Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.
itemscope itemtype="https://schema.org/QAPage"

Iskrzenie przy podłączaniu zasilacza HV bez transformatora

speedy9 27 Lis 2014 10:22 1485 22
  • Iskrzenie przy podłączaniu zasilacza HV bez transformatora

    #1
    Pomocny dla użytkowników

    Zbudowałem zasilacz do LEDowych lampek choinkowych. LEDy są połączone szeregowo, a zasilacz daje na wyjściu około 325V czyli zgodnie z oczekiwaniami. Prąd w układzie około 15mA. Schemat poniżej.
    Jako kondensatory filtrujące zastosowałem kondensatory z lamp błyskowych 140µF i 160µF (takie miałem). Z uwagi na ich dopuszczalne napięcie pracy połączone są szeregowo. Rezystor służy do ich rozładowania po odłączeniu od sieci.

    Iskrzenie przy podłączaniu zasilacza HV bez transformatora



    Edytuj

    Problem: Przy podłączaniu do gniazdka następuje przeskok iskry. Energia jest na tyle duża, że bolec od wtyczki jest już lekko upalony. Zastanawia mnie gdzie popełniłem błąd lub o czym zapomniałem? Zasilacz iskrzy bez względu na to czy ma obciążenie (LEDy) czy nie.
    Wydaje mi się, że spowodowane jest to ładowaniem kondensatorów po podłączeniu do gniazdka. Z uwagi na ich niską ESR jest to proces szybki. Nie wiem jednak czy to właściwe rozumowanie.
    :arrow: Może zrezygnować z tego rezystora i nie rozładowywać kondensatorów po odłączeniu zasilania? Mostek zabezpieczy przed "kopaniem" po dotknięciu wtyczki. Jednak LEDy będą się wtedy jakiś czas jeszcze "żarzyć" dopóki napięcie nie spadnie poniżej napięcia przewodzenia gałęzi LED. A to może wbrew pozorom trwać długo.
    :arrow: Może dodać rezystor szeregowo do kondensatorów by ładowały się wolniej?

    Proszę doświadczonych kolegów o radę, bo trochę mnie irytuje to iskrzenie.

    Iskrzenie przy podłączaniu zasilacza HV bez transformatora

    0 22
  • #3
    Specjalista - urządzenia lampowe

    speedy9 napisał:
    ako kondensatory filtrujące zastosowałem kondensatory z lamp błyskowych 140µF i 160µF


    A po co takie wielkie?

    speedy9 napisał:
    Przy podłączaniu do gniazdka następuje przeskok iskry. Energia jest na tyle duża, że bolec od wtyczki jest już lekko upalony.


    Nie ma się co dziwić - ładujesz te kondensatory z sieci przez mostek bez żadnego ograniczenia prądu.


    speedy9 napisał:
    Zastanawia mnie gdzie popełniłem błąd lub o czym zapomniałem?


    Dodanie rezystora ograniczającego prad ładowania rozwiąże problem.

    speedy9 napisał:
    Wydaje mi się, że spowodowane jest to ładowaniem kondensatorów po podłączeniu do gniazdka. Z uwagi na ich niską ESR jest to proces szybki. Nie wiem jednak czy to właściwe rozumowanie.


    Włąściwe.

    speedy9 napisał:
    Może dodać rezystor szeregowo do kondensatorów by ładowały się wolniej?


    Otóż to.

    speedy9 napisał:
    Prąd w układzie około 15mA.


    Ja rozumiem że czymś ten prąd ograniczasz? Bo karmienie diod "twardym" zasilaniem im nie służy...

    0
  • #4
    Pomocny dla użytkowników

    Bardzo dziękuję za zainteresowanie.

    jdubowski napisał:

    speedy9 napisał:
    ako kondensatory filtrujące zastosowałem kondensatory z lamp błyskowych 140µF i 160µF


    A po co takie wielkie?


    Takie miałem.

    jdubowski napisał:
    Ja rozumiem że czymś ten prąd ograniczasz? Bo karmienie diod "twardym" zasilaniem im nie służy...

