Расчет конденсатора для светодиодов калькулятор: Расчет конденсатора для светодиода (калькулятор)

Калькулятор импеданса конденсатора • Электротехнические и радиотехнические калькуляторы • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Функциональность этого сайта будет ограничена, так как в Вашем браузере отключена поддержка JavaScript!

Электротехнические и радиотехнические калькуляторы

Электроника — область физики и электротехники, изучающая методы конструирования и использования электронной аппаратуры и электронных схем, содержащих активные электронные элементы (диоды, транзисторы и интегральные микросхемы) и пассивные электронные элементы (резисторы, катушки индуктивности и конденсаторы), а также соединения между ними.
Радиотехника — инженерная дисциплина, изучающая проектирование и изготовление устройств, которые передают и принимают радиоволны в радиочастотной области спектра (от 3 кГц до 300 ГГц), также обрабатывают принимаемые и передаваемые сигналы. Примерами таких устройств являются радио- и телевизионные приемники, мобильные телефоны, маршрутизаторы, радиостанции, кредитные карточки, спутниковые приемники, компьютеры и другое оборудование, которое передает и принимает радиосигналы.

В этой части Конвертера физических единиц TranslatorsCafe.com представлена группа калькуляторов, выполняющих расчеты в различных областях электротехники, радиотехники и электроники.

На этих страницах размещены конвертеры единиц измерения, позволяющие быстро и точно перевести значения из одних единиц в другие, а также из одной системы единиц в другую. Конвертеры пригодятся инженерам, переводчикам и всем, кто работает с разными единицами измерения.

Изучайте технический английский язык и технический русский язык с нашими видео! — Learn technical English and technical Russian with our videos!

Мы работаем над обеспечением точности конвертеров и калькуляторов TranslatorsCafe.

com, однако мы не можем гарантировать, что они не содержат ошибок и неточностей. Вся информация предоставляется «как есть», без каких-либо гарантий. Условия.

Если вы заметили неточность в расчётах или ошибку в тексте, или вам необходим другой конвертер для перевода из одной единицы измерения в другую, которого нет на нашем сайте — напишите нам!

