Symulujesz zrzut samochodowy z zestawem naładowanych kondensatorów?

Pracowałem nad urządzeniem do rejestracji danych, które ostatecznie trafi do mojego pojazdu osobistego. Przeszukałem sieci i zbudowałem coś, co teoretycznie powinno być dość mocnym zasilaczem zdolnym do obsługi szybkich stanów nieustalonych i podnapięciowych oraz legendarnego zrzutu obciążenia. Moim problemem jest jednak ... Chcę faktycznie przetestować zasilacz.

W poprzednich pytaniach dotyczących konstrukcji części zasilającej powiedziano mi, że „właściwą drogą” do symulacji zrzutu obciążenia jest odpowiednie, profesjonalne urządzenie testujące. Jestem jednak ciekawy ... co powstrzymuje mnie przed przygotowaniem czegoś, co jest „wystarczająco blisko”?

Mój pomysł jest po prostu następujący: zdobądź źródło prądu stałego niskiego napięcia, takie jak stary zasilacz komputera. Zdobądź konwerter DC-DC, aby zwiększyć to napięcie 12V do czegoś w zakresie 80 V. Zmontuj zespół kondensatorów, aby zbliżyć mnie do teoretycznego zrzutu obciążenia 12V .. który z tego, co mogę powiedzieć, jest w zakresie setek dżuli. Po naładowaniu wystarczy podłączyć go do wejścia baterii urządzenia - które nie byłoby podłączone do rzeczywistego źródła zasilania, aby nie potencjalnie zepsuć tego źródła zasilania - i sprawdzić, czy wybuchnie, a jeśli nie, sprawdź, czy działa normalnie potem.

Czy to brzmi jak najgłupszy pomysł, jaki kiedykolwiek słyszałeś? Czy to dość przyzwoity pomysł, który wymaga dużo planowania i sprawdzenia liczby, aby działać mniej więcej tak, jak powinien?

Zrzut obciążenia jest tym, co dzieje się z elektrycznym układem samochodowym, gdy wyłącza się duże obciążenie (takie jak reflektory). Problem polega na tym, że układ ładowania (głównie alternator) ma znaczną indukcyjność, a każda próba szybkiego zmniejszenia poboru prądu powoduje „kopnięcie indukcyjne”, które powoduje duży skok napięcia na szynie 12V. To kopnięcie jest tym samym zjawiskiem, które stosuje się do wytworzenia iskry w układzie zapłonowym, tylko innym jej przejawem. Chodzi o to, że każdy sprzęt podłączony do magistrali 12 V musi być w stanie wytrzymać te sporadyczne skoki napięcia 100-200 V bez uszkodzeń.

Ponieważ zrzut obciążenia jest przede wszystkim zjawiskiem indukcyjnym, prawdopodobnie łatwiej byłoby go również symulować w ten sposób. Tak naprawdę nie trzeba symulować pełnej energii rzeczywistego zrzutu ładunku samochodowego; wystarczy utworzyć ten sam przebieg napięcia na zaciskach zasilających urządzenia.

Umieść duży induktor (L1, rzędu 1H, być może główny transformatora dużej mocy) szeregowo z urządzeniem (tj. Podłącz urządzenie do zasilacza poprzez cewkę). To reprezentuje indukcyjność samochodowego układu ładowania.

Umieść kilka µF pojemności (C1) w poprzek (równolegle) z urządzeniem; reprezentuje to rozproszoną pojemność okablowania samochodowego i pomaga ograniczyć czas narastania zdarzenia zrzutu obciążenia. Upewnij się, że ten kondensator jest przystosowany do kilkuset woltów.

Ustaw także rezystor 120Ω (R1) równolegle z urządzeniem. To reprezentuje inne obciążenia statyczne w samochodzie i ustala górną granicę napięcia szczytowego, które tworzy zrzut obciążenia. (Rezystor będzie pobierał 100 mA i rozpraszał 1,2 W.)

Teraz podłącz do swojego urządzenia rezystor o dużej mocy (R2) o niskiej wartości, szeregowo z przełącznikiem (SW1). To reprezentuje obciążenie, które zostanie „zrzucone”. Wartość rezystora powinna być taka, aby prąd stały nie przekraczał zdolności zasilacza, a wartość rezystora można dostosować w celu zmiany prądu w stosunku do wartości cewki indukcyjnej w celu zrzucenia określonej ilości energii ( 0,5 × I ² × L). Na przykład, jeśli twój induktor ma 1H, a rezystor ma 12Ω (@ 12W), będziesz pobierał 1A, a zgromadzona energia wyniesie 0,5 dżula.

Zamknij przełącznik, aby „naładować” cewkę, a następnie otwórz ją - następuje zdarzenie symulowanego zrzutu obciążenia. Przy tych wartościach rezystorów napięcie szczytowe będzie rzędu 100-120 V. Możesz użyć różnych kombinacji wartości rezystorów, aby symulować różne rodzaje zdarzeń. Stosunek R1 do R2 w przybliżeniu określa napięcie szczytowe szczytu (w stosunku do napięcia zasilania). Przeskaluj oba rezystory w dół, aby zasymulować zdarzenia o wyższym prądzie (wyższej energii). Zmniejsz kondensator, aby uzyskać szybsze czasy wzrostu; Rezonans 1H i 1µF przy 160 Hz, co daje dość spokojny 1,5 ms wzrost (1/4 cyklu). Na przykład zmiana C1 na 0,01µF dałaby ci czas wzrostu około 150µs.