    Ilość LEDów jest tak dobrana by spadek napięcia na całej gałęzi był nieco większy niż napięcie zasilania. Tym samym ograniczam prąd do 15mA. W szereg LEDów, na końcu mam jeszcze wpiętą 1N4007. Doskonale wiem, że nie jest to najwłaściwszy sposób zasilania LEDów jednak dobierając ich ilość właściwie by uzyskać prąd około 15mA przy 230V AC zabezpieczam się też przed ich zniszczeniem w przypadku wzrostu napięcia sieci, co spowoduje wzrost prądu w układzie. Mam LEDy zasilane w podobny sposób, które działają już ładnych kilka lat.
    W sumie to mnie zastanawia dlaczego taki sposób zasilania jest zły. Spadek napięcia na każdym LEDzie jest nominalny a prąd ograniczony do wartości nawet niższej niż zalecana (nominalna). Dlaczego miałyby się uszkodzić? Jasne, mogę zmniejszyć ich ilość i dać rezystor, tylko po co? To są czyste straty idące w ciepło. Moim zdaniem nie ma szans na uszkodzenie LEDów w takim przypadku nawet przy wzroście napięcia zasilania.

    jdubowski napisał:
    Dodanie rezystora ograniczającego prad ładowania rozwiąże problem.

    O jakiej wartości rezystor zastosować? A może lepiej termistor NTC?

    0
  • #5
    Poziom 43  

    speedy9 napisał:
    Ilość LEDów jest tak dobrana by spadek napięcia na całej gałęzi był nieco większy niż napięcie zasilania.
    Niemożliwy jest spadek napięcia większy niż napięcie zasilania, zapewne masz na myśli sumę napięć nominalnych pojedynczych diod.
    speedy9 napisał:
    O jakiej wartości rezystor zastosować? A może lepiej termistor NTC?
    Przy tak małym prądzie (15mA) termistor niepotrzebny.
    Dając rezystor przed mostkiem i tak dasz go w szereg z diodami co będzie skutkować minimalnie mniejszym spadkiem napięcia na diodach (o ok.0,5V przy oporniku 33Ω) ale jednocześnie ograniczy początkowy prąd ładowania kondensatorów. Proponuję dać opornik 27-33Ω/1W.

    0
  • #6
    Pomocny dla użytkowników

    vodiczka napisał:
    Nie możliwy jest spadek napięcia większy niż napięcie zasilania, zapewne masz na myśli sumę napięć nominalnych pojedynczych diod.

    Tak, źle się wyraziłem. Pojedynczy LED biały na 3,2V będzie świecił przy 3V, ale prąd przez niego płynący będzie mniejszy jeśli nie zastosuje się jego ograniczenia. To samo ma zastosowanie do gałęzi szeregowych LEDów. Zdaje się, że to się nazywa rezystancja dynamiczna LED.
    vodiczka napisał:
    Dając rezystor przed mostkiem i tak dasz go w szereg z diodami

    Ale ja go chcę dać w szereg z kondensatorami. Nie wpłynie to na napięcie zasilania LEDów i zmniejszy straty na rezystorze.

    0
  • Pomocny post
    #7
    Poziom 43  

    speedy9 napisał:
    Ale ja go chcę dać w szereg z kondensatorami.
    Twoim zdaniem dasz w szereg z kondensatorami a naprawdę dasz w szereg z diodami. Kondensatory są podpięte równolegle nie szeregowo a opornik dajesz w szereg zaraz za mostkiem lub przed mostkiem. Popatrz uważnie na schemat. Termistor niepotrzebny ze względu na mały prąd pobierany przez diody.
    speedy9 napisał:
    Nie wpłynie to na napięcie zasilania LEDów i zmniejszy straty na rezystorze.
    Straty w rezystorze? Wolne żarty.
    33Ω X 15mA = 0,495V
    0,495V x 15mA = 7,425mW - "wielkie straty" :D

    1
  • #8
    Pomocny dla użytkowników

    Rzeczywiście! Dziękuję za wyjaśnienie.
    A w kwestii termistora to wiem, że niepotrzebny, ale jakiś mógłbym wydłubać z zasilacza ATX na przykład.
    Czy niski prąd spowoduje, że będzie on w zasadzie działał jak rezystor, bo mały prąd nie spowoduje jego rozgrzania i spadku oporu?

