Фонарик условно 30 ватт Ромы. Разбор

6 года 2 мес. назад 6 года 2 мес. назад от experienced2.
experienced2
Заблокирован
Заблокирован
Сообщений: 1070
Больше
Фонарик условно 30 ватт Ромы. Разбор #94124
Вот пример из конкретной схемы.
Схема : стандартный обратноходовик или как его еще именуют, импульсный блок питания с конденсатором на выходе к которому подключается нагрузка. Стандартный кпд для них примерно 75 %. У лучших, с синхронными диодами = 95 %
Но коль скоро существует стандартное схемотехническое решение , должно быть и нестандартное. Вот для него, нестандартного я произведу вычисления. И так:
Напряжение питание схемы = 10 Вольт.
Индуктивность L = 0.001 Гн
Ток в цепи измерялся при помощи сопротивления (шунта) R = 1 Ом включенном последовательно с индуктивностью. Падение напряжения на нем = 1 Вольт
Время протекания тока измерялось осциллографом и = 188 мкS
Емкость конденсатора С = 2.25 мкФ
Амплитуда напряжения V на нем = 33 вольта

Находим энергию Q(1) на конденсаторе С . Q = C * V^2 = 0.00000225 * 33^2 = 0.00122 Дж

Находим энергию Q(2) потребленную от источника. Для этого производим ряд дополнительных вычислений
1 Определяем величину тока в индуктивности I = V (на шунте) / R шунта = 1/ 1 = 1 Ампер
2 Определяем сопротивление ВСЕЙ цепи (собственное сопротивление схемы по входу) V пит / I (в шунте) = 10 / 1 = 10 Ом
3 Находим общее потребление от источника питания Q = I^2 * R * t / 2 = 1^2 * 10 * 0.000188 /2 = 0.00094 Дж
4 Находим разницу между энергией на конденсаторе и потребленной от источника
...Q= Q(1) - Q(2) = 0.00122 - 0.00094 = 0.00028 Дж "халявы". Этой энергии хватает для питания 10 светодиодов в качестве полезной нагрузки в режиме самозапита.
Кпд схемы, если можно так выразится = 129 %. Конечно это юмор такой ибо данное выражение не корректно, ведь от первичного источника питания энергия была взята всего один раз и если сравнение проводить с ней, то КПД устремляется к бесконечности

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

6 года 2 мес. назад 6 года 2 мес. назад от Святолуг.
Святолуг
Модератор
Модератор
Сообщений: 1615
Больше
Автор темы
Фонарик условно 30 ватт Ромы. Разбор #94126
КПД обратоходовых обычно 82, иногда бывает и 85 и 90 процентов, без синхронных диодов.
75, это может 12 вольтовых малой мощьности.
"1 Определяем величину тока в индуктивности I = V (на шунте) / R шунта = 1/ 1 = 1 Ампер"
А ток в индуктивности не будет нарастать? Если будет, то как тут просто вычислить ток? Нужно, тогда по моему считать вместе ток с напряжением RMs, вообщем сложное это дело. Нужно в каждой точке смотреть какой ток и какое напряжение и тогда можно узнать в каждой точке мощьность. А как тут в джаули перевести я не знаю, если мощьность постоянно меняеться.
По моему лучше взять очень ёмкий конденсатор и за допустим 1 минуту его зарядить до 36 вольт потребляя какую-то мощьность от источника питания по постояному току за 1 минуту. Тогда это превратить в джаули. И конденсатора энергию от 0 до 36 вольт тоже превратить в джаули и тогда меньше вероятность может будет ошибиться? Хотя это тоже фигня, потому что мощьность потребляемая будет разная, когда заряжаеться на0 напряжение и когда на 36 вольтах. Нужен разве что очень точный счётчик, который считает ватт часы. И тогда ваттчасы превратить в джаули.

Оптимист и на кладбище видит одни плюсы (не кресты).

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

6 года 2 мес. назад
experienced2
Заблокирован
Заблокирован
Сообщений: 1070
Больше
Фонарик условно 30 ватт Ромы. Разбор #94127
Ничего нельзя брать от "балды". Все должно находится в рамках некоторых соотношений и рамки эти, достаточно узкие. Чуть меньше, чуть больше и прощай халява. Это, как попасть ключом в замочную скважину. Разве лучше тот ключ который больше, прочнее или еще как. Нет. Хорош тот, который подходит к этому замку.

