Mô phỏng một bãi chứa ô tô với một tụ điện tích điện?

Tôi đã làm việc trên một thiết bị ghi dữ liệu cuối cùng sẽ đi vào phương tiện cá nhân của tôi. Tôi đã quét các interwebs và xây dựng những gì, theo lý thuyết, nên là một nguồn cung cấp năng lượng khá mạnh mẽ có khả năng xử lý các quá độ nhanh và điện áp thấp và bãi chứa phụ tải. Vấn đề của tôi là, mặc dù ... tôi thực sự muốn kiểm tra nguồn điện.

Trong các câu hỏi trước đây mà tôi đã hỏi liên quan đến thiết kế phần cung cấp điện, tôi đã được thông báo rằng "cách đúng" để mô phỏng một bãi chứa tải là với một thiết bị kiểm tra chuyên nghiệp, phù hợp. Tôi tò mò, mặc dù ... điều gì ngăn tôi dựng lên thứ gì đó "đủ gần"?

Ý tưởng của tôi chỉ đơn giản là thế này: lấy nguồn điện một chiều điện áp thấp, chẳng hạn như nguồn điện PC cũ. Nhận bộ chuyển đổi DC-DC để bước lên mức 12 V đến mức nào đó trong phạm vi 80V. Lắp ráp một ngân hàng tụ điện để đưa tôi vào khu vực của một bãi chứa tải lý thuyết 12V .. mà từ những gì tôi có thể nói là trong phạm vi hàng trăm joules. Sau khi sạc, chỉ cần kết nối nó với đầu vào pin của thiết bị - sẽ không được kết nối với nguồn điện thực tế vì tôi muốn có khả năng vặn nguồn điện đó lên - và xem nếu phát nổ, và nếu không, hãy xem nó có hoạt động bình thường không sau đó

Điều này nghe có vẻ là ý tưởng ngu ngốc nhất bạn từng nghe? Có phải đó là một ý tưởng khá hay mà đơn giản chỉ cần rất nhiều kế hoạch và kiểm tra số để làm việc gần như dự định?

Một bãi chứa tải là những gì xảy ra với một hệ thống điện ô tô khi một tải lớn (như đèn pha) tắt. Vấn đề là hệ thống sạc (chủ yếu là máy phát điện xoay chiều) có độ tự cảm đáng kể và bất kỳ nỗ lực nào để giảm nhanh kết quả rút ra hiện tại trong một "cú đá cảm ứng" tạo ra sự tăng vọt điện áp lớn trên xe buýt 12V. Cú đá này là hiện tượng tương tự được sử dụng để tạo ra tia lửa trong hệ thống đánh lửa, chỉ là một biểu hiện khác của nó. Vấn đề là, bất kỳ thiết bị nào được gắn vào xe buýt 12V đều cần có khả năng chịu được các xung điện áp 100-200V không thường xuyên này mà không bị hư hại.

Do tải trọng chủ yếu là một hiện tượng quy nạp, nên có lẽ cũng dễ dàng hơn để mô phỏng theo cách đó. Bạn không thực sự cần phải mô phỏng toàn bộ năng lượng của bãi chứa ô tô thực tế; bạn chỉ cần tạo cùng dạng sóng điện áp trên các đầu cực cung cấp của thiết bị.

Đặt một cuộn cảm lớn (L1, theo thứ tự 1H, có lẽ là sơ cấp của biến áp nguồn lớn) nối tiếp với thiết bị của bạn (nghĩa là kết nối thiết bị với nguồn điện thông qua cuộn cảm). Điều này thể hiện độ tự cảm của hệ thống sạc ô tô.

Đặt một vài gócF của điện dung (C1) trên (song song với) thiết bị của bạn; điều này thể hiện điện dung phân tán của hệ thống dây điện ô tô và giúp hạn chế thời gian xảy ra sự kiện đổ tải. Hãy chắc chắn rằng tụ điện này được đánh giá cho một vài trăm volt.

Đặt điện trở 120Ω (R1) song song với thiết bị của bạn. Điều này thể hiện các tải trọng tĩnh khác trong ô tô và sẽ đặt giới hạn trên cho điện áp cực đại mà kết xuất tải tạo ra. (Điện trở này sẽ vẽ 100 mA và tiêu tan 1,2W.)

Bây giờ, kết nối một điện trở công suất cao, giá trị thấp (R2) trên thiết bị của bạn, nối tiếp với một công tắc (SW1). Điều này thể hiện tải sẽ bị "đổ". Giá trị của điện trở phải sao cho dòng điện một chiều không vượt quá khả năng của nguồn điện và bạn có thể điều chỉnh giá trị của điện trở để thay đổi dòng điện theo giá trị của cuộn cảm để đổ một lượng năng lượng cụ thể ( 0,5 × I ² × L). Ví dụ: nếu cuộn cảm của bạn là 1H và điện trở của bạn là 12Ω (@ 12W), bạn sẽ vẽ 1A và năng lượng được lưu trữ sẽ là 0,5 Joules.

Đóng công tắc để "sạc pin" cho cuộn cảm, sau đó mở nó - có sự kiện kết xuất tải mô phỏng của bạn. Với các giá trị điện trở này, điện áp cực đại sẽ ở mức 100-120V. Bạn có thể sử dụng kết hợp các giá trị điện trở khác nhau để mô phỏng các loại sự kiện khác nhau. Tỷ lệ giữa R1 và R2 xấp xỉ xác định điện áp cực đại của sự tăng vọt (so với điện áp nguồn). Quy mô cả hai điện trở xuống để mô phỏng các sự kiện dòng điện cao hơn (năng lượng cao hơn). Làm cho tụ điện nhỏ hơn để có được risetimes nhanh hơn; 1H và 1 TIẾNG cộng hưởng ở 160Hz, mang lại cho bạn thời gian chờ 1,5ms khá nhàn nhã (chu kỳ 1/4). Ví dụ: thay đổi C1 thành 0,01FFF sẽ mang lại cho bạn khoảng thời gian tồn tại khoảng 150.