Канал Конвертера единиц TranslatorsCafe.com на YouTube

Random converter

Калькуляторы Электротехнические и радиотехнические калькуляторы Калькулятор импеданса конденсатора Калькулятор определяет импеданс конденсатора для заданной частоты синусоидального сигнала. Определяется также угловая частота. Пример. Рассчитать импеданс конденсатора 10 пФ на частоте 25 МГц. Входные данные Емкость, С фарад (Ф)микрофарад (мкФ)нанофарад (нФ)пикофарад (пФ) Частота, f герц (Гц)миллигерц (мГц)килогерц (кГц)мегагерц (МГц)гигагерц (ГГц) Поделиться Поделиться ссылкой на этот калькулятор, включая входные параметры Twitter Facebook Google+ VK Закрыть Выходные данные Угловая частота ω= рад/с Емкостное реактивное сопротивление XC= Ом Введите значения емкости и частоты, выберите единицы измерения и нажмите кнопку Рассчитать. Для ввода значения бесконечность наберите inf. Отметим, что величина импеданса идеального конденсатора равна его реактивному сопротивлению. Однако это не идентичные величины, так как между током и напряжением в емкостной цепи существует фазовый сдвиг. Для расчетов используются указанная ниже формула: Здесь XC — реактивное сопротивление конденсатора в омах (Ом) , ZLC — импеданс конденсатора в омах (Ом), ω = 2πf — угловая частота в рад/с, j — мнимая единица. f — частота в герцах (Гц), С — емкость в фарадах (Ф), и Для расчета выберите единицы измерения и введите емкость и частоту. Импеданс конденсатора будет показан в омах. График зависимости реактивного сопротивления конденсатора XC и текущего через него тока I от частоты f для нескольких величин емкости показывает обратную пропорциональную зависимость от частоты реактивного сопротивления Конденсатор представляет собой пассивный электрический элемент с двумя выводами, состоящий, в основном, из двух электрических проводников, часто в форме тонких металлических пластин, разделенных диэлектриком, например, пластмассовой пленкой, керамикой, бумагой или даже воздухом. Конденсаторы используются для хранения энергии в форме электрического заряда. Если незаряженный конденсатор подключить к источнику постоянного напряжения, он заряжается до приложенного напряжения и его зарядный ток экспоненциально уменьшается от максимального значения в начальной точке заряда до нуля. В то же время, напряжение на конденсаторе увеличивается до напряжения источника постоянного тока. Таким образом, когда напряжение на конденсаторе становится максимальным, ток через него достигает минимума. Скорость изменения тока определяется постоянной времени цепи, в которую включен конденсатор. Полностью заряженный конденсатор блокирует ток и действует как временный накопитель энергии. Идеальный конденсатор поддерживает полный заряд в течение неограниченно долгого времени даже в том случае, если отключить источник постоянного напряжения. Однако в реальной жизни конденсаторы, особенно электролитические, не могут хранить энергию постоянно, так как у них имеется относительно низкое сопротивление утечки и, следовательно, большой ток утечки. Если к конденсатору приложить синусоидальное напряжение, он заряжается сначала в одном направлении, а затем в противоположном. Полярность его заряда изменяется со скоростью изменения переменного напряжения. Как уже упоминалось выше, когда напряжение достигает максимума, ток становится минимальным и когда напряжение достигает минимума, ток достигает максимума. Ток через конденсатор пропорционален скорости изменения напряжения, причем ток максимален, когда напряжение изменяется быстрее всего, а это происходит, когда синусоида напряжения пересекает нулевую точку. На рисунке показан график напряжения на конденсаторе, заряда на нем и протекающего через него тока выглядит. В чисто емкостной цепи величина тока зависит от скорости изменения напряжения. Ток заряжает конденсатор и когда ток медленно понижается до нуля, конденсатор полностью заряжен и напряжение на нем достигает максимума. VC — напряжение, QC — заряд, IC — ток, φ = –90° = –π/2 — фазовый сдвиг. 1 — конденсатор начинает заряжаться, ток достиг положительного максимума, скорость его изменения нулевая и напряжение на конденсаторе, а также его заряд — нулевые; 2 — конденсатор полностью заряжен, ток через него равен нулю, скорость его изменения в этот момент максимальна, а напряжение на конденсаторе и его заряд в этот момент максимальны и положительны; 3 — конденсатор заряжается в противоположном направлении, ток через него достиг отрицательного максимума, скорость его изменения нулевая, напряжение и заряд конденсатора также нулевые; 4 — конденсатор полностью заряжен, ток через него нулевой, скорость его изменения максимальна, а заряд и напряжение на конденсаторе достигли своих отрицательных максимумов Как мы видим, напряжение на конденсаторе отстает от тока в нем по времени и фазе на 90°, так ток должен течь достаточно долго, чтобы на конденсаторе возник заряд и, соответственно, возросло напряжение. Можно также сказать, что ток опережает напряжение. Величина этого опережения зависит от соотношения величин реактивного сопротивления и активного сопротивления в цепи. Если сопротивления в цепи нет, то отставание (опережение) будет на 90° (ток нулевой, когда напряжение максимально). Этот угол называется фазовым сдвигом. Аналогичное явление можно наблюдать и в природе. Сравните: Солнце светит сильнее всего в астрономический полдень (солнечный свет — напряжение), однако самая жаркая