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

6 года 2 мес. назад 6 года 2 мес. назад от Rivaros.
Rivaros
Живу я здесь
Живу я здесь
Сообщений: 755
Больше
Фонарик условно 30 ватт Ромы. Разбор #94145

experienced2 пишет: Находим энергию Q(1) на конденсаторе С . Q = C * V^2 = 0.00000225 * 33^2 = 0.00122 Дж
...
3 Находим общее потребление от источника питания Q = I^2 * R * t / 2 = 1^2 * 10 * 0.000188 /2 = 0.00094 Дж
4 Находим разницу между энергией на конденсаторе и потребленной от источника ...
...Q= Q(1) - Q(2) = 0.00122 - 0.00094 = 0.00028 Дж...

Что то с расчетами как-то не так
1. Энергия конденсатора по формуле W=(C * U^2 ) / 2, (хотя посчитано верно)
2. Время протекания тока 188 мкс, а берется 188/2

Каким образом реализуются туннельные диоды в схеме для получения устройства зарядка-фонарик? Проводили эксперименты, есть вариант решения для того. чтобы провести эксы?

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

6 года 2 мес. назад
experienced2
Заблокирован
Заблокирован
Сообщений: 1070
Больше
Фонарик условно 30 ватт Ромы. Разбор #94147

Rivaros пишет:

experienced2 пишет:
2. Время протекания тока 188 мкс, а берется 188/2

Каким образом реализуются туннельные диоды в схеме для получения устройства зарядка-фонарик? Проводили эксперименты, есть вариант решения для того. чтобы провести эксы?


1 Деленное на два, это учет формы тока
2 У меня нет таких диодов, пробовал их эквивалент на транзисторах. Выявил некоторые зависимости и заказал диоды. В общем, работа еще не завершена и хвалится особо нечем.

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

6 года 2 мес. назад 6 года 2 мес. назад от VadVS.
VadVS
Новый участник
Новый участник
Сообщений: 5
Больше
Фонарик условно 30 ватт Ромы. Разбор #94148

Находим энергию Q(1) на конденсаторе С . Q = C * V^2 = 0.00000225 * 33^2 = 0.00122 Дж


Эта энергия уже накоплена в конденсаторе.
Вопрос:
Каким количеством импульсов была накоплена эта энергия? Одним, рассматриваемым, или несколькими?

1 Определяем величину тока в индуктивности I = V (на шунте) / R шунта = 1/ 1 = 1 Ампер


То есть, вы полагаете ток в индуктивности постоянным?
Если это не так, то это значение тока максимальное пиковое, средневыпрямленное, среднеквадратическое, или сумма постоянной составляющей и средневыпрямленного значения пульсаций, или сумма постоянной составляющей и среднеквадратического значения пульсаций?
Результаты во всех этих измерениях будет существенно отличаться друг от друга.

2 Определяем сопротивление ВСЕЙ цепи (собственное сопротивление схемы по входу) V пит / I (в шунте) = 10 / 1 = 10 Ом


При наличии в схеме, как минимум, индуктивности, это сопротивление должно быть комплексным и частотозависимым. А спектр импульсного потребления тока достаточно широк. Вы это не учитываете.

В любом случае, данный пример не репрезентативен для ответа на поставленный вопрос: какую энергию нужно затратить на заряд индуктивности?

Замечу, что обратноходовые преобразователи (flyback) достаточно широко и полно описаны в горе литературы за последние лет пятьдесят и относительно легко и полностью просчитываются на любые параметры. И ни в одном варианте не просматривается даже намёка на "сверхединичность". Максимальные значения КПД достигают 98% для мощных преобразователей.

И ещё одно замечание: электрическая мощность упрощённо - это количество энергии за единицу времени. Применительно к данным рассуждениям, не достаточно посчитать количество энергии, затраченной на заряд конденсатора и количество энергии, израсходованной на нагрузке, необходимо учесть время, за которые происходят эти процессы. В общем случае, эти значения интегральные по времени, а не линейные.

1 Деленное на два, это учет формы тока


То есть, вы полагаете ток потребления системы прямоугольным со скважностью 2?

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

6 года 2 мес. назад
experienced2
Заблокирован
Заблокирован
Сообщений: 1070
Больше
Фонарик условно 30 ватт Ромы. Разбор #94151
.... Каким количеством импульсов была накоплена эта энергия? Одним, рассматриваемым, или несколькими? .... Естественно одним

..... То есть, вы полагаете ток в индуктивности постоянным? ..... Посмотрите в любом учебнике, как происходит нарастание тока в индуктивности и как вычисляется энергия. Грубо говоря, вычисляется площадь и т.д. Ничего нового я не изобретал.

