Napětí v kolejích u H0

[BohousP]

OK, diky. Pokud tedy mam trafo a jeho vystup zmerim klasickym merakem, ukazuje merak napeti efektivni nebo spickove?

efektivní

[PajaF]

Diky

[MiG]

Takže postupně, nejprve odpředu: Když je střídavé (efektivní, to se udává nejčastěji) napětí třeba 20V, jeho špičková hodnota je krát 1,41, tedy v tomto případě 28V. Na diodovém můstku se srazí cca 1,5 - 2V, takže 26V. To se pak vede na stabilizátor, ten potřebuje pro správnou činnost cca 3V. Čiže výstupní napětí může být 23V nebo méně. Ale čím více srazíme na stabilizátoru, tím více to topí, takže s rozumem.

Opačně tedy: Chceme 16V stejnosměrných na výstupu. Tedy do vstupu stabilizátoru potřebujeme 19V nebo více. Když připočítáme úbytek na usměrňovači, bude to 21V. Vydělíme 1,41, dostáváme 15V střídavých. To je optimální hodnota, víc být může.

S ím bych měl trošku problém. Tak nízké "optimum" platí jen v případě, že trafo má mnohonásobný výkon, než je potřeba, usměrňovače snesou mnohonásobný opakovaný špičkový proud a za nimi je veliký kondenzátor.

[BohousP]

Takže postupně, nejprve odpředu: Když je střídavé (efektivní, to se udává nejčastěji) napětí třeba 20V, jeho špičková hodnota je krát 1,41, tedy v tomto případě 28V. Na diodovém můstku se srazí cca 1,5 - 2V, takže 26V. To se pak vede na stabilizátor, ten potřebuje pro správnou činnost cca 3V. Čiže výstupní napětí může být 23V nebo méně. Ale čím více srazíme na stabilizátoru, tím více to topí, takže s rozumem.

Opačně tedy: Chceme 16V stejnosměrných na výstupu. Tedy do vstupu stabilizátoru potřebujeme 19V nebo více. Když připočítáme úbytek na usměrňovači, bude to 21V. Vydělíme 1,41, dostáváme 15V střídavých. To je optimální hodnota, víc být může.

S ím bych měl trošku problém. Tak nízké "optimum" platí jen v případě, že trafo má mnohonásobný výkon, než je potřeba, usměrňovače snesou mnohonásobný opakovaný špičkový proud a za nimi je veliký kondenzátor.

Ok, tak nahraďte slovo optimální za "minimální". Optimum je to z hlediska zbytečně vyzářeného tepla. I když s tou mnohonásobností to zas tak kritické není. Výkon trafa (ne příkon) musí být takový, aby pokryl spotřebu vlaků (zátěž) plus ztrátu na stabilizátoru. Tedy, pokud potřebujeme 3A, spotřeba vlaků je 16x3=48W, ztráta na stabilizátor 3V x 3A=9W, na můstek 2Vx3A=6W, tedy celkem 63W. Takže příkon trafa odhadem 100 až 120W. Můstek dimenzovat ideálně na 6 až 10A.

[Miloš Pavlát]

Dovolím si možná jalový dotaz: za stabilizátorem je ještě umístěno samotné zařízení (SPAX). Je jeho spotřeba zanedbatelná pro přechozí řetězec? A proto není uveden?

[BohousP]

Dovolím si možná jalový dotaz: za stabilizátorem je ještě umístěno samotné zařízení (SPAX). Je jeho spotřeba zanedbatelná pro přechozí řetězec? A proto není uveden?

Skutečně, je to jen pár desítek mA. To se do těch 3A ("lokomotiva") hravě schová ...

[MiG]

Ok, tak nahraďte slovo optimální za "minimální". Optimum je to z hlediska zbytečně vyzářeného tepla. I když s tou mnohonásobností to zas tak kritické není. Výkon trafa (ne příkon) musí být takový, aby pokryl spotřebu vlaků (zátěž) plus ztrátu na stabilizátoru. Tedy, pokud potřebujeme 3A, spotřeba vlaků je 16x3=48W, ztráta na stabilizátor 3V x 3A=9W, na můstek 2Vx3A=6W, tedy celkem 63W. Takže příkon trafa odhadem 100 až 120W. Můstek dimenzovat ideálně na 6 až 10A.

