这是一个简化的电路图:
电池为24V。继电器的额定电流为8A。我的负载最大是2A。该电容器是数千µF值的滤波电容器。
事后看来,很明显我为什么用这个烧掉了两个接力棒。所以我试着想办法在电容器没电继电器接通的时候防止电流尖峰。我最后在电池和继电器之间串联了一个小的低值功率电阻,这样最大电流不会超过继电器规格。它工作良好,在电容器充电时产生热量是好的,但一直产生热量是低效的。
我需要电池尽可能长时间持续。
任何建议吗?
这是一个简化的电路图:
电池为24V。继电器的额定电流为8A。我的负载最大是2A。该电容器是数千µF值的滤波电容器。
事后看来,很明显我为什么用这个烧掉了两个接力棒。所以我试着想办法在电容器没电继电器接通的时候防止电流尖峰。我最后在电池和继电器之间串联了一个小的低值功率电阻,这样最大电流不会超过继电器规格。它工作良好,在电容器充电时产生热量是好的,但一直产生热量是低效的。
我需要电池尽可能长时间持续。
任何建议吗?
解决这个问题的办法是用热敏电阻。或者,在一段时间后用另一个继电器桥接你的电阻器。
当然,你也可以把电容器放在继电器的另一边。
既然你让我详述我之前的评论:……
在古老的日子里,我们使用过沉重的铁大量处理涌流-大电感器。通常在重电感上并联加一个电阻,在电源和电容器组之间串联使用一对电阻。是这样的:
电阻中的峰值电流,\ R_1 \美元,将在电容放电时发生。所以\ $ i_ {r _ {_ \ text {peak}}} = \ frac {v_1} {r_1} \ $.这意味着我们可以选择\ R_1 \美元基于我们希望电阻器中的峰值电流的基础。
让我们现在计算一个。我要挑选\ $ i_ {r _ {_ \ text {peak}}} = 4 \:\ text {a} \ $.这似乎是相对于继电器当前极限的安全裕度。
注意:现在,暂停。电感电流也会增加。也许这个限制还不够好。但在实践中,它将是。原因是当电感的电流上升时,极限电阻的电流也在下降。如果做得好,它们几乎可以完美地相互抵消,所以如果我们为相同的电流限制设计它们,那么它们的电流总和也将同样受到限制。
我们来算一下24 \ \ $ R_1 = \压裂{:\文本{V}}{4 \: \文本{一}}= 6 \ \ω\ $并选择任一个\ $ r_1 = 5.6 \:\ oomga \ $或\ $ r_1 = 6.8 \:\ omega \ $.我要倾向于更安全的一面,所以我会选择\ $ r_1 = 6.8 \:\ omega \ $.这意味着我现在的新上限将是\ \: 3.5美元美元{}\ \文本在计算电感时。
这就引出了感应器。为了处理关于电感中峰值电流的问题,我将用稍微不同但等效的形式重新画出上面的图:
在上面,我已经“注意到”\ R_1 \美元和文本\ $ R_{_ \{负载}}\ $构成具有等效源电压的分压器文本\ $ V_ {_ \ {TH}} = V_1 \ cdot \压裂{R_{_ \文本{负载}}}{R_1 + R_{_ \文本{负载}}}\ $和\ $ r _ {_ \ text {th}} = r_1 \ cdot \ frac {r _ {_ \ text {load}}} {r_1 + r _ {_ \ text {load}}} \ $.
新的安排的真正好的地方是,它更容易看到它是一个RLC电路。这里的一般想法是,峰值电感电流发生在一段时间的第一季度,这是由这三个因素的组合决定的。
粗略地说,你可以计算\ $ l1 \大约\压裂{16}{\π^ 2}\ cdot R_{_ \文本{TH}} ^ {\ ^ 2} \ cdot c₁\ $.由于文本\ $ R_ {_ \ {TH}} = \压裂{V_1} {I_{_ \文本{负载}}+ I_ {R_{_ \文本{峰}}}}\ $,其结果为:\ $ l1 \大约\压裂{16}{\π^ 2}\ cdot左c₁\ cdot \[\压裂{V_1} {I_{_ \文本{负载}}+ I_ {R_{_ \文本{峰}}}}\右]^ {\ ^ 2}\ $.假设\ $ v_1 = 24 \:\ text {v} \ $那文本\ $ I_{_ \{负载}}= 2 \:{}\ $ \文本,文本\ $ I_ {R_{_ \{峰}}}= 3.5 \:{}\ $ \文本(新价值),然后\ l1 \大约1.62美元\ cdot 10 \: \文本{mF} \ cdot \离开[\压裂{24 \:\文本{V}}{2 \:{一}+ 3.5 \ \文本:文本\{一}}\右)^ 2 = 309 \ \文字{mH} \ $.我会选择l1 = 270美元\ \:\ {mH} \ $文本作为一个非常接近的可用值。(当然,你也可以选择l1 = 330美元\ \:\ {mH} \ $文本了。)
当我进入LTSPICE时,我没有CLUE会发生什么。(我打算欺骗一点,以保持原理图简单,因为我将通过检查一个盒子自己的LTSPICE“打开”电源。)让我们看看:
(点击上面的图片查看更多细节。)
这里您可以看到上述方法产生的行为。这几乎和预期的一样。您可以看到,通过继电器传递的总和(红色曲线)仅略高于峰值\ \ 4美元:{}\ $ \文本.所以我们保持了极限。但这也告诉你会有一点多的电流比你的目标在设计中,由于这一事实,电阻和电感都是供应电流在早期的季度周期(阻尼)阶段。(我已经决定把它收集起来使用l1 = 330美元\ \:\ {mH} \ $文本,则通过继电器的峰值电流约为\ \: 3.8美元美元{}\ \文本.)
