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标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论 [打印本页]

作者: zhq465 时间: 2004-12-30 10:27
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
作用：主要用于大功载货电动车的电机控制。
特点：功率大，一般在800W以上至几个千瓦；启动电流限制高，通常为了提高电动车载重爬坡能力而将电流限制在100A甚至有些控制器干脆不限流；工作环境恶劣，控制器通常安装在车的底盘下部容易溅染污水及冰雪，在堵转或载重爬坡时控制器短期发热大，热量难以散失。损坏因素复杂，载货电动车经常工作在坑洼的道路，震动严重，对抗震性能要求严格。
要求：作为一个完善的载货控制器，应具备以下几个功能，1、限流控制，为改善瞬态动力能力，电流限制在60-100A（视电机功率而定），并随过流时间的延长而减小电流限制值。2、短路保护，有效的短路保护将防止由于电机线的错接或并线损坏而烧坏控制器。3、防飞车保护，防止控制器的意外损坏而带来的安全问题。4、防水设计，应有效地防止污水，雨水及冬季冻结在控制器上的冰雪融化后的水的侵蚀。5、电瓶欠电压保护，防止低压亏电而损坏电瓶。
基于以上要求而讨论设计该控制器。

作者: zhq465 时间: 2004-12-30 15:31
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
功率器件的选用，IXYS的场效应管就不错，图为62N25，TO-264封装，ID=62A，VD=250V，PD=390W。选用多只并联使用，注意要选用导通电阻接近的并联使用，如有条件可以做个简单的电路测试一下。

作者: zhq465 时间: 2004-12-30 19:25
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
6只并联后的图

作者: 老顽童 时间: 2004-12-30 22:09
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
顶！不错，给我造一个，哈哈。

作者: zhq465 时间: 2004-12-31 10:46
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
大电流PCB的设计：如上图，在上百安电流下，多宽的走线带都不够用，即使镀锡也不好使而且成本很高，这里采用4平方的辅助铜线来导流，在功率管连接处焊接如上图所示，输出用6-10平方的多芯软铜线引出。
限流取样电路的选用：作为限流采样电路首先必须得到足够的采样电压，其次要有很小的功率损耗，在以往小电流控制器中通常用康铜丝取样，电压有几十毫付以上就可以了，但在电流上到百安时就不可取了，其功率将达到几十瓦甚至上百瓦，那将是很可怕的。但由于电流大，其主回路在工作时将产生很强的电磁场，所以正好得以利用，在主回路里适当的地方安装线性霍尔来检测电流，效果不错。

作者: 97cn 时间: 2004-12-31 11:37
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
不能用耐压过高的管子，一般电动三轮60V电压，用100V管子即可，耐压高的导通电阻也大

作者: zhq465 时间: 2004-12-31 17:01
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论

下面引用由97cn在 2004/12/31 11:37am 发表的内容：
不能用耐压过高的管子，一般电动三轮60V电压，用100V管子即可，耐压高的导通电阻也大

97cn 说的极是，耐压高的管子导通电阻也大，62N25的标称导通电阻为35毫欧，但它的散耗功率却有390W，这在低耐压管子里是很不好找的，大的散耗功率有利于管子在极短的时间内吸收掉很大的热量，这对于以后的过流和短路保护很重要。

作者: 水穷云起 时间: 2004-12-31 18:17
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
[这个贴子最后由水穷云起在 2004/12/31 06:20pm 第 2 次编辑]

耗散功率是靠散热片和散热措施保证的，单单一只管子，自然冷却下，3W功率就会烧。热量的流动和散发是遵循热力学定律的。
您用多大的散热片和什么散热措施保证吸收那么大的功率（390W）呢？
窃以为，管子本身的耗散功率无关紧要（100W足够了），内阻、热传导和散热措施才有关。同样的封装，热传导能力（热阻）基本是一样的。

作者: zhq465 时间: 2004-12-31 18:43
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论

下面引用由水穷云起在 2004/12/31 06:17pm 发表的内容：
耗散功率是靠散热片和散热措施保证的，单单一只管子，自然冷却下，3W功率就会烧。热量的流动和散发是遵循热力学定律的。
您用多大的散热片和什么散热措施保证吸收那么大的功率（390W）呢？
窃以为，管子本身的耗 ...