    0
  • Pomocny post
    #9
    Poziom 43  

    Jeżeli nie masz odpowiedniego opornika a masz termistor o zbliżonej oporności w stanie zimnym (poniżej 100Ω) to możesz dać termistor, jak będzie działał nie ma w tym układzie większego znaczenia.

    1
  • #10
    Użytkownik usunął konto  
  • #11
    Pomocny dla użytkowników

    Tak, kolega vodiczka już mi to wyjaśnił.
    [EDIT]
    Zamontowałem rezystor 33Ω 0,125W. Po podłączeniu do gniazdka uległ on natychmiastowemu spaleniu. Coś mi się wydaje, że w momencie podłączenia kondensatory ładują się dużym prądem i powoduje to spalenie rezystora. Ciekawe, że diody w mostku żyją. Ale mają 30A prądu udarowego.

    0
  • #12
    Poziom 43  

    speedy9 napisał:
    Zamontowałem rezystor 33Ω 0,125W. Po podłączeniu do gniazdka uległ on natychmiastowemu spaleniu.

    Pisałem w poście #5 aby użyć opornika o mocy 1W. Moc tracona w początkowej chwili ładowania kondensatorów jest wielokrotnie większa niż moc tracona w trakcie poboru prądu przez diody LED, to elementarz elektroniki.
    Jak napisał jdubowski w poście #3, niepotrzebna jest tak duża pojemność kondensatorów. Przy poborze prądu 15 mA wystarczy kondensator 10 µF/400V, kolega przez szeregowe połączenie 160 µF i 140 µF ma ponad 70 µF.

    0
  • #13
    Pomocny dla użytkowników

    Wziąłem pod uwagę moc strat podczas zwykłej pracy. Jednak w momencie włączenia CAŁE napięcie odkłada się na rezystorze, czyli teoretycznie chwilowy prąd ładowania kondensatorów będzie wynosił 325V/33Ω≈10A (sic!)
    Diody wytrzymają, ale rezystor musiałby mieć moc rzędu... 3,3kW LOL
    Podłączyłem miernik (przed powyższymi wyliczeniami) na zakresie 10A w miejsce rezystora i maksymalna wartość jaką udało mi się zaobserwować podczas kilkukrotnych prób to 160mA. Zmiana zakresu na 200mA spowodowała spalenie bezpiecznika w mierniku, co teraz widzę było jak najbardziej normalne.
    Co ciekawe, włączenie amperomierza za mostkiem w zasadzie wyeliminowało iskrzenie. Tylko raz podczas prób usłyszałem małe "pstryk" przy włączaniu, bez błysku jak to było wcześniej. Uwzględniając opór przewodów szacuję opór wewnętrzny na jakieś 0,5Ω (zwykły tani miernik).

    vodiczka napisał:
    Jak napisał jdubowski w poście #3, niepotrzebna jest tak duża pojemność kondensatorów. Przy poborze prądu 15 mA wystarczy kondensator 10 µF/400V, kolega przez szeregowe połączenie 160 µF i 140 µF ma ponad 70 µF

    Nie mam innych. Większa pojemność raczej nie szkodzi.

    0
  • #14
    Poziom 43  

    speedy9 napisał:
    Nie mam innych. Większa pojemność raczej nie szkodzi.
    Nie zaszkodzi ale wymaga opornika o większej mocy. W impulsie prąd ładowania może osiągnąć kilkadziesiąt A choć skoro mostek wytrzymał kilkakrotne włączanie bez opornika to zapewne impuls nie przekraczał 30A.
    speedy9 napisał:
    Ciekawe, że diody w mostku żyją. Ale mają 30A prądu udarowego.
    Wielkość impulsu ograniczyła (oprócz mostka) indukcyjność licznika i oporność przewodów instalacji elektrycznej.

