Z powodu odchodzenia od kopalnych źródeł energii w kierunku źródeł odnawialnych, wciąż rośnie zapotrzebowanie na urządzenia ładujące dla pojazdów elektrycznych. W poniższym artykule zmierzymy się z tym tematem, a w szczególności z problemem pomiarów prądu w ładowarkach.

Zacznijmy od struktury wewnątrz obudowy, która jest połączona między źródłem zasilania, a urządzeniem odbiorczym, albo inaczej – w skrzynce z bezpiecznikami przy wyłączniku różnicowym. Ten system zawiera standardowy wyłącznik różnicowo prądowy, który wyłącza się przy prądzie 30 mA, co pozwala zapewnić ochronę osobistą użytkownikowi. Za wyłącznikiem różnicowym znajduje się wyłącznik obwodu, który zapobiega nadmiernemu przepływowi prądu, a co za tym idzie uszkodzeniom termicznym. Za wyłącznikiem skrzynka jest podłączona do złącz terminala kablowego, to znaczy do urządzenia ładowanego z wallbox’a.

Więcej informacji na temat projektu płytki rozwojowej skrzynki ściennej znajdziesz na stronie firmy Codico, w tekście z magazynu Impulse nr 02/2001.

Aby w taki układzie zaimplementować pomiar prądu należy przyjąć następujące założenia:

• Wallbox (czyli układ w skrzynce ściennej) będzie zainstalowany na zewnątrz budynku, w miejscu gdzie temperatura otoczenia nie doprowadzi płytki do temperatury wyższej niż 65°C,
• Maksymalny prąd: 32 A,
• Napięcie wejściowe: 230 VAC,
• Konwerter analogowo-cyfrowy 24—bitowy,
• Maksymalne napięcie wejściowe ADC ±450 mV,
• Sygnał pomiarowy przy prądzie 32 A: 18 mV.

Naszym celem będzie znalezienie odpowiedniego rezystora pomiarowego o adekwatnej mocy oraz maksymalnej dopuszczalnej mocy impulsowej.

Biorąc pod uwagę spadek napięcia oraz prąd, rezystor pomiarowy powinien mieć wartość ok. 500-600 µΩ. Przy 300 µΩ sygnał pomiarowy spadnie do 9,6 mV. Oznacza to, że w roli takiego rezystora sprawdzą się produkty BVB firmy ISABELLENHÜTTE. Rezystory BVB wykonano w technologii ISA-WELD. Oferują moc znamionową 12 W, a także dodatkowe połączenie dla pomiarów metodą czteropunktową. Dostępne są elementy z zakresu od 0,2 do 5 mΩ. Warto zwrócić uwagę, jaki jest maksymalna moc impulsowa, którą wytrzymają elementy. Przy napięciu 0,45 V i rezystancji 300 μΩ, prąd impulsowy wyniesie 1 500 A, a moc: 650 W. Rysunek 1 pokazuje obciążalność impulsową rezystorów z serii BVB. Łatwo zauważyć, że elementy bez problemu mogą wytrzymać moc 6-700 W przez 10 ms. Dla rezystora 300 μΩ limit wynosi 500 W.

Podsumowanie

W artykule opisaliśmy w jaki sposób precyzyjny pomiar prądu za pomocą rezystorów pomiarowych sprawdza się w ładowarkach ściennych, a także jak wyekstrahować najważniejsze parametry z wykresów z dokumentacji. Jeśli potrzebujesz więcej informacji, możesz skontaktować się z przedstawicielem firmy Codico:

Robert Staniszewski

Sales Engineer Passive Components – Polska

CODICO Polska

Robert.Staniszewski@codico.com

Tel. +48 12 4171083 wew. 23

Kom. +48 696 434 502