Como calculo a corrente de pico no diodo?

[Gabriel Velloso Neves]

Minha dúvida é a seguinte:

 

Como eu calculo a corrente de pico que atravessa o diodo retificador na hora que os capacitores estão carregando?

Na ponte retificadora.

[aphawk]

@Gabriel Velloso Neves,

 

Teria de ter TODOS os parâmetros do capacitor eletrolítico escolhido, inclusive resistência interna .... Muitas vezes o capacitor é quase um curto-circuito na primeira vez que ele é carregado, e queima a ponte retificadora.

 

Paulo

[rjjj]

Complementando a resposta do aphawk, este é o circuito equivalente com componentes ideais de um capacitor real (prático):

 

 

 

 

 

 

Espero ter ajudado .

[faller]

Esse dado se chama "inrush current" e algumas vezes é fornecido pelo fabricante da fonte..

Veja como exemplo uma fonte da Seventeam.

 

 

Sempre que colocares um termistor para reduzir essa corrente poderás ter uma ideia do valor máximo dessa corrente dividindo a tensão de pico pelo valor ohmico do termistor na temperatura ambiente..

[MOR_AL]

Você também tem que levar em conta o circuito equivalente dos diodos desta ponte, pois possuem um componente resistivo que aparecerá nos cálculos dessa corrente que você deseja conhecer.

Supondo que haja um transformador de tensão antes da ponte, também tem que levar em conta a resistência dos enrolamentos primário e secundário.

Na realidade tem que levar em conta TODAS AS IMPEDÂNCIAS DESDE A FONTE DE tensão CA ATÉ O TAL CAPACITOR.

Normalmente não se faz esse cálculo e sim considera-se apenas a corrente nominal dos diodos, pois eles possuem a capacidade de suportar as correntes de surto. Quando isso não for possível, ou aumenta-se a capacidade dos diodos, ou insere-se o tal NTC em série, ou no primário, ou no secundário do transformador da fonte.

Os tais cálculos exigem bom conhecimento de Transformada de Laplace. Caso sua curiosidade seja grande, sugiro um excelente livro, que hoje se encontra nos sebos por um valor irisório (na época custava o equivalente a um salário mínimo). É o "The Analysis of Linear Circuits" do Charles M. Close.

Há outras maneiras de resolver este inconveniente. Eu mesmo já usei um triac, com disparo progressivo.

MOR_AL

[Gabriel Velloso Neves]

Esse dado se chama "inrush current" e algumas vezes é fornecido pelo fabricante da fonte..

Veja como exemplo uma fonte da Seventeam.

 

 

Sempre que colocares um termistor para reduzir essa corrente poderás ter uma ideia do valor máximo dessa corrente dividindo a tensão de pico pelo valor ohmico do termistor na temperatura ambiente..

Mas como se calcula?

[Gabriel Velloso Neves]

Acredito que ninguém tenha entendido minha pergunta.

 

É o seguinte:

como eu sei qual o diodo que eu tenho que colocar para retificar, em ponte, uma fonte que eu estou projetando?

 

Quero saber qual ponte retificadora mínima que eu preciso...

 

Só complementando:

-Transformador 25Vp, 35Vdc

-Máxima corrente na carga +-2A

-Capacitor equivalente de +-14100uF

[aphawk]

@Gabriel Velloso Neves,

 

Não é que ninguém tenha entendido a sua pergunta... voce perguntou uma coisa, e agora está perguntando outra totalmente diferente kkkk !

 

Paulo

[Gabriel Velloso Neves]

@Gabriel Velloso Neves,

 

Não é que ninguém tenha entendido a sua pergunta... voce perguntou uma coisa, e agora está perguntando outra totalmente diferente kkkk !

 

Paulo

 

 

Sou um tanto leigo em "perguntas" kkkk.

É que meu professor tinha dito que no tempo de carregamento do capacitor, que ele chamou de t1 e t2, passaria uma corrente de pico pelos diodos, e que isso seria possível de encontrar o diodo certo através das informações pelo datasheet. 

[rjjj]

@Gabriel Velloso Neves

 

 

 

É que no instante inicial do carregamento de um capacitor ideal, teoricamente, ele se comporta como um curto-circuito. Nesse momento a corrente é naturalmente máxima, sendo a solução para um projetista que quer evitar esse fenômeno a aplicação de, por exemplo, um termistor NTC de supressão .

