Επιλογή κυκλώματος προφόρτισης & αντίστασης προφόρτισης

Οι αντιστάσεις ισχύος χρησιμοποιούνται για να αντέχουν και να καταναλώνουν μεγάλες ποσότητες ισχύος και είναι κατασκευασμένοι από υλικά με υψηλή θερμική αγωγιμότητα για αποτελεσματική ψύξη. Συνήθως έχουν σχεδιαστεί για να συνδέονται με μια ψύκτρα για να μπορούν να καταναλώνουν μεγάλη ποσότητα ενέργειας.

Για προφορτισμένες αντιστάσεις, οι συνήθεις τύποι είναι οι δύο στο παρακάτω σχήμα, και οι δύο κοινές αντιστάσεις μεταλλικού κελύφους αλουμινίου. Αυτές οι δύο αντιστάσεις ανήκουν στις αντιστάσεις με σύρμα στις αντιστάσεις ισχύος.

Οι αντιστάσεις τυλιγμένου σύρματος συνήθως τυλίγονται σε ένα κεραμικό μονωτικό υπόστρωμα που μοιάζει με ράβδο ή σε άλλα μονωτικά υποστρώματα. Το σύρμα αντίστασης είναι ένα υλικό κράματος όπως νικέλιο χρώμιο ή μαγγάνιο χαλκός και τα δύο άκρα του σύρματος αντίστασης συνδέονται με σταθερούς πείρους. Το σύρμα αντίστασης είναι συνήθως επικαλυμμένο με μη αγώγιμο χρώμα και η περιφέρεια συσκευάζεται με διαφορετικά υλικά συσκευασίας (όπως συσκευασία κελύφους αλουμινίου). Η αντίσταση περιέλιξης της συσκευασίας κελύφους αλουμινίου είναι πολύ συνηθισμένη επί του παρόντος και η ικανότητα διάχυσης θερμότητας είναι πολύ ισχυρή, επομένως είναι γενικά κατάλληλο για εφαρμογές υψηλής ισχύος. Υπάρχει επίσης μια γνωστή αντίσταση περιέλιξης κεραμικής συσκευασίας, συνηθίζουμε περισσότερο να την αποκαλούμε αντίσταση τσιμέντου, αλλά δεν χρησιμοποιείται συχνά η πρώτη.

Μπλοκ διάγραμμα κυκλώματος προφόρτισης

Διαδικασία ενεργοποίησης:

Πρώτα, κλείνει ο κύριος αρνητικός διακόπτης K και μετά κλείνει ο επαφές προφόρτισης Kp. Όταν η διαφορά τάσης μεταξύ των δύο άκρων του πυκνωτή C και της μπαταρίας παραμένει <10 V (συνιστώμενη τιμή), ο κύριος θετικός επαφέας K+ κλείνει και τελικά ο επαφές προφόρτισης Kp ανοίγει. η διαδικασία ενεργοποίησης έχει ολοκληρωθεί.

Υπό κανονικές συνθήκες, η προφόρτιση απαιτείται να ολοκληρωθεί εντός 300ms έως 500ms. Σε τόσο σύντομο χρονικό διάστημα, η μεγάλη ποσότητα θερμότητας που παράγεται από το ρεύμα που διέρχεται από το σύρμα αντίστασης ή το σώμα της αντίστασης δεν μπορεί να απορροφηθεί έγκαιρα από το πλαίσιο της αντίστασης, επομένως το ίδιο το σύρμα αντίστασης ή το σώμα της αντίστασης πρέπει να φέρει το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας παλμού. Επομένως, πρέπει πρώτα να υπολογίσουμε την ενέργεια του παλμού κατά την εκκίνηση και μετά να επιλέξουμε την κατάλληλη λύση αντίστασης.

Για έναν μόνο παλμό, ο υπολογισμός της ενέργειας είναι ο εξής:

Εάν πρόκειται για συνεχή παλμό, όταν το διάστημα του παλμού είναι πολύ μικρό (όπως μικρότερο από 1 δευτερόλεπτο), η αναλογία της διαλυμένης ενέργειας στην πρακτική εφαρμογή είναι μικρή, μπορούμε γενικά να χρησιμοποιήσουμε γραμμική συσσώρευση για να υπολογίσουμε τη συνολική ενέργεια παλμού.

Συνολική ενέργεια = ενέργεια ενός παλμού x αριθμός διαδοχικών παλμών και στη συνέχεια προσδιορίστε την τιμή αντίστασης της προφορτισμένης αντίστασης:

                    

T = R*C * Ln[(Us - U0)/( Us - Ut)]

Οπου:

T= χρόνος προφόρτισης

R= αντίσταση προφόρτισης C= χωρητικότητα φορτίου

Us= τάση μπαταρίας

U0= Τάση πριν από το τέλος του φορτίου κλειστή υψηλή τάση (μπορεί να εκφραστεί ως 0)

Ut= τάση τερματισμού φορτίου στο τέλος της προφόρτισης

Σε γενικές γραμμές, το Ut επιλέγεται ως το 90% ή το 95% της συνολικής τάσης Us, που θεωρείται ότι είναι 90%, οπότε ο τύπος μπορεί να εκφραστεί ως εξής:

T = R*C * Ln10

τότε R = T/(C * Ln10)

Στη συνέχεια, δώστε ένα συγκεκριμένο παράδειγμα της αντίστασης προφόρτισης: Ας υποθέσουμε ότι στο όχημα, η τάση της μπαταρίας είναι Us=400V, η χωρητικότητα φορτίου C=1000uF, ο απαιτούμενος χρόνος φόρτισης είναι 500ms, δηλαδή, μετά από 500ms, ο πυκνωτής φορτίζεται στο 90%*Us, δηλαδή υπολογίστε την τιμή προκαταρκτικής φόρτισης του Us=t R. Σύμφωνα με τον προηγούμενο τύπο, μπορείτε να πάρετε απευθείας R=0,5/(0,001*ln10)=217Ω.

Τέλος, η κυματομορφή τάσης πάνω από την αντίσταση μετατρέπεται σε ορθογώνιο κύμα, όπου η στιγμιαία χωρητικότητα είναι ισοδύναμη με βραχυκύκλωμα, άρα Vp=400V; Τότε η μέγιστη ισχύς της προφορτισμένης αντίστασης =Vp*Vp/R=400*400/217=737W, εάν σύμφωνα με 0,5 φορές για μείωση, τότε η απαιτούμενη ισχύς κορυφής μονοπαλμικής αντίστασης είναι 737*2=1474W.

Στη συνέχεια, υπολογίστε τον χρόνο του ορθογωνίου κύματος, μέσω του παρακάτω τύπου, επειδή το άθροισμα της τάσης και στα δύο άκρα της αντίστασης και του πυκνωτή είναι ίσο με Us, άρα η τάση στα δύο άκρα του πυκνωτή είναι Ut= (1-0,37) Us=0,63*Us, άρα τ

=217*0,001*ln(2,7)=0,216s, ορθογώνιο πλάτος παλμού t1=0,108s.

Τέλος, σύμφωνα με το λαμβανόμενο πλάτος παλμού και την ισχύ αιχμής ενός παλμού, σε σύγκριση με την καμπύλη του κατασκευαστή, μπορείτε να κρίνετε εάν η επιλογή είναι λογική.