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Tensione di ripple

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Tensione di ripple

Messaggioda Foto Utenteskylab » 29 nov 2012, 20:50

Salve a tutti,

avrei bisogno di una delucidazione, per calcolare la tensione di ripple presente sul condensatore di filtro di un alimentatore ho utilizzato la formula :

Vripple = Io/(2*f*C)

avendo a disposizione un trasformatore con secondario 20V 6A raddrizzo tale tensione con un ponte di diodi e la applico ad un condensatore da 4700 uF . Colegando un carico che assorbe una corrente di 5 A ottengo una tensione di ripple di 10.6 V

Vripple = 5 / (2 * 50 * 0.047 ) = 10.6 V

Se visualizzo la forma d'onda su un oscilloscopio però misuro una tensione di ripple di 6 V

dove sbaglio?
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[2] Re: Tensione di ripple

Messaggioda Foto Utenteg.schgor » 29 nov 2012, 22:12

La formula del ripple è approssimata.
Per una miglior approssimazione è meglio una simulazione
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[3] Re: Tensione di ripple

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 30 nov 2012, 0:06

Come dice Foto Utenteg.schgor, quella formula sovrastima il ripple, specie quando e` gia` elevato per conto suo e la sorgente e` debole, come nel caso di un trasformatore che viene un po' "tirato per il collo"

Una formula un po' piu` precisa per ripple elevato e impedenza di sorgente bassa e`

V_r=\frac{I_o}{2fC}\left (1-\frac{1}{\pi}\sqrt{\frac{2V_r}{V_{pk}}} \right )

Questa equazione serve di solito per progettare C, ed e` facile da applicare. Invece per trovare R e` piu` complicato risolverla, meglio andare con metodi numerici, anche se esiste la soluzione analitica.

Con questa formula il ripple risulta essere di 7.9V circa.

In realta` un trasformatore ha una impedenza di uscita relativamente elevata, il cui effetto e` di allargare ulteriormente l'angolo di conduzione e ridurre il ripple. Altro effetto e` che la tensione di picco dopo i diodi al posto di essere di 26V, o quello che uno si aspetta, diventa significativamente piu` basso.

Per avere 5A di corrente dopo il raddrizzatore, le regole pratiche di progetto suggeriscono di prendere un trasformatore con una corrente efficace pari ad almeno 9A, cioe` 1.8 volte la corrente continua.
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[4] Re: Tensione di ripple

Messaggioda Foto Utentefairyvilje » 30 nov 2012, 0:12

5 / (2 * 50 * 0.047 )

Sei sicuro? Non dovrebbe essere 0.0047?
Altrimenti i conti non tornano comunque.
La butto lì ma in questi calcoli non si dovrebbe considerare la tolleranza del condensatore?
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[5] Re: Tensione di ripple

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 30 nov 2012, 0:17

Vero, c'e` anche la tolleranza del condensatore, che puo` essere anche del 20%, volevo dirlo poi mi sono dimenticato.

Per quanto riguarda il numero e` solo un errore di battitura, i conti li ha fatti con 4.7mF.
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[6] Re: Tensione di ripple

Messaggioda Foto Utenteskylab » 30 nov 2012, 19:01

Grazie ragazzi per l'aiuto, mi erano venuti dei dubbi in quanto i dati teorici non corrispondevano a quelli pratici.

Ultima domanda, secondo voi, per un alimentatore da banco un ipotizzare un ripple del 5% per calcolare la capacità del condensatore va bene ?
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[7] Re: Tensione di ripple

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 30 nov 2012, 19:21

Se vuoi ottenere la massima possibile tensione di uscita devi tenere il ripple basso, ma provoca piu` stress nei componenti e richiede capacita` piu` grande. Se non hai problemi con le tensioni di headroom, puoi anche aumentare un pochino, il regolatore scalda anche di meno.

Quando hai fatto la prova con il trasformatore uscita 20V e il condensatore da 4700V che tensione di uscita media hai? Mi interesserebbe senza carico e con 5A di carico. Grazie.
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[8] Re: Tensione di ripple

Messaggioda Foto Utenteskylab » 30 nov 2012, 21:24

Ciao,

a vuoto misuro sul condensatore 27.9 V mentre con 5 A di carico misuro 22.3 V. Ho effettuato delle misure con step di 1 A e ho ottenuto questo :

1 A 25.8 V
2 A 24.7 V
3 A 23.8 V
4 A 23 V
5 A 22.3 V
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[9] Re: Tensione di ripple

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 30 nov 2012, 21:45

Grazie! Suppongo che le misure siano fatte con un multimetro, confermi?

Se e` cosi`, nel caso di 5A hai una tensione media di 22.3V, con sovrapposto un ripple picco picco di 6V. Il che vuol dire che la tensione dopo i diodi va da poco piu` di 25V a poco piu` si 19V.
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[10] Re: Tensione di ripple

Messaggioda Foto Utenteskylab » 30 nov 2012, 21:52

Si confermo, ho anche visualizzato l'onda sull'oscilloscopio, visualizzando un onda a dente di sega che va da un minimo di circa 19 v ad un massimo di circa 25 v
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