Низак напон, велика струја: електрична страна 9В кертриџ грејача

Када гледате 9В грејач кертриџа са једном{1} главом, термалне спецификације за температуру и снагу су само део слике. Електрична својства, која су ограничена основном потребом ниског напона, једнако су важна и одређују дизајн целог носећег система. Омов закон (П=В²/Р) није само теорија; закон је тај који контролише како део функционише.

Главни изазов дизајна: веома низак отпор

Главни технички проблем је приказан једначином П=В²/Р. Унутрашњи отпор (Р) мора бити веома низак да би снага била корисна на само 9 волти. на пример:

Грејачу од 50 В на 9 В потребан је отпор Р=В²/П=81/50=1.62 ома​ и троши И=П/В=5.6 ампера.

Грејачу од 150В на 9В треба само 0,54 ома отпора и користи много енергије, 16,7 ампера.

Због овог веома ниског отпора, потребна је дебела-жица отпора мерача (или специфичне легуре ниске{1}}отпорности) и прецизан намотај да би се уклопили у мали омотач без стварања кратких спојева или врућих тачака. То чини грејач веома другачијим од високонапонског-грејача исте величине и снаге.

Системски ефекти: Омогућавање да ствари раде уз велику струју

Низак напон изазива велику струју која утиче на сваку област електричног система:

Напајање и ожичење: Напајање мора бити у стању да обезбеди потребну континуирану струју без великог пада напона. Приликом димензионисања ожичења и конектора мора се узети у обзир не само напон, већ и капацитет. Коришћење сувише малих жица (на пример, 22 АВГ за оптерећење од 10 А) ће довести до опасног пада напона и прегревања каблова, што ће украсти струју из грејача и учинити га опасним од пожара. Морате користити кратке, дебеле каблове (16 АВГ или већи).

Промена и контрола делова: критеријум за избор промене. Приликом одабира релеја, контактора или полупроводничког-релеја (ССР), треба да гледате на његову континуалну струју, а не на њен напон или укупну снагу система. Грејач који ради на 9В и 200В (22,2А) користи више енергије од оног који ради на 230В и 3000В (13А). Делови са ниском{10}}једносмерном струјом или наизменичном струјом{11}} нису довољно добри.

Осетљивост на пад напона: Систем је прилично осетљив на додатни отпор. Ако ожичење и везе изгубе чак 0,5 В, напон на терминалима грејача опада за више од 5,5%. То значи да је снага грејања око 11% мања јер је излазна снага повезана са квадратом напона (П ∝ В²). Веома је важно ограничити број тачака повезивања и користити-квалитетне завршнице.

Методологија управљања: Фаза пребацивања снаге мора бити обављена веома пажљиво, иако ПИД алгоритми остају исти. Ширинска импулсна модулација (ПВМ) преко МОСФЕТ-а је уобичајен и најефикаснији начин да се то уради за ДЦ системе. Да би се смањили губици при пребацивању и стварање топлоте, МОСФЕТ мора да има веома низак отпор на{2}}(Р_ДС(он)). Управљачко коло такође мора узети у обзир могућност ударне струје узроковане позитивним температурним коефицијентом отпорне жице. Ово може довести до тога да хладна -струја покретања буде много пута већа од струје{7}}у стабилном стању.

Закључак: Електрични систем је на првом месту

Да бисте успешно инсталирали кертриџ грејач од 9 В, морате да разумете да правите високо{1}}електрични систем једносмерне струје са грејачем као оптерећењем. Електрични дизајн, који укључује мерач жице, називну везу, капацитет расклопног уређаја и контролну електронику, мора да се уради са истим нивоом пажње као и термичка интеграција. Ако не обратите пажњу на велике-тренутне потребе, систем такође неће функционисати, делови ће покварити и безбедност ће бити угрожена. Инжењери могу да се постарају да грејач добије стабилну, снажну снагу која му је потребна за добар и ефикасан рад пратећи основна правила електричне енергије од самог почетка.