本帖最后由 kk的回忆 于 2023-1-10 20:11 编辑
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在电动汽车的电路设计中，继电器的使用必不可少，一般用在电机驱动板和高压电池之间的连接和断开。电机驱动板上有上千uF的电解电容，所以在继电器的闭合瞬间会产生极大的浪涌电流，造成继电器触点的打火和碳化，因此在电动汽车的电源系统需要加上预充电路，减少上电瞬间的浪涌电流，如下图的R就是预充电阻，S1是继电器，S2是控制预充电阻通断的MOS管或三极管，C是负载电容。 在分析预充电阻的选型前，先通过仿真电路，理解上电瞬间的浪涌电流大小。 从仿真电路设计：电源设计为60V，S1相当于继电器，负载电容是五个1000uF的电解电容并联，单个电解电容的ESR=200毫欧，并联之后ESR就是40毫欧。 在S1闭合瞬间，产生的浪涌冲击电流达到1400A左右，这个电流十分巨大，一般的继电器是承受不了的。所以预充电路的设计十分必要；
随后增加预充电路，预充电阻R13选择50欧姆，预充电路控制MOS是M3，预充时间是1.5s，经过预充时间后，负载电解电容的电压充电至59.5V左右。此时闭合继电器S1，产生的冲击电流不到10A，大部分继电器都能承受这个电流。如果预充时间增长，冲击电流会更小。如果需要保持预充时间不变，减小预充电阻电阻R13，也可以减小冲击电流；
现在电路的简单原理也明白了，在实际产品开发中，就需要选择预充电阻的类型，对于预充电阻的选型，具体来说就是要我们确定3个技术参数：电阻阻值R、电阻平均功率 PA 、电阻峰值功率 PP 。这几个技术参数就是我们需要计算的。 在这个电路中，一般的贴片电阻是不满足要求的，通过仿真数据，也能清晰的发现，预充电阻的瞬时峰值功率有70W左右，平均功率接近10W。选用大功率的水泥电阻，可以满足要求，但是体积太大，而且水泥电阻，抗震动能力差，在汽车电子产品上，不符合要求；
随后和供应商咨询，YAGEO推荐一款贴片电阻，防突波电阻
从功率vs时间曲线图来看，其具有承受瞬时高功率的能力，比如1210封装的电阻，具有100W@2ms的能力，这种能力和预充电路的应用场景十分契合。只需要选择10个500欧姆的电阻并联，每个电阻就只需要承受7W的峰值功率，以及1W的平均功率@1.5s预充时间内，这对于1210封装的防突波电阻完成满足要求，不用担心温升和功率的问题。如下图十个电阻并联仿真的借故 通过咨询在车企工作的同行得知，他们确实也是采用这种防突波电阻进行预充电阻的设计。因此该电路是具有一定的使用价值。该电路的分析仅仅是一种定性的讨论，具体还涉及继电器的选型和MOS管的选择，预充时间的考量。需要根据实际电路实际分析。 本文仅仅是对一个简单电路的仿真分析，给实际产品设计中提供一个思路。对照不同电阻的规格书分析，找出关键技术指标，当发现预充电阻损坏后，找到损坏分析的理论依据，有了理论依据，烧损的具体原因便能顺藤摸瓜，一步步分析，找到根因；
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