水工说的是，耗散功率是靠散热片和散热措施保证的，小封装的管子其散热面积小，管子本身的铜片体积也小，在瞬间大电流工作时产生的大热量不会马上被散热器所吸收，往往造成散热器还没热管子就烧坏了，我曾经做过实验，用几个220封装的3710作功率输出，当在50A电流时工作温升较慢，而在电流超过100A时，在几秒种内管子表面温度上升到120度，而散热器的温度才到50度，如果改用247封装的3710就好得多。管子和散热器的温差只有10度左右。当然如果不安装绝缘垫，和改用铜散热器效果会更好。

作者: 97cn 时间: 2004-12-31 19:22
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我们的办法是尽可能降低导通电阻，采用多管并联，封装形式是次要的，220封装没有问题，一般220封装的管子便宜许多，开关管无需太大功耗

作者: zhq465 时间: 2005-1-1 08:10
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
不知大家试过没有，多管并联，在大功率输出的情况下，各管的管温是不同的，由于管子特性的差异，导通电阻小的管子其流过的电流要大，而工作时的温升要比其他管子快，特别是在电机堵转时（限流100A），正象我以上所说会在几秒或十几秒内上升到120度，而此时散热器管子附近的温度才有四五十度，其它远点的地方温度更低，导热绝缘垫的热阻是很大的。如可能，去掉导热垫效果特好。小封装不是不能用，其性能价格比高，但出于更高考虑，还是选用大封装的好。

作者: zhq465 时间: 2005-1-2 11:14
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
滤波电容的选用：考虑到控制器空间的限制，基本采用多个电解并联就可解决问题，并联后的容量至少在2000UF以上，当然越大越好，耐压要高出供电一个级别。比如48V电瓶用63V的耐压就OK。另外电解的选用特别重要，要选用高频超低内阻或低内阻的电容，切不可用普通低频滤波电容，否则电容发热太大要烧坏的。在小功率自行车上不明显，在大功率时的热量能把电容的管脚烧红。

作者: w9451 时间: 2005-1-2 17:22
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
那个绝缘的布导热确实有点问题

作者: zhq465 时间: 2005-1-7 18:14
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
关于功率管耐压的问题，一般认为只要管子耐压大于供电电源电压一些就可以了，但实际测量却不然，在大电流下管子实际工作所承受的电压要高于供电许多，如图，在输出电流为50A时，用电炉丝作负载。当负载加大时，波形中的尖峰电压将更高，不知是何原因？那个续流管及功率管内的二极管为何没起作用？

作者: 老房 时间: 2005-1-7 23:42
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
水工说得极是：内阻、热传导和散热措施才有关。我遇到的管子烧坏，基本都是热击穿。因为在管子选材的时候，关于电压、电流已经满足设计要求，那么在使用过程终的损坏都是热量不能及时消除才造成的。

作者: zhq465 时间: 2005-1-8 07:49
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
诚如所说，那么请问：1，IRF3710功率管6个并联使用，内阻和耐压该足够了吧（800W电机48V供电有限流保护），功率管不要绝缘垫直接安装在130mm乘150mm厚度5mm的铝散热器也对付用了吧，北方冬季室外零下5度至10度的环境温度还可以吧，控制器在堵转15秒时就挂了是何道理呢？这时散热器温度才30度不到。而换同样高耐压的管子承受到60秒都没问题（时间不能再长了因为电机已经很热了），

作者: 水穷云起 时间: 2005-1-8 13:52
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
如果是耐压不够而击穿，则开始工作瞬间就挂了。

作者: 农民 时间: 2005-1-8 18:13
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
回复用80NO8

作者: zhq465 时间: 2005-1-9 21:37
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
问题已经搞定了，考虑主要是因为上图中尖峰脉冲电压过高引起的管子过压击穿。具体办法也很简单，调整场效应管栅极的限流电阻，增大管子的上升和下降沿时间，注意，不要为追求平坦的开关沿而将电阻调得过大，这样会增加管子的开关损耗，使管子发热。

作者: 97cn 时间: 2005-1-10 07:25
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
是不是2只2极管速率太低？应该不会啊

作者: zhq465 时间: 2005-1-10 10:08
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
是IR公司的40CPQ100。

作者: 水穷云起 时间: 2005-1-10 13:54
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论

下面引用由zhq465在 2005/01/10 10:08am 发表的内容：
是IR公司的40CPQ100。

好家伙！

作者: 农民 时间: 2005-1-10 14:10
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
关键要看前级推动波形他的好坏直接影响后级波形大三轮用调速器不要考虑太多

作者: 刘武震 时间: 2005-1-10 20:39
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
虽看不明白但看出各位老师的知识渊博。过两天我就用上啦。实践出真知

