Конденсатор в качестве балласта

[matrox]

Возникла необходимость отслеживать пропадание электропитания устройством на микроконтроллере, запитанном от резервированного источника питания. Поскольку нужна развязка то было два варианта - реле и оптопара. Реле - полный геморр, поэтому выбор пал на оптопару. Стал вопрос как запитать светодиод оптопары от сети 220 вольт. Полазив по инету родилась такая схема:



Есть сомнения в правильности расчетов.
Итак, сопротивление конденсатора в качестве балласта в сети 50 Герц рассчитывается по формуле Хс=1/(2*3,14*50*С)=0,0032/С (емкость в Фарадах). Берем конденсатор 0,220 мкФ. Его сопротивление будет 0,0032/0,00022=14,5 кОм. Возьмем резистор R2 равным 1 кОм, общее сопротивление будет 15,5 кОм. Падение напряжения на светодиоде около 2 Вольт. Следовательно ток будет 218/15500=14 мА. Достаточно для работы оптопары. Падение напряжения на конденсаторе составит 0,014*14500=203 Вольта, падение напряжения на R2: 0,014*1000=14 Вольт. Мощность резистора R2 должна быть не менее 0,014*14=0,196 Вт.

Собственно вопрос в правильности расчетов. Хватит ли резистора R2 мощностью в 1Вт (берем с запасом)? Насколько надежна схема с конденсатором в качестве балласта? Какие возможны неисправности (пробой конденсатора например) и их последствия? Какой мощности брать шунтирующий резистор R1 ?

[aen]

Собственно вопрос в правильности расчетов

Если строго подходить к расчету, то неправильно. Вы не учли, что в этой цепочке ток не совпадает с напряжением и расчет нужно немного изменит. Параллельно оптопаре я бы стабилитрон поставил на напряжение равное допустимому напряжению на оптороне, что бы в момент включения он не вылетел.
Расчет можно в теме посмотреть "блок питания с гасящим конденсатором" здесь на форуме или здесь.

http://www.diagram.com.ua/list/ip-kond.shtml

[Aheir]

У NEC'a есть специальные отпроны с "AC входом" как они это называют: два встречно-параллельных светодиода внутри. Для открытия достаточно 2мА. Стоят примерно 15 рублей. Достаточно поставить последовательно пару резисторов на 100кОм и в розетку все это дело. Можность никакая, не нагреется особо. Вот как-то так. Если сами не найдете и будет интересно, посмотрю марку...

[matrox]

NEC конечно хорошо, только я совсем не в москве живу и тут с электронными компонентами засада. Поэтому нужно сделать на том, что можно без сильных затрат достать.
Что касается ссылки на хохлятский сайт - там с формулами какая-то засада, у автора непонятно что откуда вытекает (формула из формулы), буквы один раз так написаны, другой раз по другому.. Ну или я тупой

Да, стабилитрон точно нужен, чтобы в первоначального заряда конденсатора не выбило светодиод.

И еще один вопрос вдогонку - при такой схеме на выходе диодного моста будут пульсации напряжения вызывающие переключение оптрона или нет?

[aen]

на хохлятский сайт - там с формулами какая-то засада.

Где то у нас на форуме все это по нормальному написано. Сейчас попробую ссылку найти и сюда же вставить.
Вот здесь еще есть более цивилизованно написано.
http://lib.qrz.ru/node/6193
Там в качестве примера Ваша схема рассчитывается. Резистор в Вашей схеме по моему лишний.

Я обычно так делал. Здесь и развязка сразу есть и трансформатор маленький и с малым количеством витков.
http://radiomaster.ru/shemi/i_p/blok/ip-kon.php

[Барсик]

...Параллельно оптопаре я бы стабилитрон поставил на напряжение равное допустимому напряжению на оптороне, что бы в момент включения он не вылетел...

Он никогда в жизни не вылетит. А этот самый стабилитрон будет всегда закрыт. Светодиод включён в диагональ моста, и никогда на нём не будет вольт больше, чем прямое падение напряжения на нём, любимом - где-то волта полтора... Если, конечно, ток, через него, любимого, не возрастёт до некой болезненной величины, когда он умрёт от перегрузки по току. Но этому помешает балластный резистор R2, включённый последовательно с этим всем безобразием. Если уж так бояться превышения напряжения на светодиоде оптрона, то лучше поставить параллельно ему два (или три?)кремниевых диода в прямом включении.
Лично я рассчитываю подобные схемы так. Задан ток, который должен обеспечить источник питания с гасящим конденсатором. Зная этот ток, я выбираю значение балластного резистора (R2), чтобы при этом токе на нём рассеивалось 1 ватт мощности. А в схему я ставлю, разумеется, резистор на 2 ватта - чтобы был запас. Теперь я знаю, что по-любому, бросок тока будет не больше чем 220/R2. Если я уверен, что схема такой бросок выдержит, то и слава Богу... А вот если нет... То значит нельзя использовать источник питания с гасящим конденсатором...

