사전 충전 회로 및 사전 충전 저항 선택

전력저항은 많은 전력을 견디고 소비하기 위해 사용되며, 효율적인 냉각을 위해 열전도율이 높은 재질로 제작됩니다. 일반적으로 많은 양의 전력을 소비할 수 있도록 방열판에 결합되도록 설계됩니다. 사전 충전된 저항기의 경우 일반적인 유형은 아래 그림의 두 가지입니다. 두 가지 모두 일반적인 금속 알루미늄 쉘 저항기입니다. 이 두 저항은 전력 저항의 권선 저항에 속합니다.

권선 저항기는 일반적으로 막대 모양의 세라믹 절연 기판 또는 기타 절연 기판에 감겨 있습니다. 저항선은 니켈크롬이나 망간구리 등의 합금재료로 저항선의 양끝이 고정핀으로 연결되어 있다. 저항선은 일반적으로 비전도성 페인트로 코팅되고 주변부는 다양한 포장재(예: 알루미늄 쉘 포장)로 포장됩니다. 알루미늄 쉘 패키지의 권선 저항은 현재 매우 일반적이며 방열 능력이 매우 강하므로 일반적으로 고전력 애플리케이션에 적합합니다. 익숙한 세라믹 패키지 권선 저항도 있는데, 시멘트 저항이라고 부르는 것이 더 익숙하지만 전자는 자주 사용되지 않습니다.

정상적인 상황에서 사전 충전은 300ms ~ 500ms 이내에 완료되어야 합니다. 이렇게 짧은 시간에 고열로 인해 생성된 저항선이나 저항기 본체를 통과하는 전류는 너무 늦게 저항 뼈대에 흡수되기 때문에 저항선이나 저항기 자체가 대부분의 펄스 에너지를 견뎌야 합니다. 따라서 먼저 시작할 때 펄스 에너지를 계산한 다음 적절한 저항 방식을 선택해야 합니다.

단일 펄스인 경우 에너지는 다음과 같이 계산됩니다.

연속 펄스인 경우 펄스의 간격 시간이 매우 짧고(예: 1초 미만) 실제 적용에서 소산된 에너지의 비율이 작을 때 일반적으로 선형 누적을 사용하여 총 펄스 에너지를 계산할 수 있습니다.

총 에너지 = 단일 펄스 에너지 x 연속 펄스 수로 사전 충전된 저항기의 저항 값을 결정합니다.

저항 해결

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

어디:

T= 사전 충전 시간

R= 선충전 저항 C= 부하 커패시턴스

Us= 배터리 팩 전압 U0= 전압

부하단 폐쇄 전 고전압(0으로 표현 가능) Ut= 사전충전 종료 시 부하단 전압

일반적으로 Ut는 전체 전압 Us의 90% 또는 95%로 선택되며 이를 90%로 간주하므로 수식은 다음과 같이 표현할 수 있습니다.

T = R*C * Ln10

그러면 R = T/(C * Ln10)

다음으로, 선충전 저항의 구체적인 예를 들어보겠습니다. 차량에서 배터리 전압이 Us=400V, 부하 커패시턴스 C=1000uF, 필요한 충전 시간이 500ms라고 가정합니다. 즉, 500ms 후에 커패시터가 90%*Us, 즉 Ut=360V로 충전되고 선충전 저항 R의 저항값을 계산합니다. 이전 공식에 따라 직접 얻을 수 있습니다. R=0.5/(0.001*ln10)=217Ω.

마지막으로 저항 위의 전압 파형은 직사각형파로 변환됩니다. 여기서 순간 정전 용량은 단락 회로와 동일하므로 Vp=400V입니다. 그러면 미리 충전된 저항의 피크 전력 =Vp*Vp/R=400*400/217=737W입니다.  

0.5배 감소하면 필요한 저항 모노펄스 피크 전력은 737*2=1474W입니다.

그런 다음 저항과 커패시터 양단의 전압의 합이 Us와 같으므로 다음 공식을 통해 직사각형파의 시간을 계산합니다. 따라서 커패시터 양단의 전압은 Ut= (1-0.37) Us=0.63*Us이므로 τ

=217*0.001*ln(2.7)=0.216s, 직사각형 펄스 폭 t1=0.108s.

마지막으로, 획득된 펄스 폭과 단일 펄스 피크 전력에 따라 제조업체의 곡선과 비교하여 선택이 합리적인지 여부를 판단할 수 있습니다.