Filtri LC: Tensione ai capi dell'induttore

[gianmaria]

In uno scritto, Paolo Franceschi scrive (viola):

Attenzione però: non è sufficiente prendere da catalogo una qualsiasi induttanza, metterla fra il raddrizzatore ed il condensatore di filtro e pensare di aver risolto tutto. Quelle che sono normalmente reperibili come induttanze di filtro di alimentazione (o power supply choke) sono dimensionate per lavorare in filtri a pi greco, e quindi con una componente alternata ai propri capi dell’ordine del dieci per cento o meno rispetto alla tensione continua che avremo in uscita. Nel filtro ad ingresso induttivo la componente alternata è il centoquarantuno per cento della continua, da cui è facile desumere che il dimensionamento del ferro non può essere fatto proprio nello stesso modo, pena saturazione dello stesso con annullamento di ogni beneficio.

Provando a fare qualche calcolo e verificando con il PSU Designer duncan, mentre ho verificato che la tensione RMS ai capi dell'induttanza in un filtro CLC è di circa il 10% della continua (d'uscita), NON sono riuscito a riscontrare che nella induttanza di un filtro LC scorra una tensione RMS (ma neanche di picco) pari al 141% di quella continua (d'uscita, dopo il condensatore). O MEGLIO CIO' SUCCEDE MA NEI SOLI PRIMI ISTANTI (meno di un secondo) assestandosi dopo ad un valore di inferiore comunque alla tensione continua d'uscita.

Qualcuno mi aiuta a capire?
Grazie anticipate,
Gianmaria.

[mrttg]

Ciao Più che Franceschi... guarda RDH4 e LEE in libreria del forum.

Tiziano

[mrttg]

Posta i tuoi conti e alcune simulazioni che valutiamo.

Tiziano

[gianmaria]

Allora vi posto le 2 simulazioni fatte con Duncan:
1. La prima è relativa al filtro ad ingresso induttivo: come si vede (dopo i primi istanti) la tensione continua dopo il filtro è di circa 340 volt. La tensione ai capi della induttanza ha una semionda a +235 e una a -335. Anche calcolando il valore medio non fa 340x141%.

2. La seconda è relativa al filtro CLC: stessa tensione d'uscita: la tensione ai capi dell'induttanza potrebbe essere valutata inferiore al 10% di quella d'uscita.

Il dubbio viene perche' devo ordinare delle induttanze per un filtro LC e dovrò fornire i dati al trasformatorista:
in ambedue i casi la corrente assorbita dal carico è 25mA.
Ma in una induttanza scorrono 25 mA e circa 300 v alternati nell'altra sempre 25mA ma a circa 20 v alternati.

Cosa è che sbaglio?
Certo se mi studiassi il Radiotron e altri testi magari non sarei qui a farvi questa domanda.
Ma magari, come spesso, ci sono delle formulette più semplici e approssimative, almeno per dare i parametri indispensabili all'avvolgitore.
Grazie,
GM

[gianmaria]

[gianmaria]

Ciao,
ho inviato due simulazioni, non so se siano sufficienti per capire la mia domanda.
Se non è così e me lo fate sapere proverò ad essere più chiaro e/o a fornire altri elementi.
Grazie,
GM

[gluca]

Qualche formulazza rapida rapida

Minima corrente che DEVE essere assorbita da una L in un filtro LC (formula semplificata)

Imin=Vin/L

Vin=voltaggio RMS PRIMA della rettificazione
L=induttanza in Henry

La componente alternata RMS della corrente nella L (solo seconda armonica ... altre inferiori trascurate) è

Iac=0.6*Vin/2/pigreco/f/L/rad(2)

f=frequenza di rete 50Hz

quindi la corrente max che PUO passare nella induttanza è la Iac di picco più la corrente DC assorbita dal carico.