[12val12]

а зачем так много диодов ?
все равно постянку обе схемы не видят

"общее сопротивление будет 15,5 кОм. " sqrt(re*re+im*im)

[AonMaster]

Лично я рассчитываю подобные схемы так. Задан ток, который должен обеспечить источник питания с гасящим конденсатором. Зная этот ток, я выбираю значение балластного резистора (R2), чтобы при этом токе на нём рассеивалось 1 ватт мощности. А в схему я ставлю, разумеется, резистор на 2 ватта - чтобы был запас. Теперь я знаю, что по-любому, бросок тока будет не больше чем 220/R2. Если я уверен, что схема такой бросок выдержит, то и слава Богу... А вот если нет... То значит нельзя использовать источник питания с гасящим конденсатором...

Добрый день!
Вроде всё просто, а у меня греется резистор балластный. Ёмкость 0,33 мкФ, БП по схеме с диодным мостом и далее стабилитрон на 12В. Ток потребления схемы 24 мА.

Резистор ставил 160 Ом - на нём падение 3,6В, значит ток да, 24 мА где-то и есть. Но греется довольно сильно, хоть я SMD 2512 туда поставил. А ведь мощность всего-то 3.6*0,024=0,09Вт...

Где ошибка? Греется не так чтоб обжигает руку, но минут через 5 уже вся плата ощутимо тёплая а у меня коробочка маленькая.

[Enman]

а остальные 12V*24mA плату не греют ?...если мощность есть, то оно всегда греется, дальше дело только в способности охлаждаться...
Можно 4 резистора 2512 спаять послед-параллельно (или наоборот).....

[B@R5uk]

Во-первых, в сети не 220 вольт, а 230. С 2003 года как уже всезде.

Во-вторых, падением напряжения на диодном мосте и оптопаре можно пренебречь в сравнении с сетевым напряжением.

В-третьих, конденсатор — это реактивный элемент, а резистор — активный. Поэтому, чтобы найти их "суммарное сопротивление", нужно не складывать, а пользоваться вот такой формулой (как считать гуглите метод комплексных амплитуд):

R_сум = ( R^2 + |Z_C|^2 ) ^ ( 1/2 )

И на это сопротивление делить пиковое напряжение в сети, равное 230 * 2^(1/2) = 325 вольт, чтобы получить пиковый ток.

Так же надо учесть, что если устройство будет воткнуто в сеть в момент, когда синусоида на своём максимуме (и не дай Бог конденсатор будет при этом заряжен обратной полярностью), то к резистору и диодному мосту будет приложено напряжения порядка 650 вольт, а ток будет равен этим 650 вольт делённым на сопротивление резистора. Этот ток не должен превысить ток максимально допустимый для полупроводниковой части схемы.

Чёрт. Некроманты хреновы.

[AonMaster]

а остальные 12V*24mA плату не греют ?

Нет, не греют, там микросхема генератор звуковых колебаний и пьезоспикер, греется только резистор.

Вопрос у меня был в том, или я неверно провожу измерения, ведь получаю по мультиметру напряжение, ток и из этого считаю мощность рассеяния на резисторе. И она выходит в 10 раз меньше допустимого для резистора, я думал, что при таких условиях он греться почти не будет...

Тут ещё предыдущий знаток так грамотно рассуждает про 650В, а ведь выше было сказано - расчёт прост.

[Enman]

расчёт 3,6 * 24 правильный...

[AonMaster]

Нет ли где графика температуры резистора от рассеиваемой мощности? может 1 Вт это он будет греться как печка...

[Enman]

скорее всего рассчитывают на теплоотвод по дорожкам платы (а не как в выводных резисторах, только сам корпус, сравнить горячий МЛТ-1 и smd), если он мал, то и нагрев....

[El-Eng]

... БП по схеме с диодным мостом и далее стабилитрон на 12В. Ток потребления схемы 24 мА.

Там, ведь, небось, и конденсатор параллельно стабилитрону микрофарад в 500-1000 стоит. Правда?
Ток-то по цепи идет не синусоидальный, а импульсный. Его действующее значение будет совсем не таким, какое показывает простой амперметр, проградуированный, исходя из предположения о синусоидальности тока. Нужны True-RMS вольтметр и амперметр, ну или промоделировать...

[Enman]

уже моделировали, синус тока там....)))...при 12 В практически чистый...

[El-Eng]

Да, действительно, почти синус (с центральной отсечкой), а на резисторе - чуть больше 80 мВт. Но только вот какой нюанс: емкости в 0.33мкф не хватает для тока в 24 мА при 12В, хватает 0.47мкф, а с ней мощность на резисторе удваивается - 165 мВт. Вопрос: действительно ли у ТС 0.33мкф?

[B@R5uk]

Но греется довольно сильно, хоть я SMD 2512 туда поставил. А ведь мощность всего-то 3.6*0,024=0,09Вт...

Если не будет теплоотвода (залейте, например, пеной какой-нибудь), то даже с такой маленькой мощностью резистор нагреется до температуры плавления припоя и выше. Хотите температуру ниже, тогда повышайте скорость теплообмена резистора с окружающей средой. Но всё равно, холоднее, чем воздух, он не будет.