Selezione del circuito di precarica e del resistore di precarica

I resistori di potenza vengono utilizzati per resistere e consumare grandi quantità di energia e sono realizzati con materiali ad elevata conduttività termica per un raffreddamento efficiente. Solitamente sono progettati per essere accoppiati ad un dissipatore di calore in modo da poter consumare una grande quantità di energia.

Per i resistori precaricati, i tipi comuni sono i due nella figura seguente, entrambi comuni resistori con guscio in metallo e alluminio; Questi due resistori appartengono ai resistori a filo avvolto nei resistori di potenza.

I resistori a filo avvolto sono solitamente avvolti su un substrato isolante ceramico a forma di bastoncino o altri substrati isolanti. Il filo di resistenza è un materiale in lega come nichel-cromo o rame al manganese e le due estremità del filo di resistenza sono collegate con perni fissi. Il filo della resistenza è solitamente rivestito con vernice non conduttiva e la periferia è imballata con diversi materiali di imballaggio (come l'imballaggio in guscio di alluminio). La resistenza dell'avvolgimento del pacchetto guscio in alluminio è attualmente molto comune e la sua capacità di dissipazione del calore è molto elevata, quindi è generalmente adatta per applicazioni ad alta potenza. Esiste anche una resistenza di avvolgimento del pacchetto ceramico familiare, siamo più abituati a chiamarla resistenza al cemento, ma la prima non è usata frequentemente.

Schema a blocchi del circuito di precarica

Processo di accensione:

Innanzitutto si chiude il contattore negativo principale K, poi si chiude il contattore di precarica Kp. Quando la differenza di tensione tra i due capi del condensatore C e la batteria rimane <10V (valore consigliato), si chiude il contattore positivo principale K+ ed infine si apre il contattore di precarica Kp; il processo di accensione è completato.

In circostanze normali, la precarica deve essere completata entro 300 ms - 500 ms. In un periodo di tempo così breve, la grande quantità di calore generato dalla corrente che passa attraverso il filo di resistenza o il corpo del resistore non può essere assorbita dalla struttura del resistore in tempo, quindi il filo di resistenza o il corpo del resistore stesso deve sopportare la maggior parte dell'energia dell'impulso. Pertanto, dobbiamo prima calcolare l'energia dell'impulso durante l'avvio, quindi selezionare una soluzione di resistenza adeguata.

Per un singolo impulso, il calcolo dell’energia è il seguente:

Se si tratta di un impulso continuo, quando l'intervallo di tempo dell'impulso è molto breve (ad esempio inferiore a 1 s), la percentuale di energia dissipata nell'applicazione pratica è piccola, generalmente possiamo utilizzare l'accumulo lineare per calcolare l'energia totale dell'impulso.

Energia totale = energia del singolo impulso x numero di impulsi consecutivi e quindi determinare il valore di resistenza del resistore precaricato:

                    

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

Dove:

T= tempo di precarica

R= resistenza di precarica C= capacità di carico

Us=tensione del pacco batteria

U0= Tensione prima della chiusura dell'estremità del carico alta tensione (può essere espressa come 0)

Ut= tensione di fine carico al termine della precarica

In generale, Ut viene scelto come 90% o 95% della tensione totale Us, che è considerata pari al 90%, quindi la formula può essere espressa come segue:

T = R*C * Ln10

allora R = T/(C * Ln10)

Successivamente, fornire un esempio concreto di resistenza di precarica: supponiamo che nel veicolo la tensione della batteria sia Us=400 V, la capacità di carico C=1000uF, il tempo di ricarica richiesto sia 500 ms, ovvero dopo 500 ms il condensatore viene caricato al 90%*Us, ovvero Ut=360 V, quindi calcolare il valore di resistenza della resistenza precaricata R. Secondo la formula precedente, è possibile ottenere direttamente R=0,5/(0,001*ln10)=217Ω.

Infine, la forma d'onda della tensione al di sopra della resistenza viene convertita in un'onda rettangolare, dove la capacità istantanea è equivalente ad un corto circuito, quindi Vp=400V; Quindi la potenza di picco della resistenza precaricata =Vp*Vp/R=400*400/217=737W, se si declassa per 0,5 volte, la potenza di picco del monoimpulso della resistenza richiesta è 737*2=1474W.

Quindi calcolare il tempo dell'onda rettangolare, attraverso la seguente formula, perché la somma della tensione ad entrambe le estremità del resistore e del condensatore è uguale a Us, quindi la tensione ad entrambe le estremità del condensatore è Ut= (1-0,37) Us=0,63*Us, quindi τ

=217*0,001*ln(2,7)=0,216s, larghezza dell'impulso rettangolare t1=0,108s.

Infine, in base all'ampiezza dell'impulso ottenuta e alla potenza di picco del singolo impulso, rispetto alla curva del produttore, è possibile giudicare se la selezione è ragionevole.