ولتاژ پایین، جریان بالا: سمت الکتریکی بخاری های کارتریج 9 ولت
هنگام ارزیابی یک بخاری کارتریجی تک سر{{1} ولتی، مشخصات حرارتی دما و وات تنها نیمی از داستان است. مشخصه های الکتریکی، که توسط محدودیت اساسی ولتاژ پایین دیکته می شوند، به همان اندازه مهم هستند و کل طراحی سیستم پشتیبانی را مشخص می کنند. قانون اهم (P=V²/R) در اینجا فقط یک نظریه نیست. این اصل حاکم است که جزء را شکل می دهد.
چالش اصلی طراحی: مقاومت بسیار کم
رابطه P=V²/R چالش مهندسی اولیه را نشان میدهد. برای دستیابی به وات مفید تنها در 9 ولت، مقاومت داخلی (R) باید بسیار کم باشد. به عنوان مثال:
A 50Wبخاری در 9 ولت نیاز به مقاومت داردR=V²/P=81/50=1.62 اهمو قرعه کشی می کندمن=P/V ≈ 5.6 آمپر.
A 150Wبخاری در 9 ولت فقط به مقاومت نیاز دارد0.54 اهمو قابل توجهی را ترسیم می کند16.7 آمپر.
این مقاومت بسیار کم نیاز به استفاده ازسیم مقاومت سنج ضخیم- (یا آلیاژهای تخصصی با{0}مقاومت کم) و سیم پیچ دقیق برای قرار گرفتن در یک غلاف مینیاتوری بدون ایجاد اتصال کوتاه یا نقاط داغ. این بخاری را از یک همتای ولتاژ بالا با اندازه فیزیکی و وات یکسان اساساً متفاوت می کند.
مفاهیم سیستم: طراحی برای جریان بالا
جریان زیاد ناشی از ولتاژ پایین اثرات آبشاری بر روی هر قسمت از سیستم الکتریکی دارد:
منبع تغذیه و سیم کشی:منبع تغذیه باید توانایی ارائه نیاز مورد نیاز را داشته باشدجریان پیوستهبدون افت ولتاژ قابل توجه سیم کشی و کانکتورها باید برای این اندازه باشندampacity، نه فقط ولتاژ. استفاده از سیم های کم اندازه (مثلاً 22 AWG برای بار 10 آمپر) باعث افت ولتاژ خطرناک و گرمای بیش از حد در خود کابل ها می شود و برق بخاری را از بین می برد و خطر آتش سوزی ایجاد می کند.کابل های کوتاه و ضخیم (16 AWG یا بزرگتر)اجباری هستند.
اجزای سوئیچینگ و کنترل:معیارهای انتخاب تغییر می کند. رله، کنتاکتور یا رله حالت جامد (SSR) باید بر اساس آن انتخاب شودرتبه بندی جریان پیوسته، نه رتبه بندی ولتاژ آن یا کل وات سیستم. یک بخاری 9 ولت، 200 وات (22.2 آمپر) جریان بیشتری نسبت به بخاری 230 ولت، 3000 وات (13 آمپر) می گیرد. مولفههای استاندارد SSR جریان پایین-دی سی یا AC-ناکافی هستند.
حساسیت افت ولتاژ:این سیستم به مقاومت انگلی بسیار حساس است. از دست دادن حتی0.5V in the wiring and connections represents a >کاهش 5.5 درصدی ولتاژ در پایانه های بخاری. زیرا توان خروجی متناسب بامربعاز ولتاژ (P ∝ V²)، این به یک ترجمه می شود11% از دست دادن قدرت گرمایشی. به حداقل رساندن نقاط اتصال و استفاده از پایانه های با کیفیت بالا بسیار مهم است.
روش کنترل:در حالی که الگوریتم های PID یکسان باقی می مانند،مرحله سوئیچینگ برقباید با دقت اجرا شود. برای سیستم های DC،مدولاسیون عرض پالس (PWM) از طریق ماسفتروش استاندارد و کارآمد است. ماسفت باید دارای مقاومت بسیار پایینی (R_DS(روشن)) باشد تا تلفات سوئیچینگ و تولید گرما را به حداقل برساند. مدار کنترل نیز باید پتانسیل را در نظر بگیردجریان هجومی به دلیل ضریب دمایی مثبت سیم مقاومت، که میتواند باعث افزایش جریان سرد-راهاندازی چند برابر بیشتر از جریان حالت ثابت- شود.
نتیجه گیری: ابتدا یک سیستم الکتریکی
اجرای موفقیت آمیز بخاری کارتریج 9 ولت مستلزم این است که بدانید در حال طراحیسیستم الکتریکی DC جریان بالا-که اتفاقاً یک بخاری به عنوان بار آن است. طراحی الکتریکی-شامل گیج سیم، رتبه کانکتور، ظرفیت تابلو و کنترل الکترونیکی-باید با دقتی مشابه ادغام حرارتی انجام شود. نادیده گرفتن تقاضاهای فعلی{4}بالا منجر به عملکرد ضعیف سیستمیک، خرابی قطعات و خطرات ایمنی خواهد شد. با رعایت اصول الکتریکی از همان ابتدا، مهندسان می توانند اطمینان حاصل کنند که بخاری نیروی پایدار و قوی مورد نیاز برای ارائه عملکرد حرارتی قابل اعتماد و کارآمد را دریافت می کند.