作者: 农民 时间: 2005-1-14 19:42
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
示波器的尖峰  不在于你后级负载是阻性还是感性关键是前级驱动电路  要追求完美的波形是不可能的  只有尽可能减少峰值减少峰值得办法  有很多

如  在栅极驱动前级窜一个104电容  波形就能有很好改善

作者: 农民 时间: 2005-1-15 17:46
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
经过测试破性很好

作者: mgwmj 时间: 2005-1-17 16:19
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
没错，开关驱动的前后沿过于陡峭，会增大尖峰。同样，续流二极管的开关速度更重要。另外，所看到的尖峰波形未必是真实的，示波器探头的阶跃相应性能不佳也会导致虚假尖峰。

作者: zhq465 时间: 2005-1-17 18:35
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
俺用的是小日本的“菊水”20M数字存储示波器，估计不会有上速现象。再加一句，打倒小日本。

作者: mgwmj 时间: 2005-1-17 18:52
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
楼上想必对大功率控制器较有研究，希望多交流。
据我的经验，75N75用在60V800W的控制器上都比较安全，没有发现电压击穿现象。3710也可以安全使用。

作者: zhq465 时间: 2005-1-17 19:28
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
老兄的控制器工作频率是多少？100HZ？500HZ？还是8K-12K？我以前用75N75做低频的也没发现大的问题，不过客户反馈信息表明，大概在4-6个月后损坏较多，考虑就是电机碳刷磨损，电火花增大所至。老兄看过“三佑”的控制器吗？都用高压管。可能要好些。

作者: mgwmj 时间: 2005-1-17 20:06
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
200HZ，高压管自然放心一些。我的还没到4个月，再观察吧

作者: zhq465 时间: 2005-1-17 21:14
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
关于并联RC吸收回路来消除尖峰电压的问题，我做过实验，效仿开关电源上的吸收电路，看波形效果不太明显，特别在觉低的频率下，根本没什么变化。可能是因为所用电容和电阻本身所寄生的电感引起的。有效的办法还是从驱动下手，改变驱动的触发沿，来调整输出波形。

作者: mgwmj 时间: 2005-1-17 21:37
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
不应该有R的存在，在开关管截止瞬间，续流值最高，会在R上产生尖峰电压。只能用独立的电容吸收尖峰才会有效果

作者: 水穷云起 时间: 2005-1-17 22:18
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
电容上需要并联电阻为电容放电。

作者: mgwmj 时间: 2005-1-18 00:03
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
这倒没必要，空闲时可通过二极管放电，开关管导通期间会将电容中剩余的电荷放尽并反向充电（假设续流期间为正向）

作者: 水穷云起 时间: 2005-1-18 00:41
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
那这个电流峰值就太大了，事实上即便是几十KW的变频器，也是用RC吸收回路的。

作者: 农民 时间: 2005-1-18 08:45
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
本人的调速器用3710 栅极串一只104电容电容并了一只电阻至今损坏率不超过5%

作者: zhq465 时间: 2005-1-18 08:48
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
直接并联电容回引起回路的电流谐振，还要在电容上串联电阻。

作者: 农民 时间: 2005-1-18 09:05
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
关键是选并联电阻阻值的大小

作者: zhq465 时间: 2005-1-18 09:40
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
“农民”兄在线吗？加我QQ 384325311进一步讨论啊。

作者: 农民 时间: 2005-1-18 09:48
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
我没有 QQ 年龄太大了干了一辈子电子

作者: zhq465 时间: 2005-1-18 10:02
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
好吧，您是并联了几个3710使用的？（如果涉及您的秘密，可以不说）是在栅极串联电容然后再在电容两端并电阻吗？那样只能让场效应管的触发沿更陡啊！开关速度太快会使反峰电压更高的！不知是吗？

作者: 农民 时间: 2005-1-18 10:15
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
秘密这木简单的电路谈不上的栅极串联电容然后再在电容两端并电阻吗？是的
您是并联了几个3710使用的？5只

作者: 农民 时间: 2005-1-18 10:19
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
那样只能让场效应管的触发沿更陡啊！开关速度太快会使反峰电压更高的！不知是吗？关键是要看你的前级推动电路频率

作者: 江海 时间: 2005-1-18 10:37
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
推动电路大多是采用互补三极管做的图腾拄（PNP和NPN三极管B极并联作输入，E极并联作输出），至于频率吗，好象高频（8K）的要比低频（100HZ）的反峰电压小点。

作者: 农民 时间: 2005-1-18 10:46
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
图腾柱要注意交越失真高频只能用到小功率调速器

作者: 农民 时间: 2005-1-18 10:55
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
高频最好用到小功率调速器

