www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе |
Динамо-машины Моделирование транзисторов
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 [ 22 ] 23 24 25 26 27 28 29 30 31
параметров является Rs или tSR (эквивалентное последовательное сопротивление) ЭК. ESR состоит из:
Rд, - сопротизление выводов и алюминиевой фольги Rg ~ сопротивление электролита; R - сопротивление диэлектрика.
2. Потери в ЭК
Суммарные потери проще всего оценить, зная ток утечки I среднеквадратичное (RMS) значение переменного тока I, текущего через конденсатор, и значения эквивалентных сопротивлений ЭК.
Общее омическое сопротивление R состоит из сопротивления металла и электролита.
Диэлектрические потери пропорциональны энергии, запасенной в конденсаторе - Wj.=1/2CU Мощность Р рассеиваемая в ЭК, может быть записана следующим образом:
P,=fW + RF (2 1)
где f - частота, с которой конденсатор заряжается и разряжается.
Условимся, что ток через ЭК имеет синусоидальную форму. В этом случае потери будут;
P.=fCU/2 + Rl (2.2)
Поскольку l=wCU, а w=2pf, то
P.=UI(1/4k + 2к RCf)=UI(A-hBf) (2.3)
Сомножитель (A-bBf) представляет собой известный всем cosf. Однако пользоваться углом ф неудобно, т.к. обычно он близок к 90 deg;, поэтому при расчетах ЭК применяют угол 8 =90-(j называемый углом потерь. 1апб=5т(90-ф)/со5(90-ф)= 51п(90-ф) т.к. со5(90-ф)=1. Формула приобретает простой и понятный вид:
P,=Ultan5 (2.4)
Ошибка, возникающая из-за принятой аппроксимации несущественна для расчетов потерь ЭК, а измерение tan6 намного проще, чем cosф. Этот параметр называется тангенсом угла потерь и приводится в данных на ЭК.
Подставляя в (2.2} U=l/o gt;C, получаем:
P,= m + k/(47ffC)) (2.5)
Таким образом можно определить R или ESR - эквивалентное последовательное сопротивление, значение которого
1.4 1.2 1.0 0.8 О.б 0.4
ESR, ОЪт
О 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Frequency, Hz
также приводится в технических характеристиках (по крайней мере у серьезных производителей).
R=R-hk/WfC) (2.6)
Как видно из (2.6), параметр является частотно зави-с/мым. График зависимости отчастоты дляЭК RIFA-450B-eSMKO-SS* приведен на рисунке. Это несколько затрудняет расчеты потерь. Кроме того, если ток имеет сгожно1Й спектральный состав, необходимо знать величину каждой гармо-. НИКИ. Однако, если низшие гармоники достаточно велики и частотно зависимый компонент мал по сравнению с омическим сопротивлением, расчет становится простым. Обычно на частотах свыше 500Гц практически не зависит от частоты,
P = rR(f gt;500ru) (2.7)
3. Тепловой расчет
Температура перегрева ЭК зависит от R и среднеквадратичного значения переменного тока I. Назовем температуру в наиболее нагретой точке конденсатора (точке перегрева) Т., а температуру окружающей среды - Т. В рабочем диапазоне перегрев является линейной функцией мощности потерь Р. Тогда справедливы следующие соотношения:
P=R/ (3.1)
где R, - тепловое сопротивление точка перегрева -окружающая среда .
4. Ток утечки
Причиной возникновения тока утечки I, нвляегся несовершенство оксидного слоя. Временная зависимость I, после включения:
irhPA) (- gt;
где -ток gt;течки через 5 минут после подачи постоянного напряжения на ЭК, а постоянная р имеетзначение в диапазоне (0.5-1).
Общая формула в уаановившемся состоянии имеет следующий вид:
1к*С*и. где константа к=3*10 (4 2)
5. Срок службы и надежность
Два основных параметра, влияющих на ресуос и надежность ЭК - это рабочее напряжение и температура. Для срока службы можно записать соотношение:
где - рабочее напряжение. Up - предельно допустимое напряжение, срок службы ЭК при напряжении U.
Показатель степени п=5 при 0.8Up lt;U lt;U: п=3 при 0.5Uj, lt;U lt;0.8Up. Это означает, что снижение рабочего напряжения на 21% увеличивает срок службы вдвое. Если U lt;0.5Up, срок службы практически не зависит от напряжения.
Срок службы имеет экспоненциальную температурную зависимость. График зависимости может быть описан выражением:
ln(Lj = A-8*T (5.2)
Надежность ЭК оказывается тем выше, чем выше его диаметр. Формула, учитывающая диаметр, имеет следующий вид:
L=f(D)2-* gt; . (5.3)
(Для конденсаторов, рассчитанных на 105 , вместо 85 в показателе степени должно быть 105).
Значение f (D) для различных значений диаметра приведено ниже:
Диаметр (мм) f( D) 35 30000 50 35000 65 45000 75 60000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 [ 22 ] 23 24 25 26 27 28 29 30 31 |