献给电动车DIY-控制器设计制作,兼回宝库老房胡屠玩童等网友

ztx

一,有刷控制器,无疑指PWM方式,N沟道大功率场效应管输出.主结构是振荡-PWM-驱动-电力开关.辅助结构是欠压过流过温短路保护.锦上添花是电量指示刹车断电,人机出力分配等.听起来复杂,对专业技术人员易如反掌,篇幅所限,只说关键的大功率场效应管的损坏和相应措施.场效应管的损坏粗分有热损坏(指开关热损和导通热损)和冷损坏(指电压击穿),很多书都有介绍.我要强调的是:1使大功率场效应管很快彻底导通,关断时迅速关断.2并联使用大功率场效应管要得当.
自制难点,主要是大电流取样,动作点儿的调试.
二,无刷控制器,我主张用专用芯片,因为专业,简单,便宜.缺点是,P沟道大功率场效应管价高难买.可全用N沟道大功率场效应管,但难点是驱动不等电位和桥式死区控制等问题的解决.
我会在此贴的回复中一一道来,也希望同行加入讨论切磋,共同提高.

oflyfox

你说的无刷控制器的专用芯片，能不能说具体一点，MC33035？

胡屠

谢谢ztx提出如此好的建议。不知该BBS能支持Protel99的贴图？如能支持，不妨由ztx提出个设计大纲，有兴趣的网友们来设计一把，将设计说明和计算书一道贴出来，相互应证，取长补短，群策群力地搞个本网站精品设计出来（哈哈哈哈，杀猪的跟着沾点光，也好斯文一把）。  
杀猪的很赞成ztx关于MOSFET的说法，MOSFET的开关速度以及动作延时都会是MOSFET自身的功耗加剧（只要指开关功耗）。关于ztx说的难点还应有如何在过流时保证开关频率不变。当然，如能将短路保护也设计进去，应该更好。   

水穷云起

MOSFET开关速度过高会带来很大的辐射干扰，EMI指标不合格。

胡屠

我想问题不会大的，一是控制器采用铝外壳会起很好的屏蔽作用；二是跟外界没有电连接，影响不到别人的设备；三是可以用EMI吸收元件见小EMI的能量。正如开关电源一样，从过去的10~20KHz发展到现在的100~200KHz，航空用的有高达上MHz的。有矛就有盾，还是看设计的水平。

水穷云起

但是EMI可以通过电源线和电机线传导，向空间辐射，而且对控制电路的干扰很大，有可能造成失控。开关电源的滤波是很严格的，若用于电动自行车成本过高（电流太大）。

胡屠

你说的这种顾虑是有的。开关类电子设备的印刷板设计很关键，比如元件布置和走线等，不然还没有来得及干扰别人，自己就先光荣就义了。
就目前的技术水平而言，电动自行车这种小工率的驱动，因该不会有很严重的问题，因为几百千瓦的变频器其工作电流上几百安培都没有你说的问题，其中也没有什么昂贵的EMI吸收元件，最常用的无外乎RCD吸收。
当然，任何东西都不是无限的，总要去平衡和优化一些东西。若要使MOSFET的开关速度快到造成了严重的EMI污染，估计我们在市面上很难买到这样的高速MOSFET。比如对手机信号进行干扰，则EMI的中心频率要接近900MHz，如不专门设计谐振电路，只怕难以实现。
开关电源之所以要提出EMI指标，是因为它与公共电网相连。如果有兴趣，不妨比较一下充电器和控制器的EMI干扰，也许能说明些东西。

陈风

我想问一下:用三极管构架替用2103可靠吗?

ztx

科学技术属于全人类,我看过几个有资料的专用芯片电路结构,针对大功率场效应管的驱动和保护,正是我在实践中遇到的,我想也是全世界大多数实践者遇到过的.所以,只要价格合适,我赞成使用专用芯片.例如无刷的MC33033MC33035MC33039还有其他公司的,都大同小异.关于干扰问题,有刷的不可避免,电刷的火花,那么大的电流,足以影响几十米内的有外接天线的电视机接受低频道.
驱动部分电路无论叫推挽还是叫腾图电路,都是一回事儿,都是使大功率场效应管很快彻底导通,关断时迅速关断.用分离元件替代价格贵又不易购到的专用器件,完全可以,专用器件基本都是从分离元件发展进步而成的.替代无刷的要解决驱动不等电位和桥式死区控制等问题.