 

 

 

Contudo, a modelagem matemática desse tipo de sistema é bastante complexa, o que inclui o cálculo da corrente de pico em diodos de uma ponte retificadora. O comentário do MOR trata um pouco dessa parte matemática.

 

 

 

Espero ter ajudado .

[faller]

Já lhe foi dito, dimensione a ponte de diodos para a corrente de trabalho e ela aguentará a corrente de pico... Diodos são muito resistentes a esses picos..

 

Digamos que ai terás uma corrente de trabalho de 2A. Pegue uma ponte que tolere operar em 50 Volts no mínimo. Pegue uma ponte por exemplo do tipo GBU8A 50V 8A que vai ter um I_fsm da ordem de 200 Amperes, ou seja, sobra um monte, superdimensionada e custa R$ 4,00  https://www.fairchildsemi.com/datasheets/GB/GBU8J.pdf

http://www.soldafria.com.br/ponte-retificadora-gbu8j-p-7529.html

 

Nota I_fsm  = Corrente direta de surto máxima

 

Essa sua dúvida se resolve comprando uma ponte muito maior do que o suficiente..

[Gabriel Velloso Neves]

Ok, posso fazer isso de comprar uma ponte retificadora que seja bem acima.

 

Mas ainda tenho essa curiosidade! Como calculo a ponte "certa" ?

[faller]

Se quiseres fazer a coisa mais certa ainda, coloque um termistor em série..

Escolha uma ponte adequada para a corrente nominal, nesse seu caso coisa de 2 Amperes..

Veja ai, a menor que achei foi de 4 Amperes: http://proesi.com.br/kbu4k-ponte-retificadora-monof-sica-4a-800v.html

Suas características estão ai, no PDF mostram que ela também tolera uma corrente direta máxima de 200 Amperes..

Para que essa corrente não seja ultrapassada coloque um resistor série na carga do no circuito de carga do capacitor com no mínimo 35V (tensão de pico) / 200A = 0,175 ohms..

Para melhor eficiência dessa fonte esse resistor bem poderia ser um termistor.

Por exemplo esse dai, o de menor valor que consegui: http://proesi.com.br/termistor-ntc-5r-9mm.html

Esse termistor, com 5 ohms, vai garantir que a corrente de pico, ao ligar a fonte seja de no máximo 35V / 5ohms = 7Amperes, cerca de 200/7 = 28 vezes menor que a máxima permitida..

 

Um varistor, tipicamente, pode reduzir em até 5 vezes seu valor resistivo quando quente, por auto aquecimento, nesse caso ficaria com 1 ohm esse de 5 ohms, quando aquecido, a perda inserida pela corrente nominal seria de 2 Amperes x 1 ohm = 2 Volts dos 35 Volts de pico ou em potência, coisa de 2A x 2A x 1Ohm = 4 Watts..

 

Se achares um termistor de 1 ohm melhor ainda pois a perda em tensão baixaria para somente 0,4 Volts ou seja, 0,4/35 = coisa de 1%

[mroberto98]

Acho que nao entenderam o que ele quer....

Nao é uma onda que possui dv/dt infinito pra corrente de pico ser teoricamente infinita mesmo que os componentes fosse ideais!

É uma senoide, que tem um tempo de variacao, que nesse caso da pra calcular a corrente exata para a carga do capacitor!

A menos que, o valor da tensão esteja em seu pico no momento que plugar o circuito na tomada, o pico seria o limite que as perdas dos componentes permitissem...

Mas acho que nao é isso que ele quer, supondo que ele tenha um ripple de 10v, qual sera a corrente de pico nos diodos que ocorrera a cada ciclo para a recarga dos capacitores??

E essa corrente nao e infinita e nem depende de perdas de componente real... Mas sim do dv/dt pela capacitancia!

[Gabriel Velloso Neves]

Acho que nao entenderam o que ele quer....

Nao é uma onda que possui dv/dt infinito pra corrente de pico ser teoricamente infinita mesmo que os componentes fosse ideais!

É uma senoide, que tem um tempo de variacao, que nesse caso da pra calcular a corrente exata para a carga do capacitor!

A menos que, o valor da tensão esteja em seu pico no momento que plugar o circuito na tomada, o pico seria o limite que as perdas dos componentes permitissem...

