Предельный ток конденсатора

Спроектировал не один импульсный блок питания и сейчас возник этот вопрос - какой ток конденсатор может кратковременно поглотить? Такие характеристики как ток пульсаций, внутреннее сопротивление и тд найти можно, а вот этого что то не нашел.

Объясню на примере что собственно мне нужно. Допустим есть двухтактный импульсный нестабилизированный блок питания работающий на частоте 50кГц с питанием от сети, с силовыми транзисторами IRF840 (500В, 8А, 0.75ом). Трансформатор без разницы какой, просто понижающий в соотношении 10:1. По выходу стоит какой нибудь диод шоттки с падением 0.6В при 30А и дроссель на 10мкГн. По выходу конденсатор 4700мкФ на 25В. Т.к. блок питания нестабилизированный, то будет жесткое включение. Если прикинуть эквивалентное сопротивелнение и приложеное к конденсатору напряжение, то по моим прикидкам получается ток около 100А плюс-минус километр, а время заряда 0.5-1мс. Вот такой пример...

P.S. если тут чего то накосячил или не так написал - не пинайте - это первое мое сообщение на этом форуме

0

По простому, первое ограничение - мощность выделяемая на внутреннем сопротивлении конденсатора, второе ограничение - толщина выводов и их сопротивление.
Третье даст ли внутреннее сопротивление источника такой ток для заряда конденсатора, в ведь есть индуктивность, собственная конденсатора, его выводов и подводящих дорожек которая еще ограничит ток.

0

Сообщение от dymm.itistrom Спроектировал не один импульсный блок питания и сейчас возник этот вопрос - какой ток конденсатор может кратковременно поглотить? Такие характеристики как ток пульсаций, внутреннее сопротивление и тд найти можно, а вот этого что то не нашел.

В некоторой степени для этого можно использовать понятие ESR. Примерно обычно его определяют, замеряя полное сопротивление конденсатора на частоте порядка 100 кгц, где емкостная составляющая уже намного меньше омического сопротивления выводов, обкладок, электролита, и их индуктивного сопротивления.
Точного определения обычно и не требуется, так как даже конденсаторы из одной партии могут иметь значительный разброс.
Важно также значение реактивной мощности, проходящей через конденсатор. При ее превышении он перегревается и быстро дохнет. Ее часто косвенно задают через допустимую величину пульсаций.

hordikor:
ну ограничения ограничениями - а конкретная величина безопасного тока ведь должна быть? предохранитель тоже может не после одно десятка включений сгореть. с конденсатором тоже самое - сколько таких экстратоков он может вынести? одно - два - или будет всю жизнь работать? непонятно :)

SWK:
про ESR я написал - это стандартная характеристика и она относится скорее к медленным процессам в конденсаторе (я имею в виду нагрев). туда же и максимальный ток пульсаций. толку от того, что я знаю что у коденсатора внутреннее сопротивление 20мОм и максимальный ток пульсаций 2А? почему то во всех документациях этот параметр опускают.

еще пример - сетевой сглаживающий конденсатор (на 400-450 вольт который). он ведь при включении тоже нехилый ток через себя пропускает. в телевизорах стоят ограничивающие ток резисторы вплоть до 3ом при конденсаторе в 100мкФ на 450В - теже 100А в пике и примерно такой же по длительности переходный процесс получается кстати
________

хм... действительно, если сравнивать такой вариант с моим. получается что вот этот конденсатор 100х450 пропускает сотню ампер и RIPPLE CURRENT у таких обычно 0.5-1 ампер, а у конденсатора 4700х25 он обычно за 1.5-2 ампера даже у обычных, а не снизким сопротивлением. чисто мозговой вывод пока такой у меня. жду пока кто-нибудь ткнет меня в какую нибудь документацию или апноут

0

Могу ошибаться, но вроде сам силовой трансформатор не даст такой мощности пролезть через себя и ограничит ток заряда фильтрующего кондера. Т.е. послужит токоограничительным резистором.

Про сетевой кондер - 100А через 3 Ома попрет, если мы включим блок в сеть, когда напряжение будет близко к амплитудным 310 вольтам. Если же мы попадем в начало полуволны, то там полегче будет.