作者: zhq465 时间: 2005-1-18 10:58
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
此言差矣，我现在已经做到了48V，100A，性能很好。至于交越失真问题，我看不存在，这个是驱动开关量，不会存在模拟放大电路的失真问题。图腾柱是射极输出电路，驱动能力很强，几乎所有的场效应管的驱动都采用。

作者: 农民 时间: 2005-1-18 11:24
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
你就没想到过用平常驱动功率大的IC直接代替图腾柱式输出电路来驱动功率管
要注意当驱动功率不足最容易造成功率管发热注意；调速是0---100

作者: zhq465 时间: 2005-1-18 11:36
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
是啊，比如3842本身就是图腾拄输出啊。驱动工率不是问题，现在管子不热，只是反峰电压高，如果换用不好的电机（碳刷磨损严重）实验，管子很容易冷击穿。

作者: 农民 时间: 2005-1-18 14:28
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
[这个贴子最后由农民在 2005/01/18 04:58pm 第 1 次编辑]

UC3842应是单端反激电源专用芯片我的意思是把他好象放在调速电路里面不太合适吧请注意：功率管工作在pwm100%状态时间是比较长的

作者: 水穷云起 时间: 2005-1-18 15:44
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
功率管工作在线性状态？不会吧？那样瞬间就烧了，还会很长时间？
原则上既然连原设计推动双极晶体管的TL494都可以用来做调速，专门驱动VDMOS的UC3842当然也可以，而且这个芯片还有低电压保护、单周期电流控制等优良特性，问题是电平匹配比较麻烦。

作者: 农民 时间: 2005-1-18 17:18
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
率管工作在线性状态？不会吧？那样瞬间就烧了，还会很长时间？说的对

作者: 农民 时间: 2005-1-18 17:21
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
原则上既然连原设计推动双极晶体管的TL494都可以用来做调速，专门驱动VDMOS的UC3842当然也可以，而且这个芯片还有低电压保护、单周期电流控制等优良特性，问题是电平匹配比较麻烦。

TL494在那一家大功率控制器上有用的好的成熟的

作者: zhq465 时间: 2005-1-18 18:43
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
是谁说的“功率管工作在线性状态”啊，怎么跑题到这里了？

作者: 侠客 时间: 2005-1-31 10:19
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
第一次来顶

作者: 刘武震 时间: 2005-2-2 03:29
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
赵总你的控制器为什么没有散热外壳

作者: 老顽童 时间: 2005-2-2 17:11
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论

下面引用由zhq465在 2005/01/18 11:36am 发表的内容：
是啊，比如3842本身就是图腾拄输出啊。驱动工率不是问题，现在管子不热，只是反峰电压高，如果换用不好的电机（碳刷磨损严重）实验，管子很容易冷击穿。

我单位有一种设备检测到你说的这问题自动报警，是否可以用来在控制器上提前防范呢？

作者: hongyc 时间: 2005-2-2 18:16
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
請問有刷電機控制器通常用哪種芯片控制？

作者: 水穷云起 时间: 2005-2-2 18:22
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
国内一般不用专用芯片控制（因为成本高），大都用开关电源用PWM控制芯片或者干脆用通用运放、比较器。

作者: 农民 时间: 2005-2-6 17:16
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
我认为大功率的只能低频高频故障率太高

作者: zhq465 时间: 2005-2-13 10:47
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论

下面引用由刘武震在 2005/02/02 03:29am 发表的内容：
赵总你的控制器为什么没有散热外壳

您在使用时发现温度过高，散热有问题吗？

作者: zhq465 时间: 2005-2-13 10:51
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论

下面引用由老顽童在 2005/02/02 05:11pm 发表的内容：
我单位有一种设备检测到你说的这问题自动报警，是否可以用来在控制器上提前防范呢？

如果设计得当，反峰电压将得到控制，那样就没问题了，况且报警和保护也不是办法，那样控制器将无法正常使用的。

作者: zhq465 时间: 2005-2-13 10:57
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论

下面引用由农民在 2005/02/06 05:16pm 发表的内容：
我认为大功率的只能低频高频故障率太高

低频和高频只是形式上的差异，如果设计得当都没问题。但想对而言高频的难度要大些。从功能上讲，高频的唯一优点就是“安静”。

作者: 求学者 时间: 2005-3-16 23:51
标题: 关于大功率有刷电动车控制器的讨论
你好,我想请教一下,650W的无刷控制器带上负载就没动力了,这是什么原因呀!
如有时间指点的话,请发邮件给我,hdj_130@263.net。再这先谢谢你了！

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