Imax=Idc+Iac*rad(2)

Il ripple residuo a valle del C è

Vripple=Vin/3.7/L/C

dove C è in uF e 3.7 una costante che vale per i 50Hz. Dovresti avere tutto. OH! poi la seconda cella LC, se la aggiungi, dovrebbe avere una frequenza di risonanza sotto i 10Hz

fres=1/2/pigreco/rad(L*C)

dove L è ora la seconda induttanza e C il secondo cap in FARAD e non uF!!! Magari si fa in modo anche che la cella sia smorzata criticamente Q=0.5

Q=1/R*rad(L/C)

dove R è la resistenza in continua della induttanza. C sempre in Farad. Anche se sei a valori più alti (diciamo 2-3) non dovrebbero esserci problemi, in questo caso ti conviene anche dare un occhiata su PSUD simulando degli step di corrente istantaneo e verificando che non ci siano oscillazioni spurie. Se ci sono puoi aggiungere L oppure selezionare una induttanza con R maggiore o dimunire il C etc... Il controllo finale va poi fatto a cose costruite. Se hai problemi devi aggiungerci delle R in serie nel filtro oppure usare snubber ... insomma ... questo è l'inizio. Il risultato finale dipenderà sempre da entrambe le celle, dalle altre resistenze tipo il trafo, dal carico etc... quindi un pò di simulazioni non guastano.

Sul radiotron trovi formulazza che alla fine sono le stesse ma espresse in funzione del carico in ohm e non in ampere.

OH! OH! OH! 20000ms per la simulazione ... non si vede nulla. Fai 1000 ed anche meno se serve. Magari spostandoti in là nel tempo con simulazioni di pari intervallo che partono da istanti iniziali successivi, cioè:

prima simulazione: start 0sec intervallo 1000ms
seconda simulazione: start 1sec intervallo 1000ms
etc...

Viene molto più chiaro.

I hope this can help.

Già Luga



---------> DISCLAIMER: ooops credo di aver detto una fesseria ... scusate <---------

[gianmaria]

Grazie a tutti!
Sono finalmente riuscito ad avere le risposte a quello che cercavo!

OT: Come è emozionante leggere i grandi volumi degli anni 50 sulla progettazione di apparecchi per l'"alta fedeltà".
Farei solo quello, per ore e ore, con approfondimenti e sperimentazione, ma il tempo è sempre tiranno.

A chi fa un lavoro che coincida esattamente con la propria passione, va la mia massima stima e... invidia!!!

Ciao,
Gianmaria

[mrttg]

Ciao Gianmaria,
rendici partecipi cosa hai letto ultimamente di interessante?

Tiziano

[gianmaria]

Ciao!
Nel mio messaggio mi riferivo, al Radiotron (che testo!) ed ad altri articoli che ho letto più o meno coevi...

Ciao,
GM

[gianmaria]

Ciao Gluca, e tutti.
Vi ringrazio ancora per le esaurienti risposte.
Partendo un po' come i gamberi, sono arrivato ora al dimensionamento del trasformatore.
Il trasformatoraio le conosce bene, ma... qual è il parametro o i parametri (principali) su cui occorre abbondare/dimensionare differentemente per un trasformatore di un alimentatore con filtraggio induttivo puro (LC) rispetto ad uno capacitivo?

Grazie anticipate,
GM

[mrttg]

Ciao Gluca, e tutti.
Vi ringrazio ancora per le esaurienti risposte.
Partendo un po' come i gamberi, sono arrivato ora al dimensionamento del trasformatore.
Il trasformatoraio le conosce bene, ma... qual è il parametro o i parametri (principali) su cui occorre abbondare/dimensionare differentemente per un trasformatore di un alimentatore con filtraggio induttivo puro (LC) rispetto ad uno capacitivo?

Grazie anticipate,
GM


Originally posted by gianmaria - 10/05/2007 : 12:14:38

Se segui una seria procedura di progettazione (Radiotron uso delle curve di Shade ecc) arrivi a determinare corrente Rms tensione tensione a vuoto a carico ecc... in pratica tutto quello che serve per il trasformatore.

Una volta in possesso di questi dati chiedi all' avvolgitore di dimensionarti il trasformatore per una induzione di 1.1-1.2T.

Gli accorgimenti costruttivi da usare fanno parte del suo lavoro... sarebbe meglio evitare la flangia intermedia.

Ciao Tiziano