是的,输出电压确实有点环。它达到略高的电压电压\ \: 24美元美元{V} \ \文本.在以前,这很好。我们使用拳头大小的二极管(带有很多很多鳍片的硒整流器)和真空管。一点额外的电压不会伤害任何人。,)今天,你得多想想这个问题。
如果您可以接受更高的峰值电压和更高的峰值电流电流,则可以降低其幅度。说,一半左右。如果峰值电压至关重要,则无法接受高值,则需要提高其幅度。匹配电感器的电流限制随着电阻的电流限制通常提供更好的响应,并且是设计的良好平衡。
无论如何,这是一种做到这一点的方式。曾经做过的方式。
哦,还有最后一个想法。限流电阻的峰值加热将全部发生在前十分之一秒。在启动过程中,它可能会吸收几个焦耳。有些电阻在处理这些压力方面比其他电阻要好。你可以寻找“浪涌电阻”或其他线绕(可以很好地处理这类事情)。如果可能的话,一定要阅读数据表,以确保。如果数据表对电阻器的速率在短时间内激增或一定数量的焦耳,那很可能是一件好事。最后,也做一些测试。
鉴于我的业余爱好者的无知状态,电感设计的制造商可以看起来像火箭科学.我相信设计一款具有商业竞争力的设备需要很多重要的实际细节。我只是一个业余爱好者,所以我只能站在远处,怀着真诚的敬意欣赏制造商在产品设计上的应用。
但也有一些基本的东西。在上述情况下,我们可以计算出一旦达到平衡(最晚一秒钟),在电感中存储的能量。电感电流是直流电,变化不大。扼流电感中的能量为文本\ $ E_ {_ \ {L}} = \ frac12 \ I_{_ \文本{L}} ^ {\ 2} \, l1 = \ frac12 \ I_{_ \文本{负载}}^ {\ 2}\,l1 \ $.在这种情况下,大约是\ \ 540美元:\ {mJ} \ $文本.
韦尔斯是每个放大器的焦耳,所以在这种情况下我们可以用它来解决这个问题\ $ \ phi_1 = \ frac {540 \:\ text {mj}} {2 \:\ text {a}} = 270 \:\ text {mwb} \ $.如果你知道\ $ b _ {_ \ text {max}} \ $磁芯材料和匝数,\ N \美元,你可以计算出横截面面积为\ \ gt美元\压裂{\ Phi_1} {N \ cdot B_{_ \文本{马克斯}}}\ $.如果我们用的是质量好的铁芯文本\ $ B_{_ \{马克斯}}= 1.1 \:美元{T} \ \文本如果\ \ $ N = 1000美元,然后:\ $ a \ gt \ frac {270 \:\ text {mwb}} {1000 \,\ cdot \,1.1 \:\ text {t}} \ $.这表明横截面面积必须是\ \大约2.5美元\:\文本\ ${厘米}^ 2.1000个线圈将占用一些磁路长度来实现,因此产生的电感将有一些重要的质量。
我在数量细节上可能是错的。对于我这个业余爱好者来说,电感设计更多的是一个维度分析的问题,我可能弄错了一个因素。但在我看来就是这样。我将带着感激接受专家们提出的任何批评。
用于切换的能量的NTC,浪涌电流限制器(ICL)是一个选项1 / CV ^ 2 = E. [J]。一些ICL OEM将指定这一点。
规格:24V电池标称(假设最大29个充电器)。
盖子大小:比如说5mF。
最大电流:2A负载
E=1/2CV^2= 5mF/2 24^2 = 1.44J nom., 1.7J充电
建议解决方案:CL-21 cl - 150
I Amp最小-最大范围必须包括负载。
E范围> 1.7J
初始R @ 25'C需要满足继电器限制,例如最低4欧姆。
最终R取决于%Imax,但也下降电压和加热ICL连续,如120 ' c,最好在充电到>80%后由二次延时继电器分流。
结论:采用8A继电器5欧姆ICL和第二继电器延迟分流压降。
Cap ESR决定浪涌电流。