Calcul încărcător - dezvoltarea sistemului de alimentare cu energie neîntreruptibilă bazat pe zero

Calcularea încărcătorului

Puterea corectă a bateriei este una dintre cele mai importante condiții care vor asigura o durată lungă de viață. Este important de a proiecta în mod corespunzător încărcătorul pentru a asigura modul optim de baterie pentru a restabili capacitatea nominală, care determină cantitatea de energie electrică, care poate da o baterie complet încărcată. încărcare a bateriei este, în general, realizată în două etape. În prima etapă, se recomandă să încărcați bateria la valoarea curentă constantă Ih = 0,25SAB. În această baterie primește cea mai mare parte a energiei în termen de 95%. Încărcarea bateriei la a doua etapă are loc la o tensiune stabilă. Acest mod este de obicei denumit regim de tarifare și folosite pentru a compensa reducerea capacității bateriei cauzate de curenții de auto-descărcare de gestiune.

Încărcător efectuate pe baza convertorului de tensiune DC o directă în jos de tip NPN. Reglementarea tensiunii de ieșire se realizează prin schimbarea duratei relative a stării deschise a tranzistorului de putere utilizând reglarea lățimii impulsului. conversie de frecvență fZU încărcător = 22 kHz.

Datele de intrare pentru calculul încărcătorului este tensiunea de intrare, tensiunea de ieșire și caracteristicile actuale ale bateriei. Utilizare ca o tensiune rectificată a rețelei de alimentare. Încărcarea bateriei poate fi efectuată numai cu condiția ca tensiunea de alimentare este într-un interval admisibil.

Cea mai mare valoare a tensiunii de la ieșirea filtrului este determinat din expresia (ralanti - condensatorul de filtrare este încărcat amplitudinea tensiunii de intrare):

Parametrii de ieșire încărcător AB determinat parametrii. Tensiunea de ieșire a încărcătorului pentru a încărca AB tip FG20721 c = tensiune nominală UAB 12 x 3 = 36 V și o capacitate de 6,5 Ah = SAB operat într-un mod ciclic, este determinat de expresia:

unde 2,45 V - tensiune maximă celulei AB;

m = 6 - numărul de elemente în secțiune;

n = 3 - numărul de secțiuni în baterie.

Pentru a selecta valoarea curentă de încărcare AB trebuie să știe nu numai capacitatea de AB, dar, de asemenea, intervalele de timp între modul de evacuare (timpul alocat pentru capacitatea de restaurare necesară AB). AC date statistice tensiune de ieșire de interval - de 1-2 ori pe zi. În acest caz, curentul de încărcare al rezervorului de recuperare AB poate fi selectat pentru a fi 0,2 SAB = 1,3a.

Pentru a calcula parametrii și selectarea elementelor încărcătorului circuitului principal trebuie să definească domeniul de variație a duratei relative a stării deschise a tranzistorului încărcător:

Pentru a selecta valoarea inductanței de șoc, cu excepția valorii Gmin, este necesar să se determine amplitudinea de încărcare riplu de curent. Deoarece AB cerințe speciale pentru nici o forma curentului de încărcare, amploarea pulsațiilor arbitrar alege - spun 10%.

Noi determinăm valoarea inductanța expresiei:

Conectați trei D17-2 clapetei de accelerație paralel cu parametrii: L = 2 mH; Ipodm = 6,3 A; Robm = 0,3 ohm conexiune în serie a două bobine de înecare.

pentru că AB în SGEP constant conectat, condensatorul de stocare de ieșire este utilizat pentru a suprima perturbațiilor de înaltă frecvență. Alegerea condensator C10 - K73-17 - 100B - 1 uF ± 5%.

Se calculează parametrii încărcătorului tranzistorului de putere. Tensiunea maximă aplicată la putere tranzistor VT1 în poziția închis este determinată de cea mai mare tensiune rectificat:

Curentul care curge prin tranzistorul, curentul de încărcare este egal cu:

Select MOSFET-tranzistor VT1 - Compania IRF624 International Rectifier cu parametrii: USImax = 250; ISmax = 4,4 A; RSI = 1,1 ohmi, TON = 20 ns, 32 ns = toff.

Pierderile statice în tranzistor:

Folosind aproximarea liniară a dependenței de timp a curentului și tensiunii în modul de comutare tranzistor, determină pierderea dinamică în ea prin expresia:

Pierderea totală de putere în tranzistor:

nu necesită instalarea radiatorului de pe tranzistor.

Tensiunea maximă inversă aplicată dioda este determinată de cea mai mare VD4 tensiune rectificat:

medie a curentului care curge prin dioda este:

Alegerea VD4 diode - firma MUR240 ON Semiconductor, având caracteristicile: UOBRmax = 400; IF = 2 A; Iimp = 25 A; UBR = 1,05 V; tVOSST = 65 ns.

