HI
Ich simuliere gerade eine einfache Gleichrichterschaltung (Einweg) und
möchte ohne Simulation den Kondensatorstrom berechnen.
Wie es scheint fliesst beim Aufladen ein Strom von ca. 0.96A durch den
Kondensator.
Die Formel dafür wäre dUc/dt*C = I
Ich kenne aber weder dUc noch dt. Wie müsste ich hier vorgehen?
tester schrieb:> Ich kenne aber weder dUc noch dt. Wie müsste ich hier vorgehen?
Deine Quelle ist doch ein Sinus und die Frequenz ist auch bekannt.
mfg Klaus.
Klaus R. schrieb:> tester schrieb:>> Ich kenne aber weder dUc noch dt. Wie müsste ich hier vorgehen?>> Deine Quelle ist doch ein Sinus und die Frequenz ist auch bekannt.> mfg Klaus.
Das heisst, ich kann in dem Bereich, wo der Kondensator geladen wird
eine Tangente anlegen?
Helmut S. schrieb:> Wirklich genau kannst du das nur numerisch lösen, weil die> Diodenkennlinie eine e-Funktion ist.
Ja, stimmt, aber ich gehe hierbei von Ud = 0 aus, also ideal gerechnet,
müsste ich dann etwa auf den selben Wert kommen.
> Ja, stimmt, aber ich gehe hierbei von Ud = 0 aus, also ideal gerechnet,
müsste ich dann etwa auf den selben Wert kommen.
Da musst du nur richtig rechnen.
Dein erstes Problem ist es den Startzeitpunkt zu berechnen. Den musst du
halt numerisch bestimmen. Den Endezeitpunkt musst du auch numerisch
berechnen.
Für diesen Bereich gilt dann idealisiert
i(t) = C*due(t)/dt +ue(t)/R
ue(t) ist deine gleichgerichtete Sinusspannung. Auch da solltest du eine
idealisierte Quelle ohne Innenwiderstand nehmen sonst wird es schon
wieder viel komplizierter.
Der Verlauf des Stromes der idealen Diode und der Formel stimmen
überein.
Mit der idealen Gleichrichterdiode und der Formel kommt ein deutlich
höherer Spitzenstrom heraus als mit einer realen Diode. Deshalb scheint
mir das kein sinnvoller Weg zu sein. Da müsste man mindestens noch einen
Serienwiderstand (0.1Ohm) dazunehmen. Dann wird aber die Formel deutlich
komplizierter.
i(t) = C*due(t)/dt +ue(t)/R
Diese Formel umgesetzt mit einer Bi-Quelle.
I=if(time>1.183m & time<1.253m,
5V*2*pi*1000*cos(2*pi*1000*time)*100u+5*sin(2*pi*1000*time)/100, 0)
Im Anhang die Schaltung für LTspiceXVII.
tester schrieb:> Wie es scheint fliesst beim Aufladen ein Strom von ca. 0.96A durch den> Kondensator.
Beim ersten Ladezyklus ist der Strom allerdings deutlich höher.
Eine erste Abschätzung kann man über die Impedanz des Kondensators bei 1
KHz machen:
Xc = 1/(2 x PI x 1000 Hz x 0,0001 uF) = 1,59 Ohms
I = 5V / 1,59 Ohms = 3,15A
Größer kann der Strom nicht werden.
Joe F. schrieb:> tester schrieb:>> Wie es scheint fliesst beim Aufladen ein Strom von ca. 0.96A durch den>> Kondensator.>> Beim ersten Ladezyklus ist der Strom allerdings deutlich höher.>> Eine erste Abschätzung kann man über die Impedanz des Kondensators bei 1> KHz machen:>> Xc = 1/(2 x PI x 1000 Hz x 0,0001 uF) = 1,59 Ohms>> I = 5V / 1,59 Ohms = 3,15A>> Größer kann der Strom nicht werden.
Der erste Puls ist natürlich viel größer. Im Anhang ein screenshot in
dem ich die Simulation mit .TRAN so geändert habe, dass auch der erste
Puls gezeigt wird.
Sorry aber das ist so ein klassisches Beispiel wie man an der Realität
vorbeisimulieren kann.
Der begrenzende Faktor des initialen Ladestroms nach dem Einschalten ist
der Innenwiderstand der Quelle (meist Trafo) und der Innewiderstand
(ESR) des Kondensators.
So ist das Ergebnis völlig an der Realität vorbei.
Udo S. schrieb:> Sorry aber das ist so ein klassisches Beispiel wie man an der Realität> vorbeisimulieren kann.tester schrieb:> Ich simuliere gerade eine einfache Gleichrichterschaltung (Einweg) und> möchte ohne Simulation den Kondensatorstrom berechnen.
Der TO hat wohl mit Absicht eine idealisierte Schaltung gewählt, damit
es bei der Berechnung nicht zu kompliziert wird.
Wie Helmut schon darauf hinwies, die reale Diode ist etwas
komplizierter. Das die Spannungsquelle einen Innenwiderstand hat und der
Kondensator einen ESR hat, kann man in LTspice ganz einfach umsetzen.
mfg klaus
Klaus R. schrieb:> Das die Spannungsquelle einen Innenwiderstand hat und der> Kondensator einen ESR hat, kann man in LTspice ganz einfach umsetzen.> mfg klaus
Ja
Klaus R. schrieb:> Der TO hat wohl mit Absicht eine idealisierte Schaltung gewählt
Da gibt es doch den schönen Spruch von Einstein: Man solle Dinge so
einfach wie möglich machen, aber nicht einfacher.
Die beiden Innenwiderstände sind in den meisten realen Schaltungen DIE
bestimmende Größe. Dann kann man eher die Diode als Ideal annehmen, die
wirkt sich nur logarithmisch aus, die Widerstände linear.
Udo S. schrieb:> Der begrenzende Faktor des initialen Ladestroms nach dem Einschalten ist> der Innenwiderstand der Quelle (meist Trafo) und der Innewiderstand> (ESR) des Kondensators.
Das ist so eben nicht richtig.
Wie man sieht gibt es auch bei idealisierten 0 Ohm Bauteilen eine
Grenze, alleine durch die physikalische Tatsache, dass ein Kondensator
einen Wechselstromwiderstand darstellt.
Bei 1000 Hz/100uF ist der mit ca. 1.6 Ohm signifikant groß.
Im Verhältnis zu diesem Wert spielt der Innenwiderstand eines
Kondensators/Netzteils eher eine untergeordnete Rolle.
Es kommt auf den Einschaltzeitpunkt an: während der negativen Halbwelle,
im positiven Scheitelpunkt oder irgendwo dazwischen. Wenn sich zwischen
Schalter und Gleichrichter noch ein Trafo befindet, wird das Ganze noch
etwas komplizierter.
test.jpg
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