Nee
Pokud počítáš jen se špičkovým napětím, tak musíš vzít v úvahu, že takový stav trvá jen velmi krátký čas periody a v něm musíš dodat proud a výkon pro celou periodu.
Něco jako bleskové výbojky, u nichž s bateriovým příkonem řádu wattů blejskáš pulsy řádu i stovek wattů.

A v tomto případě chceš mít trvalý výkon pro loko 48W.

[MiG]

Tak jsem trošku počítal, abych "rozmetal" BohousP teorii - 15V trafo pro 16Vss stačí.

Mějme tedy 15V trafo, které nám dá špičku sinusovky 21.2V. Z toho vychází tvrzení, že po odečtení 1.5V až 2V nám pro 16V ss výstup zůstane ke stabilizaci 3.2 až 3.7V, což by mělo stačit pro snad všechny typy lineárních stabilizátorů.
ALE! Vyhlazovací kondenzátor se bude nabíjet jen za předpokladu, že okamžité napětí na výstupu transformátoru je větší než napětí na kondenzátoru. V tomto případě jen ve špičce sinusovky je rovno.
Takže připustíme, že nám napětí na kondenzátoru poklesne až na 20V. Na stabilizaci pro nejnižší napětí je 2 až 2.5V - je to mez, pod níž už některé typy stabilizátorů už přestávají pracovat správně.
Napětí na kondenzátoru kolísat mezi 20V a 21.2V pilovitým průběhem.
A co za to...
Nabíjecí proud půjde tedy do kondenzátoru od arcsin (20/21.2) to je 70.62 stupňů do 90 stupňů sinusovky, tedy 21.5 procenta doby (ale jen pro náběžnou část sinusovky). Pro půlvlnu to je jen necelých 11 procent.
Ve skutečnosti nabíjení nebude ukončeno ve vrcholu, ale něco za ním. Hrubým odhadem do 10 procent sestupné části periody. Ale taky nejvyšší napětí na kondenzátoru nebude špičkové, ale nižší, pro můj odhad cca 20.8V.
Takže máme 0.11 a 0.05 procent doby, kdy "čerpáme" proud přes transformátor.
Pokud chceme na výstupu stabilizátoru 3A, znamená to, že střední nabíjecí proud musí být v tomto případě 19A se špičkou odhadem někde okolo 35A.
Dopouštím se tak tvrzení, že něco takového vám transformátor 15V, 120W nepřenese a 8A můstek bude taky dost přetížený.

A jaký kondenzátor na vyhlazení?
Potřebujeme "uskladnit" (1-0.16) x 3 [A] x 0.010 [ms] = 0.0252 As
A kolísání napětí jsme na začátku připustili 1.2V. Z toho nám vyjde nejméně 21mF.

Je to dost zjednodušené, ale snad to pro ilustraci bude stačit.

[JanoW]

Tak jsem trošku počítal, abych "rozmetal" BohousP teorii - 15V trafo pro 16Vss stačí.
...
Je to dost zjednodušené, ale snad to pro ilustraci bude stačit.

Je to dosť zjednodušené, to áno. Neuvažuješ o vybíjacích prúdoch (odber do záťaže). Dodaná energia je úmerná integrálu pod priebehom i^2 (P=R.I^2).
Okrem toho nikdy nevyužívame zdroje na 100% záťaže.
Problém pri veľkých kondenzátoroch je špičkový prúd pri ich pripojení. Ten obyčajne obmedzí indukčnosť a sériový odpor trafa. Použitie 8A diód pre 3A odber je podľa praxe dostatočné. (http://www.gme.cz/diodovy-mustek-kbu8m-p227-075 má Ifsm=300A !)

[MiG]

Podle mých znalostí je Ifsm neopakující se špička.

Neuvažuješ o vybíjacích prúdoch (odber do záťaže). Dodaná energia je úmerná integrálu pod priebehom i^2 (P=R.I^2).

Teď nechápu. Co je tím myšleno?
Uvažuji o trvalém odběru 3A.