0

Вот здесь посмотри http://www.avx.som/ у них есть суперемкости http://www.avx.som/docs/catalogs/bestcap.pdf в конце есть описание применения, можно еще здесь http://www.avx.som/techinfo_catlisting.asp технические особенности посмотреть.
А здесь у них http://www.avx.som/prodinfo_ca... tID=176950 высокой мощности конденсаторы, например у FFLI указан интересующий тебя Irms(A) и I2t(A2s)

0

Сообщение от Mittid Mitot Могу ошибаться, но вроде сам силовой трансформатор не даст такой мощности пролезть через себя и ограничит ток заряда фильтрующего кондера. Т.е. послужит токоограничительным резистором.

Это правильно, что индуктивность рассеяния трансформатора, сопротивление тех же дорожек, выодов и прочее и прочее ограничит ток. Но суть вопроса в теме то не в этом...

Сообщение от Mittid Mitot Про сетевой кондер - 100А через 3 Ома попрет, если мы включим блок в сеть, когда напряжение будет близко к амплитудным 310 вольтам. Если же мы попадем в начало полуволны, то там полегче будет.

Правильная техника как раз и расчитывается на это "если", по крайней мере я всегда так делаю с запасом на надежность. А если я поставлю резистор в 1ом? или вообще полома? выдержит конденсатор такой пусковой ток? вот мне на этот вопрос и нужен ответ

Сообщение от hordikor Вот здесь посмотри http://www.avx.som/ у них есть суперемкости http://www.avx.som/docs/catalogs/bestcap.pdf в конце есть описание применения, можно еще здесь http://www.avx.som/techinfo_catlisting.asp технические особенности посмотреть. А здесь у них http://www.avx.som/prodinfo_ca... tID=176950 высокой мощности конденсаторы, например у FFLI указан интересующий тебя Irms(A) и I2t(A2s)

Я пас... Про обычные же конденсаторы спрашиваю, а то что есть конденсаторы для которых номинальный режим работы это пропускание через себя килоамеперы - это уже другой разговор

Все еще жду совета в этом вопросе... В параметрах транзистора, диода, симистора и других компонентов в характеристиках есть ток, который он(и) способны пропускать в течении одного периода сети (20мс или 16мс). К примеру симистор BT138X это 95А в течении 20мс при номинальном токе 12А. Вот что то подобное я хочу узнать о конденсаторах - RIPPLE CURRENT такой то и пиковый ток такой то. Я уже не знаю как еще объяснить :)

0

Если для обычных конденсаторов никто этот параметр не нормирует, значит никому это не нужно. И ограничен он скорее всего мощностью которую конденсатор может рассеять.
А тем кому нужен нормированный ток - те использует конденсаторы в которых он нормирован.

0

Сообщение от hordikor Если для обычных конденсаторов никто этот параметр не нормирует, значит никому это не нужно. И ограничен он скорее всего мощностью которую конденсатор может рассеять. А тем кому нужен нормированный ток - те использует конденсаторы в которых он нормирован.

Смешно :) Это все очевидные вещи. И после такого заявления мне сетевой конденсатор не ставить получаеться? У них ведь максимальный ток каких то полампера. А я при включении через него пропускаю в 200раз больше... Ладно, видимо никто таким вопросом не занимался, а жаль

0

попробуйте задать этот вопрос на itistromyx.ru.

0

Сообщение от Ymk попробуйте задать этот вопрос на itistromyx.ru.

Спасибо за совет. Я тоже уже думал еще в вегалаб написать... Мне казалось тут много народу обитает... Ну чтож, тему тогда можно считать закрытой за неимением фактов

0

Сообщение от dymm.itistrom По выходу стоит какой нибудь диод шоттки с падением 0.6В при 30А и дроссель на 10мкГн. По выходу конденсатор 4700мкФ на 25В. Т.к. блок питания нестабилизированный, то будет жесткое включение. Если прикинуть эквивалентное сопротивелнение и приложеное к конденсатору напряжение, то по моим прикидкам получается ток около 100А плюс-минус километр, а время заряда 0.5-1мс. Вот такой пример...