Pentru a limita prin care curge curent prin dioda atunci când tranzistorul pentru dioda timp de recuperare proprietăți de blocare set balast (limitator) de șoc L5, care inductanță este determinată de expresia:

Alegerea D13-3 acceleratie cu parametrii: L = 5 mH; Ipodm = 4 A; Robm = 0.015 ohmi la o conexiune în serie a două bobine de înecare.

putere Conjugarea cheie circuitul de control al circuitului de comandă de ieșire încărcător (microcontroler) necesită izolare galvanică și semnal de control al puterii de aliniere. Pentru aceasta, vom folosi mai mic nivel de conducător auto microcircuit cu DA1 de limitare a curentului - IR2121 International Rectifier transformator de companie și TV1. Parametrii principali de driver sunt listate în Tabelul 2.1 [7].

Selectați puterea de circuit driver cip condensatori filtru C1, C2 - K10-79 - 25B - 1 uF ± 20% H30.

C5 condensator este necesar pentru crearea de tensiune diferite polaritate transformator TV1 conducător auto:

Alegerea condensatorul C5 - K10-79 - 25B - 2 uF ± 5%.

Tabelul 2.1 - Parametrii de bază ale driverului IR2121

Raportul de transformare k = 1.

Valorile medii ale tensiunii de pe înfășurările primare și secundare ale U1 transformatorului = U2 = 12 V.

Cea mai mare valoare medie a curentului într-o înfășurare primară I1 = I2 = SEQ ID No gmax = 0,5 A.

Calculăm o putere totală a transformatorului:

Cunoscute curenți și tensiuni de lichidare, iar puterea totală a miezului transformatorului este selectat și parametrii înfășurări determinat, numărul de înfășurări primare se calculează din tensiunea maximă aplicată pe acesta, pentru a elimina modul de saturație (magnetizare) a miezului transformatorului.

unde SO - zona ferestrei miezului magnetic [cm2];

SC - secțiunea transversală a miezului [cm2];

Kf - Waveform factor (pentru semnal dreptunghiular - kf = 1);

kc - umplere factor al miezului de oțel (pentru transformatoare furnizate pe miezuri de turnat Ferros kc = 1);

d - densitatea de curent în înfășurările transformatorului (medie de transformator multitură este egală cu 2,5 A / mm2);

y - umplerea coeficientului ferestrei de bază de cupru (pentru firele rotunde în intervalul .2-.35) ia y = 0,3;

BM - în inducție magnetică (transformator format pe miezuri de inducție Ferros turnate nu depășește 0,2 T).

Alegerea unui nucleu de nuclee K16h8h6 seria standard, având SOSS = 0,12 cm4, SO = 0,501 cm2, SC = 0,24 cm2.

Numărul de spire în înfășurări ale transformatoarelor:

Diametrele firelor înfășurărilor:

selectați un fir pentru-1 la PEV fiecare diametru de înfășurare a firului fără izolație egală cu 0,51 mm (diametru fire cu izolație este de 0,56 mm).

VD2 dioda este utilizat pentru a preveni tensiunea de ieșire la ieșirea emisiei cip șofer sub nivelul solului, în timpul procesului de închidere. Tensiunea maximă inversă pe dioda UOBRmax = 12 V, curentul mediu maxim al diodei este IVDmax = 0,5 A. Alegerea VD2 diode - KD289A cu parametrii: UOBRmax = 25 V; IVDmax = 1 A; fmax = 100 kHz.

C6 condensator și VD3 dioda necesare pentru a restabili semnalele de formă și de control amplitudine de conducătorul auto după TV1 transformator. Condensatorul C6 = C5 = 2 microfarazi.

Tensiunea maximă inversă pe dioda VD3 UOBRmax = 12 V, curentul mediu maxim al diodei este IVDmax = 0,5 A.Vybiraem VD3 diode - KD289A (UOBRmax = 25 V; IVDmax = 1 A; fmax = 100 kHz).

Rezistența în circuitul de poarta este necesară pentru a limita puterea de tranzistor curent de control de memorie. Să presupunem maxim poarta curentul de tranzistor IZmax = 1 A. calculează rezistența de limitare rezistor:

Puterea disipată în rezistor:

Alegerea rezistor R3 - S2-33 - 0.125 - 12 ohmi ± 5%.

Un rezistor R4 este necesară pentru descărcarea parazitare capacitate a tranzistorului VT1 obturatorul. Alegerea unui rezistor R4 - S2-33 - 0.125 - 10 ohmi ± 5%.