часть дня обычно бывает через несколько часов после полудня (температура — ток). Или другой пример. День зимнего солнцестояния в северном полушарии (самый короткий день) — в конце декабря, однако самые холодные месяцы еще впереди. В зависимости от того, где вы живете, это будет январь или февраль. Вспомните поговорку «Солнце — на лето, зима — на мороз». Это как раз о поведении емкости, только в природной аналогии. Такой сезонный «сдвиг фаз» или отставание вызван поглощением энергии Солнца огромными массами воды в океанах. Они отдадут эту запасенную энергию, но позже — точно так же, как это делают конденсаторы. День зимнего солнцестояния Рассчитанный этим калькулятором импеданс представляет собой меру сопротивления конденсатора пропускаемому через него сигналу на определенной частоте. Емкостное реактивное сопротивление обратно пропорционально частоте приложенного переменного напряжения. Приведенные выше формула и график показывают, что реактивное сопротивление конденсатора XС мало при высоких частотах и велико при низких частотах (катушки индуктивности ведут себя с точностью до наоборот). При нулевой частоте (при постоянном напряжении) емкостное реактивное сопротивление становится бесконечно большим и прерывает протекающий ток. С другой стороны, при очень высоких частотах конденсатор проводит очень хорошо — отсюда правило, которое мы выучили в школе: конденсаторы не пропускают постоянный ток и пропускают переменный. Если частота очень высокая, конденсаторы пропускают сигнал очень хорошо. Импеданс измеряется в омах, так же, как и сопротивление. Импеданс мешает прохождению электрического тока так же, как и сопротивление, и показывает как сильно конденсатор противодействует прохождению тока через него. Но тогда возникает вопрос: в чем же разница между импедансом и сопротивлением? А разница заключается в зависимости импеданса от частоты приложенного сигнала. Сопротивление от частоты не зависит, а импеданс конденсаторов от частоты зависит. С увеличением частоты импеданс конденсатора уменьшается и наоборот. Этот калькулятор предназначен для расчета импеданса идеальных конденсаторов. Реальные конденсаторы всегда имеют некоторую индуктивность и сопротивление. Для расчета импеданса реальных конденсаторов пользуйтесь калькулятором импеданса RLС-цепей. Конденсаторы советского производства, выпущенные в конце 60-х гг. прошлого века Автор статьи: Анатолий Золотков Примеры расчетов Расчет реактивного сопротивления конденсатора 8,2нФ на частоте 10 килогерц Расчет реактивного сопротивления конденсатора 51пФ на частоте 62 мегагерц Расчет реактивного сопротивления конденсатора 1,1пФ на частоте 1,3 мегагерц Расчет реактивного сопротивления конденсатора 2,4пФ на частоте 3 мегагерц Расчет реактивного сопротивления конденсатора 1нанофарад на частоте 1,2 килогерц Расчет реактивного сопротивления конденсатора 2,7нФ на частоте 3,3 килогерц Расчет реактивного сопротивления конденсатора 430пикофарад на частоте 510 мегагерц Расчет реактивного сопротивления конденсатора 470нанофарад на частоте 560 килогерц Расчет реактивного сопротивления конденсатора 510пикофарада на частоте 620 мегагерц Расчет реактивного сопротивления конденсатора 1,3пикофарад на частоте 1,6 мегагерц Вас могут заинтересовать и другие калькуляторы из группы «Электротехнические и радиотехнические калькуляторы»: Калькулятор резистивно-емкостной цепи Калькулятор параллельных сопротивлений Калькулятор параллельных индуктивностей Калькулятор емкости последовательного соединения конденсаторов Калькулятор импеданса катушки индуктивности Калькулятор взаимной индукции Калькулятор взаимоиндукции параллельных индуктивностей Калькулятор взаимной индукции — последовательное соединение индуктивностей Калькулятор импеданса параллельной RC-цепи Калькулятор импеданса параллельной LC-цепи Калькулятор импеданса параллельной RL-цепи Калькулятор импеданса параллельной RLC-цепи Калькулятор импеданса последовательной RC-цепи Калькулятор импеданса последовательной LC-цепи Калькулятор импеданса последовательной RL-цепи Калькулятор импеданса последовательной RLC-цепи Калькулятор аккумуляторных батарей Калькулятор литий-полимерных аккумуляторов для дронов Калькулятор индуктивности однослойной катушки Калькулятор индуктивности плоской спиральной катушки для устройств радиочастотной идентификации (RFID) и ближней бесконтактной связи (NFC) Калькулятор расчета параметров коаксиальных кабелей Калькулятор светодиодов. Расчет ограничительных резисторов для одиночных светодиодов и светодиодных массивов Калькулятор цветовой маркировки резисторов Калькулятор максимальной дальности действия РЛС Калькулятор зависимости диапазона однозначного определения дальности РЛС от периода следования импульсов Калькулятор радиогоризонта и дальности прямой радиовидимости РЛС Калькулятор радиогоризонта Калькулятор эффективной площади антенны Симметричный вибратор Калькулятор частоты паразитных субгармоник (алиасинга) при дискретизации Калькулятор мощности постоянного тока Калькулятор мощности переменного тока Калькулятор пересчета ВА в ватты Калькулятор мощности трехфазного переменного тока Калькулятор преобразования алгебраической формы комплексного числа в тригонометрическую Калькулятор коэффициента гармонических искажений Калькулятор законов Ома и Джоуля — Ленца Калькулятор времени передачи данных Калькулятор внутреннего сопротивления элемента питания батареи или аккумулятора

