dimensionare condensatori raddrizzatori

[Marco`]

ciao, con che criterio si pongono i condensatori negli alimentatori a
monte e a valle degli stabilizzatori? cioè ad es se devo lavorare con 5v
oppure con 12v cambieranno ben o no?

[Francesco Sacchi]

Post by Marco`
ciao, con che criterio si pongono i condensatori negli alimentatori a
monte e a valle degli stabilizzatori? cioè ad es se devo lavorare con 5v
oppure con 12v cambieranno ben o no?

Cambiano diverse cose, ma non poi tante.

In primo luogo cambia la tensione di lavoro che devono sopportare, e
questo mi sembra banale.

In secondo luogo il condensatore dopo il raddrizzatore ha la funzione di
fornire energia al carico quando la semionda, dopo il picco, riscende di
nuovo.

I condensatori vanno dimensionati in modo da contenere il ripple entro i
parametri richiesti dal carico.

Faccio un esempio che forse si capisce meglio.

Voglio progettare un alimentatore che fornisce 12V e 0.5A.

Ho a disposizione i seguenti ingredienti:
-trasformatore da 12VAC
-ponte raddrizzatore a onda intera della giusta potenza
-Integrato stabilizzatore, il classico 7805

come calcolo il condensatore di filtro?
Innanzitutto calcolo la tensione dopo il ponte:
12 * sqrt(2) = 17V
A questa tensione devo sottrarre la caduta sul ponte (circa 1V) e
ottengo 16V.

Poi prendo il datasheet del 7805 e leggo che per funzionare
correttamente ha bisogno di 15V in ingresso per fornirne 12 in uscita.

Questo significa che per mantenere l'uscita regolata la tensione in
ingresso non dovrà mai calare sotto 15.

Ne abbiamo 16 per cui il condensatore dovrà fornire energia sufficiente,
nel semiperiodo, affinchè la tensione ai suoi capi non cali per più di 1V.

In un condensatore vale la legge:

deltaV
I = C * ------
deltaT

Cioè la corrente fornita è pari alla capacità del condensatore per la
differenza di tensione ai suoi capi fratto il tempo trascorso.

Applicadola al nostro caso significa che il nostro condensatore di
filtro dovrà fornire 0.5A, calando la tensione ai suoi capi di solo 1V
in un semiperiodo (che a 50Hz corrisponde a 10mS).

Facendo la formuletta inversa per trovare C si ha:

deltaT
C = I * ------
deltaV

E sostituendo i nostri dati otteniamo:

0.01
C = 0.5 * ---- = 0.005 [F]
1

Che corrispondono a 5000uF

Ah, ricordati che gli elettrolitici hanno un'alta ESR (resistenza serie
equivalente) e quindi per filtrare componenti a frequenza elevata, negli
alimentatori, gli si mette di solito in parallelo un piccolo
condensatore da 100nF poliestere o ceramico.


Spero di esserti stato utile e mi scuso per eventuali errori.

ciao

[Marco`]

ok, finalmente ho capito come progettare i cond negli alimentatori.
quindi la delta V và considerata come massimo scostamento della
tensione, al fine che lo stabilizzatore riesca ad avere sufficiente
tensione di ingresso per funzionare bene.

Post by Francesco Sacchi
Ah, ricordati che gli elettrolitici hanno un'alta ESR (resistenza serie
equivalente) e quindi per filtrare componenti a frequenza elevata, negli
alimentatori, gli si mette di solito in parallelo un piccolo
condensatore da 100nF poliestere o ceramico.

questa cosa non mi è molto chiara, a dire il vero non ne ho mai sentito
parlare del ESR, pensavo che i cond piccoli aggiuntivi servissero a
linearizzare il tutto in modo ottimale, quindi se ho un cond
elettrolitico non potrò mai fare un filtro con esso, perché la corrente
circolerebbe sugli altri rami per via dell'elevata resistenza. in
pratica non si usano elettrolitici per fare filtri?

[Francesco Sacchi]

Post by Marco`
questa cosa non mi è molto chiara, a dire il vero non ne ho mai sentito
parlare del ESR, pensavo che i cond piccoli aggiuntivi servissero a
linearizzare il tutto in modo ottimale, quindi se ho un cond
elettrolitico non potrò mai fare un filtro con esso, perché la corrente
circolerebbe sugli altri rami per via dell'elevata resistenza. in
pratica non si usano elettrolitici per fare filtri?

Il modello del condensatore reale è rappresentato da un condensatore con
in serie un'induttanza (ESL) ed una resistenza (ESR).

Questa induttanza e resistenza parassite sono dovute alla tecnologia di
costruzione del condensatore stesso.

Quindi quando metti un condesatore in un circuito in realtà metti un
condensatore con in serie una resistenza ed un'induttanza, ed a seconda
dell'applicazione questi componenti parassiti possono dare fastidio.

Nel caso dell'alimentatore, questa ESR limita la massima corrente
fornita dal condensatore, ed in ogni caso, "rallenta" la risposta ai
transitori veloci.

Nei condensatori non elettrolitici la ESR è molto bassa, dell'ordine dei
milliOhm, ma negli elettrolitici può arrivare anche a parecchi Ohm, per
cui bisogna tenerne di conto quando si usano.

Nel caso dei filtri, per esempio, gli elettrolitici si usano benissimo
in applicazioni in banda audio dove possono essere richieste anche
grandi capacità; si usano un po' meno per filtri a RF, in primo luogo
perchè non sono richieste grandi capacità, in secondo a causa dell'ESL e
dell'ESR.

ciao