วงจรการชาร์จล่วงหน้าและการเลือกตัวต้านทานการชาร์จล่วงหน้า

ตัวต้านทานกำลังใช้เพื่อทนทานและใช้พลังงานปริมาณมาก และทำจากวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนสูงเพื่อการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ โดยปกติจะได้รับการออกแบบให้เชื่อมต่อกับแผงระบายความร้อนเพื่อให้สามารถใช้พลังงานได้เป็นจำนวนมาก

สำหรับตัวต้านทานที่ชาร์จไว้ล่วงหน้า ประเภททั่วไปคือตัวต้านทานสองตัวในรูปด้านล่าง ตัวต้านทานเปลือกอลูมิเนียมโลหะทั่วไป ตัวต้านทานสองตัวนี้เป็นของตัวต้านทานแบบลวดพันในตัวต้านทานกำลัง

ตัวต้านทานการพันลวดมักจะพันบนพื้นผิวฉนวนเซรามิกที่มีลักษณะคล้ายแท่งหรือพื้นผิวฉนวนอื่นๆ ลวดต้านทานเป็นวัสดุโลหะผสม เช่น นิกเกิลโครเมียมหรือทองแดงแมงกานีส และปลายทั้งสองของลวดต้านทานเชื่อมต่อกับหมุดคงที่ ลวดต้านทานมักจะเคลือบด้วยสีที่ไม่นำไฟฟ้า และรอบนอกจะบรรจุด้วยวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่แตกต่างกัน (เช่น บรรจุภัณฑ์เปลือกอลูมิเนียม) ความต้านทานการม้วนของแพ็คเกจเปลือกอลูมิเนียมเป็นเรื่องปกติมากในปัจจุบัน และความสามารถในการกระจายความร้อนมีความแข็งแกร่งมาก ดังนั้นจึงโดยทั่วไปเหมาะสำหรับการใช้งานที่มีกำลังสูง นอกจากนี้ยังมีความต้านทานต่อขดลวดของแพ็คเกจเซรามิกที่คุ้นเคย เรามักจะเรียกมันว่าความต้านทานต่อซีเมนต์ แต่ไม่ใช่แบบแรกที่ใช้บ่อย

บล็อกไดอะแกรมของวงจรการชาร์จล่วงหน้า

กระบวนการเปิดเครื่อง:

ขั้นแรก คอนแทคเตอร์เชิงลบ K-main จะปิด จากนั้นคอนแทคเตอร์ที่ชาร์จล่วงหน้า Kp จะปิด เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันระหว่างปลายทั้งสองของตัวเก็บประจุ C และแบตเตอรี่ยังคงอยู่ <10V (ค่าที่แนะนำ) คอนแทคเตอร์เชิงบวกหลัก K+ จะปิด และสุดท้ายคอนแทคเตอร์ที่ชาร์จล่วงหน้า Kp จะเปิดขึ้น กระบวนการเปิดเครื่องเสร็จสมบูรณ์

ภายใต้สถานการณ์ปกติ การชาร์จล่วงหน้าจะต้องเสร็จสิ้นภายใน 300ms ถึง 500ms ในช่วงเวลาสั้น ๆ ความร้อนปริมาณมากที่เกิดจากกระแสที่ไหลผ่านลวดต้านทานหรือตัวตัวต้านทานไม่สามารถดูดซับโดยโครงของตัวต้านทานได้ทันเวลา ดังนั้นตัวลวดต้านทานหรือตัวตัวต้านทานจึงต้องรับพลังงานพัลส์ส่วนใหญ่ ดังนั้นก่อนอื่นเราจำเป็นต้องคำนวณพลังงานพัลส์ระหว่างการเริ่มต้น จากนั้นเลือกสารละลายตัวต้านทานที่เหมาะสม

สำหรับพัลส์เดี่ยว การคำนวณพลังงานจะเป็นดังนี้:

หากเป็นพัลส์ต่อเนื่อง เมื่อช่วงเวลาของพัลส์สั้นมาก (เช่น น้อยกว่า 1 วินาที) สัดส่วนของพลังงานที่กระจายไปในการใช้งานจริงมีน้อย โดยทั่วไปเราสามารถใช้การสะสมเชิงเส้นเพื่อคำนวณพลังงานพัลส์ทั้งหมด

พลังงานทั้งหมด = พลังงานพัลส์เดี่ยว x จำนวนพัลส์ต่อเนื่อง จากนั้นกำหนดค่าความต้านทานของตัวต้านทานที่ชาร์จไว้ล่วงหน้า:

                    

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

ที่ไหน:

T= เวลาเติมเงิน

R= ความต้านทานการชาร์จล่วงหน้า C= ความจุโหลด

เรา = แรงดันไฟฟ้าของก้อนแบตเตอรี่

U0= แรงดันไฟฟ้าก่อนโหลดไฟฟ้าแรงสูงปิดปลาย (สามารถแสดงเป็น 0)

Ut= แรงดันไฟฟ้าปลายโหลดเมื่อสิ้นสุดการชาร์จล่วงหน้า

โดยทั่วไป Ut จะถูกเลือกเป็น 90% หรือ 95% ของแรงดันไฟฟ้ารวม Us ซึ่งถือเป็น 90% ดังนั้นจึงสามารถแสดงสูตรได้ดังนี้

T = R*C * Ln10

แล้ว R = T/(C * Ln10)

ถัดไป ให้ตัวอย่างเฉพาะของความต้านทานการชาร์จล่วงหน้า: สมมติว่าในยานพาหนะ แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่คือ Us=400V ความจุโหลด C=1000uF เวลาในการชาร์จที่ต้องการคือ 500ms นั่นคือหลังจาก 500ms ตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จ 90%*Us นั่นคือ Ut=360V จากนั้นคำนวณค่าความต้านทานของความต้านทานที่ชาร์จล่วงหน้า R ตามสูตรก่อนหน้านี้ คุณจะได้รับโดยตรง R=0.5/(0.001*ln10)=217Ω

ในที่สุด รูปคลื่นแรงดันไฟฟ้าที่อยู่เหนือความต้านทานจะถูกแปลงเป็นคลื่นสี่เหลี่ยม โดยที่ความจุไฟฟ้าชั่วขณะนั้นเทียบเท่ากับการลัดวงจร ดังนั้น Vp=400V; จากนั้น กำลังไฟฟ้าสูงสุดของความต้านทานที่ชาร์จไว้ล่วงหน้า =Vp*Vp/R=400*400/217=737W หากเป็นไปตาม 0.5 เท่าเพื่อลดอัตรา ดังนั้นกำลังไฟฟ้าสูงสุดของโมโนพัลส์ต้านทานที่ต้องการคือ 737*2=1474W

จากนั้นคำนวณเวลาของคลื่นสี่เหลี่ยมโดยใช้สูตรต่อไปนี้ เนื่องจากผลรวมของแรงดันไฟฟ้าที่ปลายทั้งสองของตัวต้านทานและตัวเก็บประจุเท่ากับ Us ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ปลายทั้งสองของตัวเก็บประจุคือ Ut= (1-0.37) Us=0.63*Us ดังนั้น τ

=217*0.001*ln(2.7)=0.216s, ความกว้างพัลส์สี่เหลี่ยม t1=0.108s

ในที่สุด ตามความกว้างพัลส์ที่ได้รับและกำลังสูงสุดของพัลส์เดี่ยว เมื่อเปรียบเทียบกับเส้นโค้งของผู้ผลิต คุณสามารถตัดสินได้ว่าการเลือกนั้นสมเหตุสมผลหรือไม่