Mas acho que nao é isso que ele quer, supondo que ele tenha um ripple de 10v, qual sera a corrente de pico nos diodos que ocorrera a cada ciclo para a recarga dos capacitores??

E essa corrente nao e infinita e nem depende de perdas de componente real... Mas sim do dv/dt pela capacitancia!

 

 

 

Não meu caro, nossos amigos estão certos quando a dúvida, mas obrigado pela atenção.

Se quiseres fazer a coisa mais certa ainda, coloque um termistor em série..

Escolha uma ponte adequada para a corrente nominal, nesse seu caso coisa de 2 Amperes..

Veja ai, a menor que achei foi de 4 Amperes: http://proesi.com.br/kbu4k-ponte-retificadora-monof-sica-4a-800v.html

Suas características estão ai, no PDF mostram que ela também tolera uma corrente direta máxima de 200 Amperes..

Para que essa corrente não seja ultrapassada coloque um resistor série na carga do no circuito de carga do capacitor com no mínimo 35V (tensão de pico) / 200A = 0,175 ohms..

Para melhor eficiência dessa fonte esse resistor bem poderia ser um termistor.

Por exemplo esse dai, o de menor valor que consegui: http://proesi.com.br/termistor-ntc-5r-9mm.html

Esse termistor, com 5 ohms, vai garantir que a corrente de pico, ao ligar a fonte seja de no máximo 35V / 5ohms = 7Amperes, cerca de 200/7 = 28 vezes menor que a máxima permitida..

 

Um varistor, tipicamente, pode reduzir em até 5 vezes seu valor resistivo quando quente, por auto aquecimento, nesse caso ficaria com 1 ohm esse de 5 ohms, quando aquecido, a perda inserida pela corrente nominal seria de 2 Amperes x 1 ohm = 2 Volts dos 35 Volts de pico ou em potência, coisa de 2A x 2A x 1Ohm = 4 Watts..

 

Se achares um termistor de 1 ohm melhor ainda pois a perda em tensão baixaria para somente 0,4 Volts ou seja, 0,4/35 = coisa de 1%

 

 

Esse cuidado é relevante ou estou jogando os nossos tempos fora?

[mroberto98]

Nesse caso esta jogando o tempo fora!

Aquela ponte aguenta 200A durante 1 ciclo de 60hz.... O que ja e muito!

[faller]

 

Esse cuidado é relevante ou estou jogando os nossos tempos fora?

Tanto eu quanto nossos colegas estão tentando lhe dizer, lhe mostrar, lhe orientar que esse cálculo sim é perda de tempo, mas você, lá pelas tantas insistiu que mesmo assim gostaria de saber como calcular...   Ai lhe mostramos que um NTC, um termistor lhe ajuda e em muito para solucionar essa questão da corrente de surto, de carga dos capacitores no ligamento de uma fonte...

 

Saber disso às vezes é útil...

[rjjj]

@Gabriel Velloso Neves

 

 

 

Sem dúvidas o cuidado é relevante ! Como relatado pelo aphawk, pontes retificadoras queimam por causa dessa corrente de inrush do capacitor, além de que esse transitório teoricamente faz parte da resposta completa do circuito, devendo ser tratado .

 

 

 

Veja neste link mais comentários a respeito desse assunto:

 

 

 

http://electronics.stackexchange.com/questions/53755/prevent-overcurrent-while-filter-capacitor-is-charged

 

 

 

Espero ter ajudado .

[mroberto98]

Do jeito que ele insistiu eu achei que ele queria saber a corrente de pico em cada ciclo.... Essa com razao é importante saber ja que ocorre em cada ciclo... Mas no momento de ligar a fonte.... É perda de tempo mesmo!

Ja falaram ate de NTC, talvez resistor... Nao tem mais o que falar.

Pra essa potencia então: 30V 2A, o transformador deve ter resistencia o suficiente para limitar a corrente sozinho.... Transformador dessa potencia, no secundario tem geralmente ate 0.5 ohm de resistencia... 30V em 0.5R da 60A, o diodo suporta 200A, é IRRELEVANTE! Nunca vai queimar, pode botar sem NTC ate!

Se usar um trafo parrudo de 0.001 ohm de resistencias para essa pontezinha ai, ai sim... Deve reconsiderar a situacao...