..... При наличии в схеме, как минимум, индуктивности, это сопротивление должно быть комплексным и частотозависимым. А спектр импульсного потребления тока достаточно широк. Вы это не учитываете. ...... Шум действительно есть. Особенно в момент закрывания ключа, однако количество "съедаемой" им энергии незначительно и ее можно не учитывать.

.... Замечу, что обратноходовые преобразователи (flyback) достаточно широко и полно описаны в горе литературы за последние лет пятьдесят и относительно легко и полностью просчитываются на любые параметры...... Выходит не полностью. Вообще, о процессах происходящих в катушке кроме глупостей, ничего не написано. Формулы при этом, верны.

..... В любом случае, данный пример не репрезентативен для ответа на поставленный вопрос: какую энергию нужно затратить на заряд индуктивности? .... А зачем ?

.... И ещё одно замечание: электрическая мощность упрощённо - это количество энергии за единицу времени. Применительно к данным рассуждениям, не достаточно посчитать количество энергии, затраченной на заряд конденсатора и количество энергии, израсходованной на нагрузке, необходимо учесть время.... Время учтено.

Прим: Ошибка в написании формулы расчета энергии конденсатора, досадная опечатка. Бывает.

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

6 года 2 мес. назад 6 года 2 мес. назад от VadVS.
VadVS
Новый участник
Новый участник
Сообщений: 5
Больше
Фонарик условно 30 ватт Ромы. Разбор #94160

experienced2 пишет: .... Каким количеством импульсов была накоплена эта энергия? Одним, рассматриваемым, или несколькими? .... Естественно одним

Какой длительности?

experienced2 пишет: ..... То есть, вы полагаете ток в индуктивности постоянным? ..... Посмотрите в любом учебнике, как происходит нарастание тока в индуктивности и как вычисляется энергия. Грубо говоря, вычисляется площадь и т.д. Ничего нового я не изобретал.

Спасибо. Именно об этом и речь. В ваших выкладках я не увидел интегрирование мгновенных значений тока по времени действия импульса питания. Или хотя бы указания на форму тока через индуктивность.

experienced2 пишет: ..... При наличии в схеме, как минимум, индуктивности, это сопротивление должно быть комплексным и частотозависимым. А спектр импульсного потребления тока достаточно широк. Вы это не учитываете. ...... Шум действительно есть. Особенно в момент закрывания ключа, однако количество "съедаемой" им энергии незначительно и ее можно не учитывать.

Насколько незначительно? Мы говорим о реальных физических расчётах цепей импульсного электрического тока в реактивных системах или о мощности электромагнитного излучения сферического коня в вакууме?

experienced2 пишет: .... Замечу, что обратноходовые преобразователи (flyback) достаточно широко и полно описаны в горе литературы за последние лет пятьдесят и относительно легко и полностью просчитываются на любые параметры...... Выходит не полностью. Вообще, о процессах происходящих в катушке кроме глупостей, ничего не написано. Формулы при этом, верны.

ОК. Понятно. Верные формулы описывают глупые процессы. Так и есть.

experienced2 пишет: ...... В любом случае, данный пример не репрезентативен для ответа на поставленный вопрос: какую энергию нужно затратить на заряд индуктивности? .... А зачем ?

Затем, что это и было первоначальным вопросом на ваш расчёт количества энергии, накопленной индуктивностью.

experienced2 пишет: .... И ещё одно замечание: электрическая мощность упрощённо - это количество энергии за единицу времени. Применительно к данным рассуждениям, не достаточно посчитать количество энергии, затраченной на заряд конденсатора и количество энергии, израсходованной на нагрузке, необходимо учесть время.... Время учтено.

Если не трудно, укажите, в каких конкретно местах - по заряду и разряду соответственно.

experienced2 пишет: Прим: Ошибка в написании формулы расчета энергии конденсатора, досадная опечатка. Бывает.

Бывает.

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

6 года 2 мес. назад
Святолуг
Модератор
Модератор
Сообщений: 1615
Больше
Автор темы
Фонарик условно 30 ватт Ромы. Разбор #94168
"... Посмотрите в любом учебнике, как происходит нарастание тока в индуктивности и как вычисляется энергия. Грубо говоря, вычисляется площадь и т.д. Ничего нового я не изобретал. ..."
По моему если есть ферит внутри катуши, то уже ток нарастает не треугольником, а какой-то кривой, потому что растёт проницаемость ферита при большей индукции. Поэтому может те формулы не подходят для катушек индуктивностей с феритом?

Оптимист и на кладбище видит одни плюсы (не кресты).

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

Модераторы: Святолуг
Время создания страницы: 0.080 секунд