Je suis un peu confus en ce qui concerne les alimentations linéaires et leurs courants d'entrée (c'est-à-dire du côté entrée du régulateur de tension).
Pour commencer, voici un circuit de test:
est juste de rendre LTspice heureux (tous les nœuds ont besoin d'une connexion à la terre).
BTW, je suppose que je devrais ajouter un autre cap d'entrée pour le bruit haute fréquence - bien que ce ne soit pas vraiment pertinent pour cette question (et le schéma est juste un circuit de test très approximatif de toute façon). Les objectifs sont de 0 à 12 V jusqu'à 2 ampères (1,5 serait probablement suffisant, cependant). La source de tension est 230 car c'est ce sur quoi il va fonctionner, et le transformateur est configuré pour simuler ~ 15 V RMS, donc environ 21 V crête.
Le problème est, selon la façon dont vous le voyez, des pics de courant trop importants ou une chute de tension trop élevée en raison de la résistance en série. Ou les deux, vraiment.
Ici, la tension rouge est l' entrée du régulateur de tension et le vert / bleu est le courant à travers deux des diodes du redresseur. Notez comment la tension est beaucoup abaissée (de 15 Veff - 2 gouttes de diode) en raison de la résistance en série combinée aux pics de courant de 5,5 A.
Ce graphique est au courant de sortie maximum (12 V / 6charge) = 1,87 - 1,99 A en raison de l'ondulation de sortie; la tension d'entrée est trop faible pour qu'elle se règle correctement en raison de la chute sur le secondaire.
Bien entendu, les bouchons de lissage ont des pics similaires aux diodes, mais de moindre amplitude (~ 1,8 A).
Quelle sorte de résistance série le secondaire du transformateur aurait-il? Je regarde un transformateur multi-tap 2x 10-15 V, avec 2,2 A par puissance secondaire (66 VA au total). La fiche technique énumère quelques détails, mais pas la résistance en série.
En supposant un 1 résistance série sur le secondaire (comme dans la simulation ci-dessus) et 0,11 ESR sur le lissage électrolytique (certains chiffres approximatifs que j'ai trouvés lors de la recherche), je me retrouve avec quelque chose comme ce qui précède. Avec 0,5 sur le secondaire, la sortie est excellente à 12 V et moins (la cible), mais bien sûr, les pointes de 5+ amplis restent du côté de l'entrée.
Alors, enfin, les questions:
- Suis-je dans le bon stade avec 0,5 sur le secondaire, ou est-ce deux fois plus proche de la vérité? Je me rends bien compte que cela diffère entre les transformateurs, bien sûr, mais je ne trouve pas vraiment de chiffres et je n'ai rien à mesurer moi-même ... mais dans cette simulation, l'un fonctionne et l'autre non.
- Les pointes actuelles de ~ 5-6 A pour une alimentation de 2 A sont-elles normales / à prévoir? Idem pour les bouchons de lissage (~ 2,4 A) - Je suppose que c'est la spécification de "courant d'ondulation" pour les condensateurs, au fait?
- Combien le transformateur doit-il être évalué pour gérer cela? Je n'ai sûrement pas besoin d'un transformateur de 6 ampères pour obtenir une sortie CC de 2 A? Le RMS actuel est inférieur à 2,2 A, mais est-ce vraiment correct?
Et, bien que cela soit à peu près répondu par ce qui précède:
- Dois-je vraiment m'attendre à une telle chute de tension à charge? Si les pointes sont à 5 A, avec 0,5-1 au secondaire, je perds bien évidemment plusieurs volts avant même le pont redresseur, ce qui fait tout échouer (ondulation massive en sortie).
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Suis-je dans le bon stade avec 0,5 Ω sur le secondaire, ou est-ce deux fois plus proche de la vérité?
Comme l'a souligné Russell McMahon, un transformateur "idéal" (avec une résistance nulle) et un redresseur "parfait" et un condensateur "parfait" créeront des pointes de courant presque infinies, conduisant à un mauvais facteur de puissance .
Hélas, les vrais transformateurs ont beaucoup, beaucoup plus de 0,5 Ω sur le secondaire, ce qui conduit à un statisme bien pire (mais un meilleur facteur de puissance et moins de problèmes avec les pointes de courant).
Dois-je vraiment m'attendre à une telle chute de tension à charge?
Oui. Les vraies alimentations ont "retombé". (comme nous le verrons plus loin Comment dimensionner un transformateur d'alimentation? , 230 V à 12 V étape transformateur abaisseur , Pourquoi les transformateurs non réglementés? , remplacement des piles avec un adaptateur secteur ). La tension de sortie à vide d'un transformateur peut être 50% plus élevée que la tension de sortie nominale. Un transformateur réel qui, comme le transformateur dans votre simulation, fournit 15 V à vide, peut être évalué à seulement "10 VCA" car c'est tout ce qu'il peut éteindre à pleine charge.
Si les pointes sont à 5 A, avec 0,5-1 Ω sur le secondaire, je perds évidemment plusieurs volts avant même le pont redresseur, ce qui fait tout échouer (ondulation de sortie massive).
Oui. Si un circuit a besoin d' au moins 12 VCA pour fonctionner correctement et que vous essayez d'utiliser un transformateur qui est uniquement conçu pour fournir "10 VCA" sous charge, cela ne fonctionnera pas - même si vous mesurez que le transformateur émet 15 VCA. sans charge.
Les vrais transformateurs qui fonctionneront - les transformateurs évalués à «12 VCA» sous charge - n'ont pas d'enroulements de rapport 10: 1; ils peuvent avoir quelque chose de plus proche du rapport 9: 1 pour compenser le statisme, et auront donc une sortie nettement supérieure à 12 VCA sans charge, peut-être 13 ou 18 ou 20 VCA.
Différents fabricants produisent des transformateurs ayant des niveaux de résistance très différents sur le secondaire. Les transformateurs coûteux à très faible résistance ont un rapport d'enroulement "idéal" très proche de celui auquel on peut s'attendre pour une tension nominale donnée. Les transformateurs moins chers avec une résistance plus élevée ont un rapport d'enroulement très différent pour compenser le statisme et atteindre la même tension nominale (sous charge). En d'autres termes, au même rapport d'enroulement, les transformateurs avec une résistance plus élevée auront une tension nominale inférieure (sous charge) imprimée sur le transformateur.
Pour simuler correctement un transformateur, vous devez régler à la fois la résistance et le rapport d'enroulement de sorte que, à la charge nominale, il donne la tension nominale.
Je dérive peut-être un peu hors sujet lorsque je mentionne que de nombreuses alimentations réelles ont des "filtres de ligne" / " bobines d'étranglement " / " filtres de suppression EMI ", " des circuits de correction du facteur de puissance ", et quelques-uns ont des " circuits de remplissage de vallée " . Tous ces composants «supplémentaires» réduisent directement ou indirectement ces pics actuels.
Après la résistance unique suggérée par Russell McMahon, le filtre le plus simple est un inducteur unique. Vous pourriez être intéressé à expérimenter l'insertion d'une inductance, peut-être 100 uH, dans la ligne "hi" après le redresseur et avant les condensateurs. Ou peut-être en plaçant l'inductance entre C1 et C2, formant un filtre LC "pi" à partir de ces 3 composants.
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