Hava alma dirençleri, filtre devresindeki kondansatörü boşaltmak için kullanılan standart yüksek değerli dirençlerdir. Kapasitörlerin deşarjı gerçekten önemlidir, çünkü güç kaynağı KAPALI olsa bile, yüklü bir kapasitör herkese şok verebilir. Bu nedenle, herhangi bir aksilikten kaçınmak için bir sızdırma direnci eklemek gerçekten çok önemlidir. Ayrıca başka uygulamaları da vardır, ancak kullanmanın temel amacı güvenlik amaçlıdır. Bu yazıda hava alma direncinin nasıl çalıştığını ve uygulamalarını tartışacağız.
Neden sızdırma dirençleri kullanılır?
1. Güvenlik Amacı
Aşağıda gösterildiği gibi basit bir devre düşünelim. Burada ana devreye paralel bir kondansatör bağlanmıştır. Artık güç kaynağı AÇIK olduğunda, kapasitör en yüksek değerine kadar şarj edilecek ve güç KAPALI konuma getirildikten sonra bile şarjlı kalacaktır ve gerçekten yüksek değerli kapasitörlerle çalışıyorsanız bu büyük bir tehlike olabilir. Bu kondansatör yüksek şok verebilir. Bu nedenle, bunu önlemek için, kapasitörle paralel olarak yüksek değerli bir direnç bağlanır, böylece direnç içine tamamen deşarj olabilir.
2. Gerilim Düzenlemesi
Voltaj regülasyonu, tam yük voltajı ile yüksüz voltaj arasındaki farkın tam yük voltajına oranıdır, yani bir sistemin farklı yükler için sabit voltaj sağlayıp sağlayamayacağını belirtir. Voltaj regülasyonu için formül şu şekilde verilmiştir:
VR = -V nl - - -V fl - / -V fl -
Buraya, V nl = Yük voltajı yok
V fl = Tam yük voltajı
Yani sıfıra yakın VR, voltaj regülasyonunun iyi olduğu anlamına gelir.
Burada, boşaltma direncini hem kapasitör hem de yük direncine paralel olarak bağlarız ve ayrıca boşaltma direnci boyunca bir voltaj düşüşü olur. Şimdi, yük bağlı değilse, yüksüz voltaj, boşaltma direncindeki voltaj düşüşüne eşit olacaktır. Yükü bağladıktan sonra, yük boyunca voltaj düşüşü hesaba katılır. Dolayısıyla, boşaltma direncini bağlarsak, yüksüz ve tam yük voltajı arasındaki fark daha az sessizdir ve bu da voltaj regülasyonunu iyileştirir.
Diyelim ki, yük voltajını bağlarsak tam voltaj 23.5V olur ve gerilimi kaldırırsak, boşaltma direncinden kaynaklanan voltaj 22.4V olur, bu nedenle aralarındaki voltaj farkı 1.1V olur ki bu oldukça düşüktür. Şimdi boşaltma direncini bağlamazsak, bu fark yüksek olacak ve dolayısıyla regülasyon düşük olacaktır.
Ayrıca voltaj regülasyonu için diğer yöntemleri de kontrol edebilirsiniz.
3. Gerilim Bölümü
Bu aynı zamanda boşaltma direncinin önemli bir işlevidir. Devrenizin bir veya iki voltajdan fazlasını sağlamasını istiyorsanız, bu, boşaltma direnci kullanılarak elde edilebilir. Burada hava tahliye direnci birden fazla noktaya bağlanır ve seri olarak bağlanmış farklı dirençler olarak işlev görür.
Aşağıdaki şekilde, üç farklı voltaj çıkışı elde etmek için hava alma direncini üç farklı noktada tıkladık. Gerilim bölücü devre prensibi üzerinde çalışır.
Hava Alma Direnci Nasıl Seçilir?
Güç tüketimi ile sızdırma direncinin hızı arasında bir taviz verilmelidir. Küçük değerli bir direnç, yüksek hızda kanama sağlayabilir ancak tüketilen güç daha yüksektir. Dolayısıyla, ne kadar manipülasyon istediği tasarımcıya kalmış. Direnç değeri, güç kaynağına müdahale etmeyecek kadar yüksek ve aynı zamanda kondansatörü hızlı bir şekilde boşaltacak kadar düşük olmalıdır.
Boşaltma direncinin değerini hesaplama formülü şu şekilde verilir:
R = -t / C * ln (V güvenli / V o)
Buraya
t, kapasitörün boşaltma direncinden deşarj olması için geçen süredir
R, boşaltma direncinin direncidir
C kapasitörün kapasitansıdır
V safe, deşarj edilebileceği güvenli voltajdır
V o, kapasitörün başlangıç voltajıdır
Herhangi bir düşük değer V kasasında olduğu gibi kullanılabilir, ancak oraya sıfır koyarsak, boşalması sonsuz zaman alacaktır. Yani, bu bir isabet ve deneme yöntemi. Güvenli voltajı ve kondansatörü boşaltmak istediğiniz zamanı girin ve boşaltma direncinin değerini elde edin.
Gücü de değiştirmek için aşağıdaki formülü kullanın:
P = V o 2 / R
Burada P, boşaltma direnci tarafından tüketilen güçtür
V o, kapasitördeki başlangıç voltajıdır
R, boşaltma direncinin direncidir
Dolayısıyla, boşaltma direncinin ne kadar güç tüketebileceğine karar verdikten sonra, yukarıdaki denklemlerin her ikisini de kullanarak boşaltma direnci için istenen değeri bulabiliriz.
Bir örnek ele alalım.
Yukarıdaki devrede C1'in kapasitansı 4µF, başlangıç voltajı V o 1500V ve güvenli voltaj V kasa 10V olsun. İstediğimiz deşarj süresi 4 saniye ise boşaltma direnci değeri 997877,5 ohm veya bunun altında olmalıdır. Bu değere yakın değerli bir direnç kullanabilirsiniz. Güç tüketimi 2,25W olacaktır.
Direnç değeri, ilk formülde kapasitans, başlangıç voltajı, güvenli voltaj ve deşarj süresi konularak hesaplanır. Ardından güç tüketimini elde etmek için ilk voltaj değerini ve direnç değerini ikinci formüle koyun.
Direnç değeri ters formatta da bulunabilir, yani önce ne kadar güç tüketmesini istediğinize karar verin ve ardından gücü ve başlangıç voltajını ikinci formüle koyun. Böylece direnç değerini alacak ve daha sonra bunu ilk formülde deşarj süresi sabitini hesaplamak için kullanacaksınız.