Балластный драйвер для светодиодных ламп и светильников

Как правильно построить схему драйвера для светодиода при запитывании его от
сети? Онлайн калькулятор по расчёту элементов балластного преобразователя

Светодиодная лампа постепенно, но уверенно приходит на смену люминесцентной лампе, которая сама, казалось бы, ещё совсем недавно заместила собой повсеместно употребляемую «лампочку Ильича».

К основным преимуществам светодиодных источников света относятся: высокая экономичность, моментальный выход на рабочий режим, отсутствие содержания паров ртути, а также излучения ультрафиолета после выгорания люминофора внутри колбы.

Довольно часто драйверы для питания светодиодов от сети базируются на использовании специализированных микросхем и импульсных трансформаторов.

Однако значительно более простые и дешёвые балластные драйверы также имеют у производителей заслуженную популярность и, похоже, пока не собираются сдавать своих позиций.

Для примера на Рис.1 приведены схемы двух фабричных драйверов для линейки последовательно включённых светодиодов. Подобные схемы, как правило, практически идентичны, за исключением, разве что некоторых нюансов.

Рис.1 Схемы сетевых драйверов для светодиодных ламп, продаваемых на Алиэкспресс

Драйверы для светодиодных ламп, изготавливаемых нашими китайскими коллегами, не являются образцом показательной безупречности. Они зачастую выдают ток более высокий, чем необходимо для используемого типа светодиодов, что неизбежно приводит к сокращению срока службы изделия. Однако главным их недостатком является коэффициент пульсаций освещённости, который, как правило, превышает 40% и даже близко не укладывается в требования СНиП (от 10 до 20% в зависимости от предназначения помещения).

Так что давайте изобразим немного откорректированную схему балластного драйвера для питания светодиодов, а также онлайн калькулятор для корректного расчёта номиналов его элементов.

Рис.2 Схема сетевого балластного драйвера для светодиодных ламп и светильников

Конденсатор С1 для переменного тока представляет собой реактивное и не потребляющее энергию сопротивление Хс, величина которого определяется по формуле: X_C = 1 / (2πFC), где F – частота сети (50 Гц), а С – ёмкость конденсатора С1. Именно величина ёмкости этого конденсатора (при соответствующем выборе номиналов резисторов) оказывает основное влияние на ток, протекающий через светодиоды.

Резистор R1 предназначен для разрядки конденсатора С1 после отключения драйвера от сети, а R2 – для ограничения импульсного броска тока при включении. Этот резистор повышает надёжность драйвера, так как в начальный момент подачи напряжения конденсаторы представляют собой практически КЗ, и токи через диоды выпрямительного моста могут превысить допустимые значения. Номинал резистора R2 оптимально выбрать исходя из величины:

R2 ≈ 0,025X_C1.
Такого же номинала выберем и резистор R4, предназначенный для снижения пульсаций напряжения на светодиодах. От этих резисторов также зависит ток, протекающий через светодиоды, однако при таких относительно низких номиналах их влияние будет несущественным.

Для достижения приемлемого по требованиям СНиП коэффициента пульсаций, ёмкость конденсатора С2 необходимо выбрать, исходя из соотношения: C2 = 20*C1.

В разнообразных источниках приводится одна и та же формула, определяющая ток через линейку светодиодов в зависимости от номиналов элементов драйвера: I_Led = (220 — U_Led) / X_C1.
Эта формула верна исключительно при отсутствии сглаживающего конденсатора С2, однако в случае его наличия, даёт приемлемую точность исключительно при низких величинах U

Led, в то время как при U_Led > 100 В, погрешность расчёта может превышать 50%.
Поэтому приведём откорректированную формулу, лишённую этого недостатка, а заодно учитывающую влияние резисторов R2 и R4: I_Led ≈ (220 — U_Led/1.41) / (X_C1 + R2 + R4).

