
    a przy tych 80Hz, obciążona tylko wejściem prostym U1A i tą upływnością diody, wahania napięcia nie przekroczyły powiedzmy 0,01V.
    To już jakiś konkret, można wyliczyć że maksymalny prąd upływu to 1,7uA to nawet 1N4148 spełnia z kilkudziesięciokrotnym zapasem, przynajmniej w temperaturze pokojowej.

  • #8 12 Lut 2013 11:30
    czarutek
    Poziom 34  

    jarek_lnx napisał:
    ... Potrzebujesz bramki szumów o stałej czasowej opadania rzędu godzin? ...

    Nie. O stałej czasowej opadania ciut większej od chyba 6.25ms*0.6V/0.01V/e i o stałej czasowej narastania 0.
    A ponieważ napięcia są tu ujemne, ewentualnie co najwyżej = 0, no to 'narastanie' z 'opadaniem' ktoś mógłby chcieć zamienić... Choć ja bym zostawił jak jest.

    jarek_lnx napisał:
    ... Poza tym źle wybrałeś kondensator ...

    Może i źle. Tylko widzisz, jakiego typu bym go nie wsadził, całość zachowuje się absolutnie identycznie. Mam więc wrażenie, że zamiast meritów, próbujesz szukać czynników zupełnie w tym przypadku pomijalnych.

  • #9 12 Lut 2013 19:40
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    Nie. O stałej czasowej opadania ciut większej od chyba 6.25ms*0.6V/0.01V/e

    A nie lepiej 6.25ms*0.6V/0.01V/f?
    Narysuj przebiegi wejściowe i wyjściowe dla szybkich i powolnych zmian (narastanie i opadanie), to może się dogadamy.
    Cytat:

    Może i źle. Tylko widzisz, jakiego typu bym go nie wsadził, całość zachowuje się absolutnie identycznie.
    W w naprawdę szybkim układzie zauważysz różnicę - na oscyloskopie, to czy usłyszysz zależy również od słuszności pozostałych twoich założeń. Jeśli wolisz ESR 10mΩ od 1Ω to wybierz nie elektrolityczny, jeśli po szybkim naładowaniu do np 10V chcesz mieć bliżej 9,8V a nie 8,5V, to wybierzesz nie elektrolityczny.

    Cytat:
    Mam więc wrażenie, że zamiast meritów, próbujesz szukać czynników zupełnie w tym przypadku pomijalnych.
    To nareszcie się w czymś zgadzamy :)
    Ja uważam że ważne:
    1.Prąd wyjściowy wzmacniacza operacyjnego
    2.Spadek napięcia na diodzie
    3.Absorpcja dielektryczna (jeśli układ będzie wystarczająco szybko ładował kondensator )
    Za pomijalne:
    1.ESR
    2.Upływność kondensatora i diody.

TME logo Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
TME Logo