Yüklü kapasitörler bankası ile bir otomotiv yük dökümü mü?

Sonunda kişisel aracımın içine girecek bir veri kayıt cihazı üzerinde çalışıyorum. İnterweb'leri temizledim ve teoride hızlı geçişleri ve düşük voltajı ve efsanevi yük boşaltmalarını idare edebilecek oldukça sağlam bir güç kaynağı olması gerektiğini inşa ettim. Benim sorunum olsa da ... Aslında güç kaynağını test etmek istiyorum.

Güç kaynağı kısmının tasarımı ile ilgili sorduğum önceki sorularda, bir yük dökümü taklit etmenin "doğru yolunun" uygun, profesyonel bir test cihazı ile olduğu söylendi. Merak ediyorum, ama ... beni "yeterince yakın" bir şeyi halletmekten alıkoyan nedir?

Benim fikrim sadece şu: eski bir PC güç kaynağı gibi düşük voltajlı bir DC güç kaynağı edinin. Bu DC'yi 80V aralığında bir şeye yükseltmek için bir DC-DC dönüştürücü alın. Beni teorik bir 12V yük dökümü mahallesine götürmek için bir kapasitörler bankası monte et .. söyleyebileceğimden yüzlerce jul aralığında. Şarj olduktan sonra, cihazın potansiyel olarak güç kaynağını vidalamak istemesem de gerçek bir güç kaynağına bağlanmayacak olan pil girişine bağlayın ve patlayıp patlamayacağını ve eğer normal değilse çalışıp çalışmadığını görün sonradan.

Bu duyduğun en aptalca fikir gibi mi geliyor? Kabaca amaçlandığı gibi çalışmak için çok fazla planlama ve sayı kontrolüne ihtiyaç duyan iyi bir fikir mi?

Yük dökümü, büyük bir yük (farlar gibi) kapandığında bir otomobil elektrik sistemine olan şeydir. Sorun şudur ki, şarj sistemi (öncelikle alternatör) önemli bir endüktansa sahiptir ve akım çekişini hızlı bir şekilde azaltma girişimi, 12V veriyolunda büyük bir voltaj artışı yaratan bir "endüktif tekme" ile sonuçlanır. Bu vuruş, ateşleme sisteminde kıvılcım oluşturmak için kullanılan aynı fenomendir, sadece farklı bir tezahürüdür. Mesele şu ki, 12V veriyoluna bağlı herhangi bir ekipman bu ara sıra 100-200V voltaj yükselmelerine dayanmadan hasar verebilmelidir.

Yük dökümü öncelikle endüktif bir fenomen olduğundan, muhtemelen bu şekilde simüle etmek daha kolay olacaktır. Gerçek bir otomotiv yük boşaltma sisteminin tam enerjisini simüle etmenize gerek yoktur; cihazınızın besleme terminallerinde aynı voltaj dalga formunu oluşturmanız yeterlidir.

Cihazınıza seri olarak büyük bir indüktör (L1, 1H, belki de büyük bir güç transformatörünün primeri) koyun (yani, indüktör yoluyla cihazı güç kaynağına bağlayın). Bu, otomobil şarj sisteminin endüktansını temsil eder.

Cihazınızın üzerine (buna paralel olarak) birkaç µF kapasitans (C1) koyun; bu, otomobil kablolarının dağıtılmış kapasitansını temsil eder ve yük atma olayının ömrünü sınırlamaya yardımcı olur. Bu kapasitörün birkaç yüz volt için derecelendirildiğinden emin olun.

Cihazınıza paralel olarak 120Ω direnç (R1) yerleştirin. Bu, otomobil içindeki diğer statik yükleri temsil eder ve yük boşluğunun oluşturduğu tepe voltajı üzerinde bir üst sınır belirler. (Bu direnç 100 mA çekecek ve 1,2 W harcayacaktır.)

Şimdi, düşük anahtarlı, yüksek güçlü bir direnci (R2) cihazınıza bir anahtarla (SW1) seri olarak bağlayın. Bu, "boşaltılacak" yükü temsil eder. Direncin değeri, DC akımı güç kaynağının kapasitesini aşmayacak şekilde olmalıdır ve belirli bir enerji miktarını boşaltmak için indüktörün değerine göre akımı değiştirmek için direncin değerini ayarlayabilirsiniz ( 0.5 × I ² × L). Örneğin, indüktörünüz 1H ve direnciniz 12Ω (@ 12W) ise, 1A çekersiniz ve depolanan enerji 0,5 Joule olur.

İndüktörü "şarj etmek" için düğmeyi kapatın, ardından açın - simüle edilmiş yük dökümü etkinliğiniz var. Bu direnç değerleri ile, tepe voltajı 100-120V civarında olacaktır. Farklı olay türlerini simüle etmek için farklı direnç değerleri kombinasyonlarını kullanabilirsiniz. R1'in R2'ye oranı, sivri ucun tepe voltajını yaklaşık olarak belirler (güç kaynağı voltajına göre). Daha yüksek akım (yüksek enerji) olaylarını simüle etmek için her iki direnci de aşağı doğru ölçeklendirin. Daha hızlı yükselmeler için kapasitörü küçültün; 1H ve 1µF, 160Hz'de rezonans yapar, bu da size oldukça yavaş bir 1.5ms risetime (1/4 döngü) verir. Örneğin, C1'i 0.01µF olarak değiştirmek size yaklaşık 150µs'lik bir çalışma süresi sağlayacaktır.