I resistori di spurgo sono resistori standard di alto valore che vengono utilizzati per scaricare il condensatore nel circuito del filtro. La scarica dei condensatori è molto importante perché anche se l'alimentazione è spenta, un condensatore carico può dare uno shock a chiunque. Quindi è davvero essenziale aggiungere una resistenza di spurgo per evitare incidenti. Ha anche altre applicazioni, ma lo scopo principale per utilizzarlo è per scopi di sicurezza. In questo articolo discuteremo come funziona il resistore di bleeder e le sue applicazioni.
Perché si utilizzano resistenze di dispersione?
1. Scopo della sicurezza
Consideriamo un semplice circuito come mostrato di seguito. Qui un condensatore è collegato in parallelo al circuito principale. Ora, quando l'alimentatore è acceso, il condensatore si caricherà al suo valore di picco e rimarrà carico anche dopo che l'alimentazione è stata spenta, e questo può essere un grosso rischio se si lavora con condensatori di valore molto alto. Questo condensatore può dare un forte shock. Quindi per evitare ciò, un resistore di valore elevato viene collegato in parallelo al condensatore, in modo che possa scaricarsi completamente nel resistore.
2. Regolazione della tensione
La regolazione della tensione è il rapporto tra la differenza tra la tensione a pieno carico e la tensione a vuoto e la tensione a pieno carico, ovvero indica che se un sistema può fornire una tensione costante per carichi diversi. La formula per la regolazione della tensione è data come:
VR = -V nl - - -V fl - / -V fl -
Qui, V nl = Nessuna tensione di carico
V fl = Tensione a pieno carico
Quindi se VR vicino a zero significa che la regolazione della tensione è buona.
Qui colleghiamo il resistore di dispersione in parallelo sia con il condensatore che con il resistore di carico e ci sarà anche una caduta di tensione attraverso il resistore di dispersione. Ora, se il carico non è collegato, la tensione a vuoto sarà uguale alla caduta di tensione sul resistore di spurgo. E dopo aver collegato il carico, viene presa in considerazione la caduta di tensione attraverso il carico. Quindi, se colleghiamo il resistore di spurgo, la differenza tra la tensione a vuoto e quella a pieno carico è minore, il che migliora la regolazione della tensione.
Diciamo, se colleghiamo la tensione di carico, la tensione completa sarà 23,5 V e se rimuoviamo la tensione, la tensione dovuta al resistore di spurgo è 22,4 V, quindi la differenza di tensione tra loro è 1,1 V che è abbastanza bassa. Ora, se non colleghiamo la resistenza di spurgo, questa differenza sarà alta e quindi la regolazione sarà bassa.
È inoltre possibile controllare altri metodi per la regolazione della tensione.
3. Divisione di tensione
Questa è anche una funzione importante del resistore di spurgo. Se si desidera che il circuito fornisca più di una o due tensioni, è possibile ottenerlo utilizzando una resistenza di sfiato. Qui il resistore di spurgo viene sfruttato in più punti e agirà come diversi resistori collegati in serie.
Nella figura seguente, abbiamo sfruttato il resistore di spurgo in tre punti diversi per ottenere tre diverse tensioni di uscita. Funziona sul principale del circuito del partitore di tensione.
Come scegliere il resistore di spurgo?
Bisogna scendere a compromessi tra il consumo di energia e la velocità del resistore di spurgo. Un resistore di piccolo valore può fornire uno spurgo ad alta velocità ma la potenza consumata è maggiore. Quindi spetta al designer decidere quanta manipolazione vuole. Il valore della resistenza deve essere sufficientemente alto da non interferire con l'alimentazione e allo stesso tempo sufficientemente basso da scaricare rapidamente il condensatore.
La formula per calcolare il valore della resistenza di spurgo è data come:
R = -t / C * ln (V sicuro / V o)
Qui
t è il tempo impiegato dal condensatore per scaricarsi attraverso la resistenza di spurgo
R è la resistenza del resistore di spurgo
C è la capacità del condensatore
V safe è la tensione sicura fino alla quale può essere scaricata
V o è la tensione iniziale del condensatore
Qualsiasi valore basso può essere utilizzato come per V safe, ma se mettiamo zero lì, ci vorrà un tempo infinito per scaricarsi. Quindi, è un metodo efficace e di prova. Metti la tensione di sicurezza e il tempo con cui vuoi scaricare il condensatore e otterrai il valore della resistenza di spurgo.
Per manipolare anche il potere usa la seguente formula:
P = V o 2 / R
Qui P è la potenza consumata dal resistore di spurgo
V o è la tensione iniziale nel condensatore
R è la resistenza del resistore di spurgo
Quindi, dopo aver deciso quanto può essere il consumo di energia del resistore di dispersione, possiamo trovare il valore desiderato per il resistore di dispersione utilizzando entrambe le equazioni precedenti.
Consideriamo un esempio.
Nel circuito sopra, prendiamo la capacità di C1 è 4µF, la tensione iniziale è V o è 1500V e la tensione sicura V safe è 10V. Se il tempo di scarica che vogliamo è di 4 secondi, il valore della resistenza di spurgo dovrebbe essere 997877,5 ohm o inferiore a quello. È possibile utilizzare un resistore vicino a questo valore. Il consumo energetico sarà di 2,25 W.
Il valore del resistore viene calcolato inserendo capacità, tensione iniziale, tensione sicura e tempo di scarica nella prima formula. Quindi inserire il valore della tensione iniziale e il valore del resistore nella seconda formula per ottenere il consumo energetico.
Il valore del resistore può anche essere trovato nel formato inverso, cioè prima decidi quanta potenza vuoi che consumi e poi metti la potenza e la tensione iniziale nella seconda formula. Quindi, otterrai il valore del resistore e quindi lo userai nella prima formula per calcolare la costante di tempo di scarica.