20V自作電源の平滑コンデンサ容量について

質問

よろしくお願いいたします。
AC100V 60Hzの一般電源からDC20V出力する電源を自作しています。
負荷につなげた際の最大電流は1Aを考えています。
トランス、ブリッジ、平滑コンデンサー(電界コンデンサー)を使った回路ですが、
電源OFFにしてもコンデンサーに電荷が貯まったままになっています。
現在、450μコンデンサー容量を使っていますが下げるべきでしょうか?
ご意見をお願いします。

回答No.9

fjnobu

電源をOFFにしたら、すぐに電流が流れなくなる負荷ですか？普通なら20Ωの負荷とすると10ｍSec以下で放電するはずです。なお、450μFなら11V ぐらいのリップルになります。4500μFでも２Vのリップルです。そうしても100ｍSecで放電するでしょう。

回答No.8

ohkawa3

470μFで、どの程度のリップルが発生するかの略算をしてみます。
電源周波数を50Hz、整流回路は全波整流と考えます。
整流器から平滑コンデンサを充電する期間と、平滑コンデンサに蓄えた電荷を負荷に放電する期間の比率は、ざっくりみて40%：60％と見積もります。
電源周波数と整流回路を考慮すると、実際の充電時間は約4 ms，放電時間は約6 msということです。
リップル電圧⊿Vは、⊿V＝I・ｔ／Cで求められます。
ここで、Iは負荷電流、tは放電時間、Cは平滑コンデンサの容量です。
上の式の計算結果から、13V程度のリップル電圧が発生すると予測できます。
20 Vの直流出力に対して、p-pで13 Vのリップルが重畳していてよいかは、ご質問者さんが、接続する負荷の性質などを考慮して判断なさればいいことですが、常識的にはリップルが大きすぎるように思います。
上記の概算法に参考に、平滑コンデンサの容量を検討してみたら如何でしょうか。

回答No.7

fjnobu

かなりリップルが大きいようですね。それでも良ければ、コンデンサーの容量は良いでしょう。コンデンサーにパラレルにブリーダー抵抗を付けると、電荷の貯まりは放電できます。抵抗値は、放電希望時間を決めれば時定数で計算できます。

回答No.6

lumiheart

何故か？前出の先生方は大き過ぎると仰られてるけど？
私にはケタ違いに小さすぎるように見える
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-00095/
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-00202/
２２００μF

回答No.5

mink6137

経験上、10分の一のコンデンサで良いと思います。
コンデンサの放電は20Ｖ、１Ａの負荷に影響のない程度のダミー抵抗（例えば100ｋΩ）
を並列接続しておけば良い。
なお、整流コンデンサとは別に負荷の直近にパスコンを入れるのが常道です。

回答No.4

fujiyama32

次のような回路を追加したら、どうでしょうか？
1)「放電抵抗器(数100Ω)」と「押釦スイッチ」を直列接続して、これを
　「平滑コンデンサー」の両端に接続します。
2)電源OFF後、「押釦スイッチ」を数秒間押します。
3)数秒間、時間が経過したら「押釦スイッチ」を離します。
4)これにより貯まった電荷が放電されます。
5)テスターで残留電圧を測り、電圧がまだ高い場合は、押す時間を長く
　します。

回答No.3

noname#252332

20Vで1Aで450μFですか？　470？

　平滑コンデンサの式があると思いますが私は知らないので理科で習ったQ=CVを使います。平滑コンデンサとはブリッジダイオードから次の電圧の波が来るまで電流を供給するのでしょう。60Hzの全波整流の周期は0.008秒です。

　Q=CVより450(470？)μFの20Vのコンデンサの電荷は0.009Q。
　1Aの電流を0.008秒流す電荷は0.008333Q。
　次の電圧の波が来る寸前にコンデンサに残った電荷は
0.009-0.008333=0.000666Q。
450μFに貯まった0.000666Qの電圧はQ=CVより1.48V。
リップル電圧20-1.48=18.52V？

1A取り出す平滑回路には容量が小さくはありませんか？
計算間違ってますかね？

回答No.2

info33

>電源OFFにしてもコンデンサーに電荷が貯まったままになっています。

負荷抵抗(20V/1A≒20Ω)が 接続されていれば, 約10msの時定数で電荷が放電されると思います。

>現在、450μコンデンサー容量を使っていますが下げるべきでしょうか?

必要ないと思います。それよりも過電流保護回路をつけたいですね。
(瞬断 ヒューズでも可)

回答No.1

ohkawa3

コンデンサと並列に数10kΩの抵抗を接続しておけば、電源切断後1分以内にほぼゼロVまで電圧を低下させることができます。
放電抵抗を設けることは、常識的な設計作法と思います。

アマチュアが、自分自身でお使いになる電源装置であれば、ご自由にどうぞ。