J'ai un schéma d'alimentation capacitive très simple que j'utilise pour m'enseigner certains des mathématiques et des concepts sous-jacents. Permettez-moi d'être clair dès le départ - je ne prévois pas de construire cela - donc je ne suis pas préoccupé par sa sécurité ou son coût ou quoi que ce soit. J'essaie juste de bien faire les calculs pour pouvoir comprendre comment cela fonctionne.

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Dans le schéma ci-dessus, R1 est une charge que je veux appliquer sur 3,3 V et que je m'attends à tirer sur 220 mA. J'ai dimensionné C2 pour une ondulation de 1% à 120 Hz (car c'est un redresseur pleine onde) en utilisant la formule$V_{pp}=\frac{I}{2 \pi fC}$ et j'ai $\frac{220mA}{2 \pi \cdot 120hz \cdot .033V} = 8.842mF$.

J'ai encore besoin de taille C1, et c'est là que je rencontre des problèmes. Je sais que C1 et le circuit R1 / C2 doivent laisser tomber un total de 120V, et je ne connais pas encore le courant total ou l'impédance de l'ensemble du circuit 120V. Mais! Je peux calculer l'impédance totale de R1 / C2 .. et donc je peux calculer le courant qui passera par le pont .. qui doit être le courant total tiré du réseau.

Réactance de C2 à 120Hz par $X=\frac{1}{2 \pi fC}$, est $\frac{1}{2 \pi \cdot 120hz \cdot 8.842mF} = 0.15 \Omega$. (Test Sniff # 1 - cela semble super bas.)

L'impédance totale R1 / C2 serait alors $Z=\frac{1}{\frac{1}{15} + \frac{1}{0 - .15j}}$ - ou, comme je l'ai calculé, $Z = .0667 - .149985j$. L'impédance effective de cela est$|Z| = \sqrt{.0667^2 + .149985^2}$, ou $.164135\Omega$. 3.3v appliqué à cela coulera un peu plus de 20.1A . (Test de reniflement n ° 2 - haut fou.)

Ok, je suppose .. maintenant que nous connaissons la consommation de courant totale et l'impédance combinée du circuit redressé, résolvons pour C1 ..

Mais si je mets 227.893$\mu F$ pour C1, puis exécutez une simulation, j'obtiens 53v sur R1:

Où vais-je mal?

Je crois que votre $C_2$ est correct, donc je ne toucherai pas à celui-là.

En ce qui concerne $C_1$, nous voulons qu'il pousse en moyenne 220 mA à travers R1. Je ferai une approximation , en supposant que les diodes sont idéales. Vous devriez donc être à moins de 10% de la réponse réelle.

La valeur RMS pour une onde sinusoïdale est $\frac{A}{\sqrt2}$ où $A$ est l'amplitude de l'onde sinusoïdale.

$220$ mA DC $\rightarrow 220$ mA $×\sqrt2≃311$ mA AC

La tension maximale aux bornes $C_1$, Une fois que nous sommes en mode d'état stable
sera$120$ V $-2V_f-\frac{3.3}{2}$ où $V_f$est la tension directe des diodes. Je suppose 0,75 V.

Nous avons donc un courant RMS, une tension et une fréquence.

Nous le savons également: $Q=I×S$ et $C=\frac{Q}{V}$

Où $Q$ = charge, $S$ = temps, $I$ = courant, $V$ = tension

Dans notre cas $S = \frac{1}{120}$ s, $I = 311$ mA, $V = 120-2V_f-\frac{3.3}{2}=116.85$ V

$C=\frac{0.331×\frac{1}{120}}{116.85}=23.778$ µF

* met $23.778$ µF dans le simulateur *

Hmm, j'ai foiré quelque part, mais je suis au moins sur la bonne voie. Le courant traversant$C_1$ est $1×\sin(2\pi60t)$A (selon simulation). Je ne suis pas un spécialiste des fusées.

$C=\frac{0.331×\frac{1}{120}}{116.85}×0.331=7.37595$ µF

* met $7.37595$ µF dans le simulateur *

3,1 V sur notre charge de 15 Ω. Ehh, c'était une approximation et une science fusée inverse. L'erreur était$\frac{3.3-3.1}{3.3}=6\%$, moins de 10% comme je l'ai dit.

La raison pour laquelle ce n'est pas correct à 100% est qu'il y a un temps mort lorsque les diodes ne sont pas actives, et mon approximation impliquait qu'il n'y avait pas de temps mort. C'est pourquoi mon approximation a donné une réponse inférieure à 3,3 V.

Je ne vous encourage pas à marquer cela comme la bonne réponse car ce n'est qu'une approximation. Mais bon, ça bat 53 volts.