Имитация автомобильной нагрузки с помощью банка заряженных конденсаторов?

Я работал над устройством регистрации данных, которое в конечном итоге перейдет в мой личный автомобиль. Я исследовал сети и построил то, что, по идее, должно быть довольно мощным источником питания, способным выдерживать быстрые переходные процессы и пониженное напряжение, а также деструктивную нагрузку. Моя проблема, тем не менее ... Я хочу на самом деле проверить блок питания.

В предыдущих вопросах, которые я задавал, связанных с конструкцией блока питания, мне говорили, что «правильный способ» имитировать сброс нагрузки - это использование надлежащего устройства для предварительного тестирования. Мне любопытно, хотя ... что мешает мне подстроить что-то, что "достаточно близко"?

Моя идея заключается в следующем: получить низковольтный источник постоянного тока, например, старый блок питания для ПК. Получите DC-DC преобразователь, чтобы повысить это 12 В до чего-то в диапазоне 80 В. Соберите банк конденсаторов, чтобы я оказался рядом с теоретическим разрядом нагрузки 12 В, который, насколько я могу судить, находится в диапазоне сотен джоулей. После зарядки просто подключите его к входу аккумулятора устройства - который не будет подключен к реальному источнику питания, чтобы я не мог потенциально испортить этот источник питания - и посмотрите, взрывается ли, а если нет, посмотрите, работает ли он нормально. после этого.

Похоже ли это на самую глупую идею, которую вы когда-либо слышали? Является ли это несколько приличной идеей, которая просто требует много планирования и проверки номера, чтобы работать примерно так, как задумано?

Сброс нагрузки - это то, что происходит с автомобильной электрической системой, когда отключается большая нагрузка (например, фары). Проблема заключается в том, что система зарядки (прежде всего генератор переменного тока) имеет значительную индуктивность, и любая попытка быстро уменьшить потребление тока приводит к «индуктивному удару», который создает большой скачок напряжения на шине 12 В. Этот удар - то же самое явление, которое использовалось для создания искры в системе зажигания, просто другое ее проявление. Дело в том, что любое оборудование, подключенное к шине 12 В, должно выдерживать эти случайные пики напряжения 100-200 В без повреждений.

Поскольку сброс нагрузки - это в первую очередь индуктивное явление, вероятно, было бы проще смоделировать его также. Вам на самом деле не нужно моделировать полную энергию реальной автомобильной нагрузки; вам просто нужно создать одинаковую форму напряжения на клеммах питания вашего устройства.

Поместите большой индуктор (L1, порядка 1H, возможно, первичный элемент большого силового трансформатора) последовательно с вашим устройством (то есть подключите устройство к источнику питания через индуктор). Это представляет индуктивность автомобильной системы зарядки.

Поместите несколько мкФ емкости (C1) поперек (параллельно) вашего устройства; это представляет распределенную емкость автомобильной проводки и помогает ограничить время нарастания события сброса нагрузки. Убедитесь, что этот конденсатор рассчитан на несколько сотен вольт.

Поместите резистор 120 Ом (R1) параллельно с вашим устройством. Это представляет другие статические нагрузки в автомобиле и устанавливает верхний предел пикового напряжения, создаваемого сбросом нагрузки. (Этот резистор будет потреблять 100 мА и рассеивать 1,2 Вт.)

Теперь подключите низковольтный резистор большой мощности (R2) к устройству последовательно с переключателем (SW1). Это представляет нагрузку, которая собирается быть "сброшенной". Значение резистора должно быть таким, чтобы постоянный ток не превышал возможности источника питания, и вы можете отрегулировать значение резистора для изменения тока относительно значения индуктора, чтобы сбросить определенное количество энергии ( 0,5 × I ² × L). Например, если у вас индуктор 1H, а резистор 12Ω (@ 12W), вы будете использовать 1A, а накопленная энергия будет 0,5 Дж.

Замкните выключатель, чтобы «зарядить» индуктор, затем откройте его - вот ваше событие имитации сброса нагрузки. При этих значениях резистора пиковое напряжение будет порядка 100-120 В. Вы можете использовать различные комбинации значений резисторов для имитации различных видов событий. Отношение R1 к R2 приблизительно определяет пиковое напряжение пика (относительно напряжения источника питания). Масштабируйте оба резистора вниз, чтобы имитировать более сильные (более высокие энергии) события. Сделайте конденсатор меньше, чтобы получить более быстрое время нарастания; 1H и 1 мкФ резонируют при 160 Гц, что дает вам довольно неторопливое время нарастания 1,5 мс (цикл 1/4). Например, изменение С1 до 0,01 мкФ даст вам время нарастания около 150 мкс.