Audiohobby.pl

ZASILANIE - SPRAWDZONE ROZWIĄZANIA I URZĄDZENIA.

majkel

  • 7346 / 4473
  • Ekspert
14-05-2020, 12:00
Może uporządkujmy, bo ciekawostki się tu pojawiają. Po pierwsze - jeżeli w urządzeniu jest transformator sieciowy, a nie zasilacz impulsowy, to napięcie wyższe niż nominalne, na jakie został ten transformator zaprojektowany, będzie mu tylko przeszkadzać, a w skrajnym przypadku całemu urządzeniu. Chodzi o to, że krzywa magnesowania stali rdzenia tego transformatora jest bardzo nieliniowa. Jak ktoś "ciasno" zaprojektował taki transformator, to np. przy niewiele ponad 240V będzie on już buczał. To jest efekt nasycania rdzenia, ale nie jedyny i nie ten najgorszy.

Prąd jałowy trafa wygląda mniej więcej jak pozaokrąglany przebieg trójkątny, i jest to mniej więcej w połowie prąd wynikający z indukcyjności trafa, a w drugiej połowie - prąd strat rdzenia. Te są nieliniowe, więc idzie to bardziej w trójkąt. Natomiast jak się przekroczy indukcję nasycenia, a ta była jednym z podstawowych kryteriów projektu transformatora, to na tym trójkącie pojawiają się szpile dużego prądu. To jest ten moment, kiedy rdzeń się już nasycił, i zaczyna tracić indukcyjność, a przy okazji "tańczyć i śpiewać".

Tak więc dla transformatora lepsze jest niższe napięcie niż nominalne, a nie wyższe, bo straty w rdzeniu rosną szybciej niż z kwadratem indukcji, wprost zależnej od napięcia zasilania, a odwrotnie od częstotliwości. Dlatego urządzenia amerykańskie zaprojektowane na 60Hz, nawet jak dostaną dobre napięcie, to im te 50Hz z europejskiej sieci nie leży, stąd buczą i się grzeją, a całe urządzenie się trzęsie.

Ja nawet ostatnio zacząłem taki patent w DACach robić, żeby zbić parę woltów przed trafem, żeby jak najmniej siał, a tę "stratę" uwzględniam po jego wtórnej stronie na doborze napięć. To jest oczywiście patent załatwiający parę innych kwestii przy okazji, ale nawet na ucho "robi dobrze".

Czyli podsumowując - jak nie musimy jechać na podbitym napięciu, to takiego nie chcemy, a jak możemy na niższym - to chcemy. :)

Kolejna sprawa - transformator sieciowy spokojnie przeniesie nawet 1kHz bez większych strat, dopiero powyżej tego jego stal, nie przewidziana pod takie częstotliwości, zaczyna się pocić. Jakie są tego konsekwencje? Ano wystarczy policzyć, że 1kHz to 20-ta harmoniczna częstotliwości w sieci, więc transformator sieciowy wiernie przeniesie wszelkie odkształcenia prądu w gniazdku na swoją stronę wtórną. Zapewniam, iż kształt pozostanie wiernie zachowany, choćby był pogięty jak rower po kolizji z samochodem. :)

Czy to problem - jeśli już, to mały, bo większe częstotliwości, zwłaszcza te do zakresu 1kHz, kondensatory i stabilizatory zasilacza połykają nawet łatwiej niż duże kęsy 50-ciu herców. Problemem będą dopiero takie zniekształcenia, które spowodują zmianę proporcji między wartością średnią przebiegu napięcia, a skuteczną, czyli innymi słowy - zmiana wartości współczynnika kształtu. Otóż jeśli wartość średnia będzie wyższa w stosunku do skutecznej niż ma to miejsce w czystym sinusie, to mamy sytuację jak opisałem w punkcie o napięciu zasilania, bo indukcja w rdzeniu zależy od wartości średniej, a nie skutecznej, a napięcie w sieci jest nastawiane według tej drugiej.

Corvus5

  • 2582 / 3940
  • Ekspert
14-05-2020, 15:05
Ale wartość średnia napięcia w sieci jest w przybliżeniu zero... bardziej chyba mówisz o stosunku wartości maksymalnej do skutecznej?

A co do kształtu, to pisałem o napięciu, nie prądzie :)

majkel

  • 7346 / 4473
  • Ekspert
14-05-2020, 18:44
Powiedzmy, że chodziło mi o wartość średnią połówki okresu, czyli całkę oznaczoną z funkcji za pół okresu. Parametr, który pozwala określić szczyt indukcji magnetycznej w rdzeniu.