Давай посмотрим на пример.
Допустим esr конденсатора 0,2 ома, тогда да, в первые 5 наносекунд ток будет порядка 100А, мощность выделится мизерная 0,2*100*100*5*10^-9 = 10^-5 Вт но дальше ток резко падает по экспоненте, мне лень интегрировать, но если прикинуть что конденсатор зарядится линейно за 10^-3 со средним током 50А получим 0,2*50*50*10^-3 = 0,5Вт
И это всё при условии нулевого сопротивления источника и без учета влияния индуктивностей источника и подводящих проводов. И бывает это 1 раз при включении. Так что никто и не заморачивается с этим током для электролитов.

0

Сообщение от hordikor Давай посмотрим на пример. Допустим esr конденсатора 0,2 ома, тогда да, в первые 5 наносекунд ток будет порядка 100А, мощность выделится мизерная 0,2*100*100*5*10^-9 = 10^-5 Вт но дальше ток резко падает по экспоненте, мне лень интегрировать, но если прикинуть что конденсатор зарядится линейно за 10^-3 со средним током 50А получим 0,2*50*50*10^-3 = 0,5Вт И это всё при условии нулевого сопротивления источника и без учета влияния индуктивностей источника и подводящих проводов. И бывает это 1 раз при включении. Так что никто и не заморачивается с этим током для электролитов.

У меня по расчетам совершенно другая картина. Энергия выделившаяся на активных сопротивлениях будет точно такая же как и запасется в конденсаторе. Т.е. считаем энергию в конденсаторе E=CU^2/2=4700*10^-6*13^2/2=0.4Дж. Делим на время переходного процесса и получаем мощность P=0.4/(1*10^-3)=400Вт. Если брать среднюю мощность за секунду, то да 0.4ватта - почти попал в точку :) Но конденсатор рвется не через секунду, а именно тогда, когда этот переходный процесс идет. А ограничительным резистором увеличивают время переходного процесса и отбирают вот эту выделяющуюся мощность.

Конденсатор 100мкФ на 450В HITANO из серии EXR имеет внутреннее сопротивление 0.52 ома и риппл каррент 560мА

0

А с чего он будет рваться? А почему не рвется провод, которые в среднем держит 10Ампер, а по нему за первые наносекунды пролетают сотни ампер?
Вот в полупроводниках сложнее, там эта мощность выделяется на p-n переходе толщиной в какие-то десятки-сотни микрометров, там может и порвать.

0

Сообщение от hordikor А с чего он будет рваться? А почему не рвется провод, которые в среднем держит 10Ампер, а по нему за первые наносекунды пролетают сотни ампер? Вот в полупроводниках сложнее, там эта мощность выделяется на p-n переходе толщиной в какие-то десятки-сотни микрометров, там может и порвать.

В общем я понял, что все меня склоняют к варианту, что любые пиковые токи конденсатору нипочем в пределах рассеиваемой им активной мощности. А в полупроводниках от экстратока очень часто обрывается перемычка от вывода к кристалу - кристал может ине успеть завариться наглухо.

0

Многое зависит от обьема на котором выделяется энергия, т.е. плотности энергии. В тех же аккумуляторах плотность выше, поэтому их и нельзя зарядить за секунды.

0

Сообщение от hordikor Многое зависит от обьема на котором выделяется энергия, т.е. плотности энергии. В тех же аккумуляторах плотность выше, поэтому их и нельзя зарядить за секунды.

Согласен. Самое слабое место в конденсаторе при экстратоках фольга от обкладки конденсатора до вывода.
На форуме электроникса мне тоже втолковали, что зарядные токи не страшны конденсатору в любых масштабах.

Всем спасибо!

0

Сообщение от dymm.itistrom какой ток конденсатор может кратковременно поглотить?

если вы имеет в виду величину силы тока, то в момент включения ток = напряжению/импеданс цепи+внутр сопротивление источника. в начальный момент считаем что кондер как бы закорачивает цепь, и соответственно ток зависит от импеданса цепи по которой течет ток. я как-то специально смотрел осциллографом картинки заряда накопительного фильтра большой ёмкости - так вот значение тока в момент включения было немного больше номинального выходного тока, но вот перед выпрямителем стоит трансформатор с большой индуктивностью - он наверное ограничил ток.