А теперь обещанный онлайн калькулятор:

РАСЧЁТ СЕТЕВОГО (220 В) БЕСТРАНСФОРМАТОРНОГО ДРАЙВЕРА ДЛЯ СВЕТОДИОДОВ

U_Led – это сумма падений напряжений на каждом из светодиодов при заданном токе.
I_Led – это ток, который не должен превышать, а ещё лучше – быть процентов на 15…20 меньше, чем максимально допустимый постоянный ток, приведённый в характеристиках светодиода.

Суммарное напряжение на светодиодах ULed (В)
Ток через светодиоды ILed (мА)
Ёмкость конденсатора С1 (МкФ)
Сопротивление резисторов R2 и R4 (Ом)
Мощность, рассеиваемая на R2 и R4 (Вт)
Ёмкость конденсатора С2 (МкФ)

Все конденсаторы и выпрямительные диоды должны быть рассчитаны на напряжение – не менее 400 вольт.

 

Анализ схемы

. Как рассчитать, как долго светодиод излучает свет, когда он последовательно подключен к конденсатору?

Вы можете решить эту схему, используя KVL или комбинацию одновременных уравнений KCL. Но @Transistor уже показал вам лучший способ визуализировать проблему: вместо этого смотреть на нее с уже заряженным конденсатором, а затем наблюдать, как он разряжается в оставшуюся цепь, а не наблюдать за зарядкой разряженного конденсатора. Это заменяет ваш вопрос более простым, но эквивалентным.

Я собираюсь придерживаться этого подхода, описанного ниже.

Существуют три важных параметра модели диода с прямым смещением: его последовательное омическое сопротивление \$R_\text{ON}\$, его ток насыщения \$I_\text{SAT}\$ и коэффициент идеальности \$ \эта\$. Уравнение диода Шокли (каждый раз, когда я пишу его имя, мне хочется добавить немного истории, потому что другие заслуживают многого, чего они не получили):

$$I_\text{D}=I_\text{SAT}\ cdot\left(\exp\left[\frac{V_\text{D}}{\eta\,V_T}\right]-1\right)$$

(где \$V_T=\frac{k\,T}{q}\$ и составляет около 25-26 милливольт при комнатной температура и где вы должны всегда помнить также, что \$I_\text{SAT}\$ сама по себе является сильной функцией температуры, поэтому сильным и настолько противоположным направлению \$V_T\$, что его эффекты, зависящие от температуры, полностью обращают вспять то, что вы могли бы представить себе из приведенного выше уравнения. )

Чтобы включить эффекты \$R_\text{ON}\$, нам нужно добавить падение напряжения на нем, чтобы: 9{‘}\$ будет напряжением на диоде, которое мы измерим вольтметром.

Конечно, теперь мы можем добавить дополнительное падение напряжения, вызванное вашим внешним последовательным сопротивлением, \$R\$, так как это примерно одно и то же. В этом случае это напряжение будет напряжением конденсатора (принимая во внимание концепцию @Transistor):

$$V_\text{C}=V_\text{D}+I_\text{D}\cdot R_\text{ ON}+I_\text{D}\cdot R$$

Все, что мы сделали сейчас, это добавили два омических падения напряжения, одно внутреннее к диоду и одно внешнее к нему, чтобы получить напряжение на диоде. конденсатор. Давайте решим приведенное выше для \$V_\text{D}\$ и подставим этот результат обратно в уравнение для диода Шокли:

$$I_\text{D}=I_\text{SAT}\cdot\left(\exp\left[\frac{V_\text{C}-I_\text{D}\cdot R_\text{ON }-I_\text{D}\cdot R}{\eta\,V_T}\right]-1\right)$$

С этим уравнением все еще есть проблема. Ток диода \$I_\text{D}\$ появляется в двух местах. Давайте решим это так, чтобы оно появлялось только один раз.

