Ricerca resistore di potenza per scarica di un banco condensatori a 650VDC

[MusicIsLife]

Ciao a tutti.

Sto progettando la rete di scarica di un banco condensatori di un inverter. Questo inverter viene alimentato dalla tensione 400VAC che, raddrizzandola, permette di ottenere circa 650VDC sul DCbus ove è presente un banco di condensatori con capacità totale di 660uF.

La necessità è quella di inserire un circuito, gestito da microcontrollore, che permetta la scarica di questo banco di condensatori nell'arco di 3-4s.

Ho pensato di realizzare un semplice circuito con BJT pilotato da microcontrollore; il BTJ agisce su un optoisolatore che a sua volta pilota un mosfet da 800V, il quale si attiva collegando una resistenza da 2.2kOhm ai capi del banco di condensatori. In questo modo avrò una scarica di tipo esponenziale e nell'arco di 3.8s circa la tensione residua sul DCbus sarà sotto i 60V.

Ho fatto alcune simulazioni, che riporto in allegato. La potenza di picco sulla resistenza (o banco di resistenze, nel caso adottassi una rete di resistenze serie-parallelo per questioni dissipative) raggiunge circa i 200W, ma questa potenza decresce appunto esponenzialmente (curva in rosa nella simulazione).

 

Sto cercando la resistenza adeguata che funzioni correttamente con una temperatura interna massima di 50°C. L'obiettivo è trovare un compromesso tra dimensioni della resistenza e prezzo. Inizialmente ho pensato di adottare delle resistenze PTH da montare su scheda, magari collegandone più di una in serie-parallelo; il fatto è che credo che la potenza in gioco sia un po' elevata e dunque l'ingombro sul circuito stampato inizia ad essere sostanzioso.

Altrimenti ho trovato delle resistenza di potenza da pannello che dovrei fissare su un dissipatore (la scheda dell'inverter ospita un modulo IGBT che viene comunque raffreddato ponendolo a contatto con un dissipatore).

Ragionando mi viene da dire che una resistenza da 200W continuativi potrebbe essere sovradimensionata considerando che il picco è di circa 190W e che già dopo 0.5s la potenza da dissipare è meno della metà di quella di picco. Inoltre questa resistenza non viene attivata in modo continuativo, ma solo in caso di blackout (ovvero è un evento sporadico, successivamente al quale la macchina viene riavviata e, di conseguenza, la resistenza non viene più inserita fino al successivo blackout).

 

Avreste dei suggerimenti su come poter scegliere la resistenza adeguata? Sui datasheet delle resistenze non trovo dei grafici che rapportano la potenza dissipabile dalla resistenza in relazione al tempo in cui questa potenza è effettivamente applicata. Ovviamente se scegliessi una resistenza con capacità dissipativa di 200W sarei più che tranquillo, ma ho fatto una ricerca in rete ed ho trovato resistenze di dimensioni davvero considerevoli. Un esempio è il seguente: HS200. La serie HS200 permette di dissipare 200W continuativi ed ha dimensioni 145.7x72x5mm, davvero troppo elevate per la mia applicazione.

Conoscete una application note che permetta di calcolare, con il giusto margine, la potenza di una resistenza nel caso in cui la corrente applicata non sia costante?

 

 

Grazie,

Gabriele.

Modificato: ieri dalle 08:05 da MusicIsLife

[Livio Orsini]

Io ti suggerisco di acquistare un gruppo di frenatura di un inverter per comado motori, completo di resistore di potenza.

Questi dispositivi sono progettati proprio per questo scopo, la scarica avviene in modo "chopperato". Se il gruppo è controllato dall'inverter la carica si attiva quando il DC bus super una soglia di tensione e si arresta al di sotto di un'altra soglia.

Nel tuo caso, dato che lo controlli tramite un micro dedicato, la soglia di tensione minima la stabilisci tu ad un livello prossimo allo zero volt.

[MusicIsLife]

Ciao Livio.

Grazie per la risposta.

Avevo già pensato al gruppo di frenatura dell'inverter, ma devo integrare tutta l'elettronica in una sola scheda, che va all'interno di una macchina cassonata.

Per questo motivo avrei scartato la soluzione da te proposta e mi ero dirottato sulla resistenza per scaricare il DCBUS.

In caso voglia seguire la strada della resistenza di scarica avresti qualche suggerimento in merito?

[Livio Orsini]

Son più di 20 anni che non faccio acquisti del genere.

Hai tempi compravamo le resistenze corazzate da El.Mec di Gornate Olona.

 

Anche se vuoi fare tutto in casa, ti consiglio la soluzione di scarica "chopperata" come si usa sugli inverter per comando motori e, per evitare incendi, usa resistori con clixon di massima temperatura incorporato.

[MusicIsLife]

Ciao Livio.

Potrei utilizzare delle resistenze di braking tipo le seguenti: BRAKING

Che cosa ne pensi?

Dovrebbero essere progettate per l'applicazione di cui parlo, no?