Wybór obwodu ładowania wstępnego i rezystora ładowania wstępnego

Rezystory mocy służą do wytrzymywania i zużywania dużych ilości energii. Są wykonane z materiałów o wysokiej przewodności cieplnej, co zapewnia wydajne chłodzenie. Zwykle są zaprojektowane tak, aby można je było połączyć z radiatorem, aby móc zużywać dużą ilość energii. W przypadku rezystorów wstępnie naładowanych popularne są dwa typy pokazane na poniższym rysunku, oba rezystory z powłoką metalową i aluminiową; Te dwa rezystory należą do rezystorów drutowych w rezystorach mocy.

Rezystory drutowe są zwykle nawinięte na ceramicznym podłożu izolacyjnym w kształcie pręta lub innym podłożu izolacyjnym. Drut oporowy jest materiałem stopowym, takim jak nikiel, chrom lub miedź manganowa, a dwa końce drutu oporowego są połączone stałymi kołkami. Drut oporowy jest zwykle pokryty nieprzewodzącą farbą, a obwód jest pakowany w różne materiały opakowaniowe (takie jak opakowanie z powłoką aluminiową). Rezystancja uzwojenia obudowy aluminiowej jest obecnie bardzo powszechna, a jej zdolność rozpraszania ciepła jest bardzo duża, dlatego ogólnie nadaje się do zastosowań o dużej mocy. Istnieje również znany opór uzwojenia pakietu ceramicznego, jesteśmy bardziej przyzwyczajeni do nazywania go odpornością na cement, ale ten pierwszy nie jest często używany.

W normalnych okolicznościach wymagane jest zakończenie ładowania wstępnego w czasie od 300 ms do 500 ms. W tak krótkim czasie prąd płynący przez przewód oporowy lub korpus rezystora wygenerowany przez wysoką temperaturę jest zbyt późny, aby mógł zostać wchłonięty przez szkielet oporowy. Drut oporowy lub sam rezystor będą musiały wytrzymać większość energii impulsu. Dlatego podczas uruchamiania musimy najpierw obliczyć energię impulsu, a następnie wybrać odpowiedni schemat rezystancji.

Jeżeli jest to pojedynczy impuls, energię oblicza się w następujący sposób:

Jeśli jest to impuls ciągły, gdy odstęp między impulsami jest bardzo krótki (na przykład mniejszy niż 1 s), udział energii rozproszonej w praktycznym zastosowaniu jest niewielki, do obliczenia całkowitej energii impulsu możemy ogólnie zastosować akumulację liniową.

Energia całkowita = energia pojedynczego impulsu x liczba kolejnych impulsów, a następnie określ wartość rezystancji wstępnie naładowanego rezystora:

Rozwiązanie dla oporu

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

Gdzie:

T= czas wstępnego ładowania

R= rezystancja wstępnego ładowania C= pojemność obciążenia

Us= napięcie akumulatora U0= napięcie

przed zamknięciem końca obciążenia wysokie napięcie (można wyrazić jako 0) Ut= napięcie końca obciążenia na końcu wstępnego ładowania

Ogólnie rzecz biorąc, Ut jest wybierany jako 90% lub 95% całkowitego napięcia Us, które uważa się za 90%, więc wzór można wyrazić w następujący sposób:

T = R*C * Ln10

wtedy R = T/(C * Ln10)

Następnie podaj konkretny przykład rezystancji ładowania wstępnego: Załóżmy, że w pojeździe napięcie akumulatora wynosi Us=400V, pojemność obciążenia C=1000uF, wymagany czas ładowania wynosi 500ms, czyli po 500ms kondensator jest naładowany do 90%*Us, czyli Ut=360V, następnie oblicz wartość rezystancji wstępnie naładowanego rezystora R. Z poprzedniego wzoru możesz bezpośrednio otrzymać R=0,5/(0,001*ln10)=217Ω.

Na koniec przebieg napięcia powyżej rezystancji jest przekształcany na falę prostokątną, gdzie chwilowa pojemność jest równa zwarciu, więc Vp=400V; Wtedy moc szczytowa wstępnie naładowanego oporu = Vp*Vp/R=400*400/217=737W, jeśli  

zgodnie z 0,5-krotnym obniżeniem wartości znamionowych, wymagana moc szczytowa monopulsu rezystancji wynosi 737*2=1474W.

Następnie oblicz czas fali prostokątnej, korzystając z poniższego wzoru, ponieważ suma napięć na obu końcach rezystora i kondensatora jest równa Us, więc napięcie na obu końcach kondensatora wynosi Ut= (1-0,37) Us=0,63*Us, więc τ

=217*0,001*ln(2,7)=0,216s, szerokość impulsu prostokątnego t1=0,108s.

Wreszcie, na podstawie uzyskanej szerokości impulsu i mocy szczytowej pojedynczego impulsu, w porównaniu z krzywą producenta, można ocenić, czy wybór jest uzasadniony.