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AEC-Q200车用额定功率电阻

绕线电阻额定功率平日为持续功率,不够以支持电动汽车利用。范例利用是大年夜电容预充电和放电,平日称为“软启动”。这种环境下,电阻的脉冲处置惩罚能力也异常紧张。结合理论根基与热机能有限元模拟,可以确定较长脉冲持续光阴内的这种能力。所得详细结果便于快速评估赓续变更的客户需求,供给相宜的电阻。

1、绕线电阻允许脉冲负载

绕线功率电阻一样平常根据持续功率确定额定功率。然而,因为(电阻因素)用量多且热容量高,电阻因素和绕线仅在中等温升历程中即可接受大年夜量能量。是以,绕线功率电阻是脉冲负载利用的抱负选择。

2、额定脉冲负载能力很紧张

因为频率和电压转换器的广泛应用,额定脉冲负载能力变得越来越紧张。脉冲负载能力平日只按一次脉冲的必然功率或能量和持续光阴象征性來规定。列出几个脉冲振幅和持续光阴规定脉冲负载能力的环境极为少见。假如电阻所受脉冲冲击持续光阴不在数据表显示的范围内,且越过绝热界限前提的范围,则很难谋略最大年夜容许脉冲负载。而理论根基结合有限元模拟,可以谋略出电阻在险些无限脉冲持续距离下的功耗,即从异常短的脉冲到持续脉冲的热机能。

3、电动汽车必要脉冲负载能力

电动汽车必要高脉冲负载高,限定电容器充放电电流是绕线电阻在电动汽车领域中的范例利用。为了维持临盆工艺尽可能简单,首选措施是将所有电子器件焊接到PCB上,而不应用“外部”电阻。这种环境下,可将多幼年的绕线功率电阻直接焊到PCB上,取代单个大年夜的绕线功率电阻。

4、脉冲负载孕育发生热量

根据电阻散热便能够评估电脉冲负载的影响。一种有效措施是假定牛顿冷却定律成立,即温变率与热电阻及其冷却封装材料的温差成正比,后者温度是恒定的。在水泥型绕线电阻的环境下(如AC-AT系列),封装材料是绕线四周的水泥。不过,以下论证也可用于漆包或绕线电阻。

5、绝热界限前提下的脉冲负载

假定牛顿冷却定律成立,是以绕线或电阻因素瞬时温变与最大年夜温度成正比,可得出描述绕线和电阻温度随光阴变更的指数函数。

图1:R=47Ω瓷芯AC05-AT(蓝曲线)和电阻线(红曲线)脉冲负载限定。两条曲线平日组合在一路:组合1(黑曲线)低估容许的过载(蓝点);组合2(绿线)高估所示扭折处脉冲负载极限(约0.05秒)

图1中,蓝线和红线分手显示瓷芯AC05-AT 47Ω电阻及其绕线各自的脉冲负载极限。全部电阻最大年夜脉冲负载能力平日是两条曲线的简单组合。一种措施是牛顿冷却型指数函数,图1中组合1,它远低于5秒标称功率规定的过载额定值10倍,是以低估了这一脉冲持续光阴的脉冲负载能力。另一种措施,图1中组合2,高估了所示扭折处(约0.05秒处)脉冲负载能力,由于谋略绕线温度极限时未斟酌瓷芯的热量。

6、脉冲负载FE模拟

使用有限元(FE)模拟,经由过程阐发电阻器内的热流和温度散播,很轻易看出全部AC05-AT电阻在脉动电负载下迟钝变热。电阻线在脉冲历程中升温,然后冷却。电阻其他部分被热脉冲加热的速率也延慢了。脉冲负载持续光阴在有限元模拟中并不紧张,只要界限前提适合。是以,从绕线(ms范围)到电阻近乎继续负载(100s范围)绝热的角度看,险些可以模拟电阻和绕线任何脉冲持续光阴内的温度。从而可根据绕线规定的最大年夜容许温度来确定容许的最大年夜电脉冲负载。

7、延伸归纳

经由过程延伸绕线热扩散特性光阴,可以归纳多个脉冲持续光阴的有限元模拟结果,从而确定修正系数,结合指数函数,根据牛顿冷却定律给出温度。

8、非绝热界限前提下的脉冲负载

上述修正系数可从绕线角度谋略非绝热界限前提下的脉冲负载极限(图2)。不过,未涵盖长脉冲持续时代全部电阻的脉冲负载极限。然则,假如把全部电阻热扩散特性光阴延伸较长脉冲持续光阴,则非绝热极限曲线可以涵盖继续负载极限曲线(图2)。

图2:从绕线角度看非绝热界限前提下最大年夜容许脉冲负载(蓝曲线),根据响应热扩散特性光阴进行校对(红曲线)。常见极限曲线很大年夜程度上低估脉冲持续光阴的脉冲负载能力,图中所示从0.1 秒到10秒不等,供参考(黑虚线)。

9、用于其他阻值和电阻

经由过程适当延伸,可以归纳特定电阻(本文为AC05-AT,47Ω)热状态的有限元模拟结果。这样,所得结果不仅可以用于所有阻值(绕线设置设置设备摆设摆设)的AC05-AT,而且可以利用于所有其他AC-AT类型的电阻,由于它们的布局相似。

这种措施以致可以用于所有其他相似类型的电阻,如G200系列,无需额外的FE模拟,是以效率极高。对付客户的好处是能够及时准确地办理脉冲负载能力的问题。

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