בחירת מעגל טעינה מוקדמת ונגד טעינה מוקדמת

נגדי הספק משמשים לעמוד ולצרוך כמויות גדולות של חשמל, והם עשויים מחומרים בעלי מוליכות תרמית גבוהה לקירור יעיל. הם נועדו בדרך כלל להיות מחוברים לגוף קירור על מנת להיות מסוגלים לצרוך כמות גדולה של חשמל.

עבור נגדים טעונים מראש, הסוגים הנפוצים הם השניים באיור למטה, שניהם נגדי מעטפת אלומיניום מתכתיים נפוצים; שני הנגדים הללו שייכים לנגדים המפותלים בחוט בנגדי הספק.

נגדי פצעי חוט מלופפים בדרך כלל על מצע בידוד קרמי דמוי מוט או מצעים מבודדים אחרים. חוט ההתנגדות הוא חומר סגסוגת כמו ניקל כרום או נחושת מנגן, ושני קצוות חוט ההתנגדות מחוברים בפינים קבועים. חוט ההתנגדות מצופה בדרך כלל בצבע לא מוליך, והפריפריה ארוזה בחומרי אריזה שונים (כגון אריזות מעטפת אלומיניום). התנגדות הפיתול של חבילת מעטפת אלומיניום נפוצה מאוד כיום, ויכולת פיזור החום שלה חזקה מאוד, ולכן היא מתאימה בדרך כלל ליישומים בעלי הספק גבוה. יש גם התנגדות לסלילה של חבילת קרמיקה מוכרת, אנחנו יותר רגילים לקרוא לזה עמידות מלט, אבל לא הראשון משמש לעתים קרובות.

תרשים בלוקים של מעגל טעינה מוקדמת

תהליך הפעלה:

ראשית, מגע ה-K-Main השלילי נסגר, ואז מגע ה-Kp הקדם-טעינה נסגר. כאשר הפרש המתח בין שני הקצוות של הקבל C והסוללה נשאר <10V (ערך מומלץ), המגע החיובי הראשי K+ נסגר, ולבסוף נפתח מגע הקדם-טעינה Kp; תהליך ההפעלה הושלם.

בנסיבות רגילות, הטעינה המוקדמת נדרשת להסתיים בתוך 300 שניות עד 500 שניות. בפרק זמן כה קצר, כמות החום הגדולה שנוצרת מהזרם העובר דרך חוט ההתנגדות או גוף הנגד אינה יכולה להיספג על ידי מסגרת הנגד בזמן, ולכן חוט ההתנגדות או גוף הנגד עצמו צריכים לשאת את רוב אנרגיית הפולסים. לכן, עלינו לחשב תחילה את אנרגיית הדופק במהלך האתחול, ולאחר מכן לבחור פתרון נגד מתאים.

עבור דופק בודד, חישוב האנרגיה הוא כדלקמן:

אם מדובר בפולס רציף, כאשר זמן המרווח של הפולס קצר מאוד (כגון פחות מ-1 שניות), שיעור האנרגיה המתפזרת ביישום מעשי קטן, בדרך כלל נוכל להשתמש בהצטברות ליניארית כדי לחשב את אנרגיית הפולס הכוללת.

אנרגיה כוללת = אנרגיית פעימה בודדת x מספר פולסים עוקבים ולאחר מכן קבע את ערך ההתנגדות של הנגד הטעון מראש:

                    

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

אֵיפֹה:

T= זמן טעינה מוקדמת

R= התנגדות טעינה מוקדמת C= קיבול עומס

Us= מתח ערכת הסוללה

U0= מתח לפני סוף עומס סגור מתח גבוה (ניתן לבטא כ-0)

Ut= מתח סוף עומס בסוף הטעינה המוקדמת

באופן כללי, Ut נבחר כ-90% או 95% מסך המתח Us, הנחשב ל-90%, כך שניתן לבטא את הנוסחה כך:

T = R*C * Ln10

ואז R = T/(C * Ln10)

לאחר מכן, תן דוגמה ספציפית להתנגדות הטעינה המוקדמת: נניח שברכב מתח הסוללה הוא Us=400V, קיבול העומס C=1000uF, זמן הטעינה הנדרש הוא 500ms, כלומר לאחר 500ms, הקבל נטען ל-90%*Us, כלומר, ערך ההתנגדות הנטען-R לפי 360V לפי החישוב. נוסחה קודמת, אתה יכול לקבל ישירות R=0.5/(0.001*ln10)=217Ω.

לבסוף, צורת גל המתח מעל ההתנגדות מומרת לגל מלבני, כאשר הקיבול המיידי שווה ערך לקצר, כך Vp=400V; ואז הספק שיא של ההתנגדות הטעינה מראש =Vp*Vp/R=400*400/217=737W, אם לפי 0.5 פעמים להפחית, אז הספק שיא המונופולס של ההתנגדות הנדרש הוא 737*2=1474W.

לאחר מכן חשב את הזמן של הגל המלבני, באמצעות הנוסחה הבאה, כי סכום המתח בשני קצוות הנגד והקבל שווה ל-Us, כך שהמתח בשני קצוות הקבל הוא Ut= (1-0.37) Us=0.63*Us, אז τ

=217*0.001*ln(2.7)=0.216s, רוחב פולס מלבני t1=0.108s.

לבסוף, על פי רוחב הפולסים המתקבל והספק שיא הפולסים הבודד, בהשוואה לעקומת היצרן, ניתן לשפוט האם הבחירה סבירה.