    0
  • Pomocny post
    #16
    Użytkownik usunął konto  
  • #17
    Poziom 43  

    speedy9, brakuje ci podstaw teorii. Może 1W nie wytrzyma ale jestem prawie pewien że tak. Skoro nie masz takiego i musisz kupić to kup dla pewności 3 lub 5W.

    speedy9 napisał:
    Diody wytrzymają, ale rezystor musiałby mieć moc rzędu... 3,3kW LOL

    Nie musiałby bo całkowity czas impulsu wyniesie kilkanaście/kilkadziesiąt milisekund a opornik przepala nie moc a energia prądu który przez niego przepływa.
    Dla uproszczenia - przepuszczasz przez opornik prąd stały 10A w czasie 10 ms. Moc (chwilowa) faktycznie wyniesie 3300W ale wydzielona energia wyniesie zaledwie 33 Ws. (3300 x 0,01)
    Odpowiada to mocy ciągłej 33W.
    Tak jak dioda wytrzymuje prąd udarowy większy od ciągłego tak opornik wytrzyma moc chwilową większą od mocy ciągłej.
    To było uproszczenie. W impulsie podczas ładowania kondensatora nie osiągniesz 3,3 kW mocy chwilowej bo prąd narasta i opada do zera a szczytowe 10A trwa krócej niż 10 ms.
    speedy9 napisał:
    Podłączyłem miernik (przed powyższymi wyliczeniami) na zakresie 10A w miejsce rezystora i maksymalna wartość jaką udało mi się zaobserwować podczas kilkukrotnych prób to 160mA.
    Miernik nie był przystosowany do pomiaru pojedynczych impulsów i taki pomiar nie miał sensu.

    0
  • #18
    Poziom 21  

    A ja bym zaproponował po prostu transformator separujący na wejściu jeszcze przed mostkiem, i dodatkowo bezpiecznik przed tym transformatorem we wtyczce.

    Ewentualnie za mostkiem dałbym dławik, jeśli nie chcesz transformatora.

    I przyznam szczerze, że bałbym się mieć takie lampki. Co w sytuacji, kiedy coś zrobi zwarcie?

    vodiczka napisał:
    brakuje ci podstaw teorii. Może 1W nie wytrzyma ale jestem prawie pewien że tak. Skoro nie masz takiego i musisz kupić to kup dla pewności 3 lub 5W.

    Czyli co? Skoro element będzie pracował po za zakresem swoich parametrów, ale tylko przez chwilę, to możemy na to przymknąć oko?

    0
  • #19
    Pomocny dla użytkowników

    Sparrowhawk napisał:
    Ewentualnie za mostkiem dałbym dławik, jeśli nie chcesz transformatora.

    Oczywiście, że nie chcę transformatora. Zasilacz mieści sie w obudowie 2,5x4,4x7,5cm i wiekszej nie zamierzam mieć.

    Sparrowhawk napisał:
    I przyznam szczerze, że bałbym się mieć takie lampki. Co w sytuacji, kiedy coś zrobi zwarcie?

    A widziałeś lampki niezasilane z sieci 230V? Wszystkie LEDowe mają po prostu mostek prostowniczy i tyle. Nie uważam, by moja konstrukcja odbiegała od tego standardu. Poza tym są to przerobione lampki żarówkowe, więc i przewody są solidniejsze i znacznie grubsze. Mam 127 punktów świetlnych. Co i jak miałoby zrobić zwarcie?

    0
  • #20
    Poziom 43  

    Sparrowhawk napisał:
    Czyli co? Skoro element będzie pracował po za zakresem swoich parametrów, ale tylko przez chwilę, to możemy na to przymknąć oko?
    Nie chodzi o przymykanie oka a znajomość tematu. Element elementowi nierówny :)
    Co innego gdy kondensator na 40V dostanie przez chwilę 400V a co innego gdy na oporniku 0,125W przez chwilę odłoży się moc 1,2W.
    speedy9 napisał:
    Co i jak miałoby zrobić zwarcie?
    Np. pies gdyby przegryzł przewody - przypadek autentyczny. Jednak gdy zrobisz zwarcie opornik nie wytrzyma mocy ciągłej 3kW i przepali się przerywając obwód.

    0
  • #22
    Poziom 43  

    Napisz co w końcu zastosowałeś - termistor czy rezytor, jaki?

    0