Επιλογή κυκλώματος προφόρτισης και 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 απαγωγής 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.

Υπό κανονικές συνθήκες, η προφόρτιση απαιτείται να ολοκληρωθεί εντός 300 ms έως 500 ms, σε τόσο σύντομο χρονικό διάστημα, το ρεύμα μέσω του σύρματος αντίστασης ή του σώματος της αντίστασης που δημιουργείται από την υψηλή θερμότητα είναι πολύ αργά για να απορροφηθεί από τον σκελετό αντίστασης, το ίδιο το σύρμα αντίστασης ή η αντίσταση θα πρέπει να φέρει το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας παλμού. Επομένως, πρέπει πρώτα να υπολογίσουμε την ενέργεια του παλμού κατά την εκκίνηση και στη συνέχεια να επιλέξουμε το κατάλληλο σχήμα αντίστασης.

Εάν είναι ένας παλμός, η ενέργεια υπολογίζεται ως 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:

Λύση για αντίσταση

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

όπου:

T= χρόνος προφόρτισης

R= αντίσταση προφόρτισης C= χωρητικότητα φορτίου

Us= τάση πακέτου μπαταρίας U0= Τάση

πριν από το τέλος του φορτίου κλειστό 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 αιχμής 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.