Но сначала я хотел бы определить специальную переменную для представления эффектов омических частей и теплового напряжения, \$V_T\$, в одном месте. Это уменьшит беспорядок в уравнениях. Я назову его омическим тепловым током, \$I_{\Omega_T}=\frac{\eta\,V_T}{R_\text{ON}+R}\$. При этом имеем: 9{\left[\frac{V_\text{C}}{\eta\:V_T}-\frac{I_{\text{SAT}}}{I_{\Omega_T}}\right]}}\right)- I _ {\ текст {СБ}} \ тег {1} \конец{выравнивание*} $$

Теперь у вас есть «простое» уравнение, связывающее напряжение конденсатора с током диода (которое совпадает с током последовательного контура для всех устройств).

Поскольку \$I_\text{C}=I_\text {D}=C\cdot\frac{\text{d}\,V_\text{C}}{\text{d}t}\$

Теперь вы можете переписывать вещи (учитывая тот факт, что скорость изменение напряжения на конденсаторе будет отрицательным для положительных токов) как: 9{\left[\frac{V_\text{C}}{\eta\:V_T}-\frac{I_{\text{SAT}}}{I_{\Omega_T}}\right]}}\right)\ тег{2} \конец{выравнивание*} $$

Теперь у вас есть уравнение, показывающее скорость изменения напряжения на конденсаторе в зависимости от напряжения на конденсаторе (уравнение 2), а также тока цепи (уравнение 1) в данный момент! Между ними вы можете выполнять итерации, используя крошечные временные шаги, чтобы реализовать ток диода как функцию времени. Или вы могли бы работать над выполнением интеграла, указанного в уравнении. 2, чтобы увидеть, сможете ли вы разработать замкнутую функцию времени для тока.

Но это все, что я хочу. Надеюсь, это покажет вам как сложность вопроса, так и введение концепции функции LambertW в предоставлении замкнутых форм уравнений.

Теперь вы знаете, почему инженеры используют аргументированные методы приближения. (Конечно, это полная противоположность тому, что сделал бы чистый математик! Они взялись бы за решение и посмотрели, откроет ли оно какую-то новую область математики для других! практическое значение. В этом отношении между этими двумя типами есть большая разница.) Что касается меня, то мне просто нравится знакомить людей с функцией LambertW. Я думаю, что этого недостаточно нажмите .

Ток и конденсаторы, калькулятор

 Этот калькулятор полезен для расчета токоограничивающего конденсатора для низкочастотных (ниже 60 Гц) источников переменного напряжения.

Взгляните на эту картинку ниже. Если нам нужно ограничить ток через нагрузку R, мы используем токоограничивающий конденсатор C.

В этом случае C будет действовать как резистор реактивного тока.

Если известны требуемый ток I на ВЫХОДЕ и напряжения Vin(Inpit Voltage) и Vвых (напряжение на выходе, то конденсатор Cin = (4,45 * I) / (Vin — Vвых)

Очень часто используются схемы зарядки различных аккумуляторов или дешевые драйверы для светодиодных ламп. В этом случае мы используем простой конденсатор для питания светодиодов прямо от 220 В переменного тока.

На приведенных выше схемах входной конденсатор C действует как устройство ограничения тока.

R1 — дополнительный ограничитель тока для ограничения скачков тока при включении и выключении

, а также дополнительное защитное устройство. Представьте, если ввод C не будет коротким. В данном случае

любая нагрузка на стороне выхода будет иметь прямое соединение со всей мощностью входа

(например, 220В). Это может привести к небольшим пожарным работам…. Хотя мы отметим несколько вещей:

1. Это по своей сути очень небезопасная схема, и нагрузка будет подключена к высокому напряжению.

При работе с этой схемой или выходной нагрузкой она должна быть отключена от сети переменного тока и находиться в изолированном корпусе.

2. Все конденсаторы, подключенные к сети переменного тока, будут заряжены, и если это напряжение 220 В переменного тока источника, он будет находиться под высоким напряжением даже после отключения.

Таким образом, шунтирующие резисторы должны быть подключены параллельно конденсаторам.

3. Конденсаторы должны быть рассчитаны минимум на 300 В.

4. Входной конденсатор должен быть неполяризованным.

Этот калькулятор быстро вычисляет приблизительное значение конденсатора C для ограничения токов для всевозможных нагрузок.

I требуется ток (например, для светодиода требуется 20 мА или 0,02 А).

Vin — напряжение от входного источника.