5iMX.com 我爱模型 玩家论坛 ——专业遥控模型和无人机玩家论坛（玩模型就上我爱模型，创始于2003年）

标题: 电调发热和MOS管的一些分析。 [打印本页]
作者: 王清华王清华    时间: 2008-3-6 16:34
标题: 电调发热和MOS管的一些分析。
我来分析一下，有什么不对大家帮我改正。

1 MOS管电流参数分两个：持续电流、脉冲电流。
2 持续电流还分：25度电流、75度电流。
3 MOS管有6组，第次只导通两组，那就是一个周期只有1/3的时间导通。
4 MOS管还有耗散，如果耗散达不到手册上的要求，那么手册上的参数就要打折。
5 电调的散热是远远没有达到手册上的要求的。
6 电调的XXA是指的电源端输入的电流。
7 P型管的内阻普遍比N型管内阻大。

假设电调为80A的。那他的MOS管就应该是80/3（A）的。（当然还要考虑余量）
如果管子内阻为3m欧，那么他的耗散就=80*80*0.003=19.2W
因为每次都有两个管子导通，那么总的耗散就是19.2*2=38.4W了。
这也是电调热的根源所在了。
如果要电调受得了持续的大电流，那就要并联MOS管，假设一组MOS管由原来的1个变成3个，
那么内阻就从3m欧变成1m欧了。那么总的耗散就只是38.4/3(W)了。

一般看到的电调，都并联了好多MOS管。比如一个有24颗管子的电调那一组就有24/6=4个管子并联。
我看到的一个NOVAK的GTB车用电调，说明书上面写的可以到500多安，但他也就最多是一个120A级别的电调了。并管子主要是为了降低内阻。

电调的驱动桥分为全N型管搭配和N型P型配对两种。
各自己的优缺点如下：
       N型P型配对用的主要用在30A以下级别的电调里面。因为Ｐ型管内阻很大。且同一个电调Ｐ型管并得比Ｎ型管多，为了使内阻均匀。
　　优点是，Ｐ型管在驱动桥的上桥臂，容易驱动。这样电路简单，成本低。缺点就是不宜设计成大功率电调。
　　全Ｎ型配对的电调，处于成本主要用在２５Ａ以上的电调上面。缺点是上桥需要专门的驱动芯，设计复杂，成本高。优点是宜做成大电流级别的电调。
作者: 天地BB    时间: 2008-3-6 17:31
顶!学习了
作者: gale    时间: 2008-3-6 17:37
大部分情况下，电调的发热是那一组7805造成的，自己观察便知。如果没有异常，MOS管的管耗很小。
作者: johnfen    时间: 2008-3-6 17:51
一对MOS管，一个P一个N，导通时是串联的，电流一致，所以内阻大的那个热损耗就大
自己做电调要调最大电流和导通内阻相近的MOS对管，比如（SI4404，SI4405）
还有一个热损耗是开关损耗，一般电调PWM频率为8KHZ时不是明显
有些场合为了提高响应度，PWM频率设置为16或32KHZ，开关损耗也很大

[ 本帖最后由 johnfen 于 2008-3-6 17:53 编辑 ]
作者: 跳跳虎    时间: 2008-3-6 18:05
王兄理解比较全面，我也来掺和一下：

1. 假设电调为80A的，那意味着最大容许电流为80A，实际使用的合适电流为30～40A，所以发热量只有你计算的20％左右，即7W左右。
    计算MOS的热耗时，还要考虑开关损耗。每开关一次，产生一次开关损耗，这个值可以通过数据手册来大致得到。
2. 并联MOS是为了降低内阻，从而降低电调的发热量，从而可以省略大型的散热器。电调上的小散热器主要是为了使各个MOS的温度均匀些，当然也能散热。
3. N型P型配对用的另一个缺点是单片机的驱动能力不够，开关频率无法高上去。（使用三极管放大驱动的方案有同样的驱动能力不够或驱动效率比较低的问题)
  开关频率太低对低电感量的电机来说驱动性能会大打折扣，会有稳定性或噪音的问题。（当然模型并不关心噪音问题）
作者: 王清华王清华    时间: 2008-3-7 13:15
楼上讲的也对
开关损耗也非常的大。电调负荷最大时刻并不是全油门时刻，而是将油门开到80%左右时负载最大。因为此时输出功率已经差不多到满负荷了，而且还要加上一个开关损耗在里面。这一加就比满负荷大些了。
因为把油门开到最大时刻，PWM已经关闭了，开关损耗没有了。

以上不是我只凭理论得出的，而是在实际测量时得出来的。实验设备有大功率电源，点温枪，电机电调N套。通过读散热器温度而知的。
作者: jlzxg    时间: 2008-3-7 22:31
哇，这么多高人啊，学习了
作者: bldc    时间: 2008-3-10 11:33
注意几点：

1，P管内阻通常比N管大。
2，并联后，驱动问题会比较麻烦。

国内常见的是P管3个，N管2个，内阻基本可以平衡，P和N管发热就基本相当。这个设计最早从凤凰25A上见到。

P管在Vgs为负导通，适合上半桥，N管Vgs需要正，用在下半桥，这是廉价解决办法。只能用在小电流产品。

高级的大电流电调，Mos驱动用专门集成电路，并且Mos管都是N管，专用驱动内部有升压电路。

N管内阻可以做到比较小，上班桥驱动麻烦些，所以需要升压电路。
作者: lxddk    时间: 2008-3-10 12:31
标题: 回复 #6 王清华王清华 的帖子
油门开到最大也有开关损耗，因为无刷就是通过开关来形成旋转的磁场，所以，只要工作，那6个管子就在开关中。
作者: 王清华王清华    时间: 2008-3-11 09:21
回LS，你讲的有道理。油门开到最大时MOS管工作在开关状态，这个我更正，怕把别人误导了。
只是损耗比驱动波加载PWM后要小多了。
算算一个正在以每分钟80000转的电机，一秒开关多少次。
再算一个16K的PWM一秒又开关了多少次。
作者: johnfen    时间: 2008-3-11 17:17
我理解开关损耗一般是指PWM波高低变化时的开关损耗
的确100％占空比时，MOS管也需要开关
但那是任何电动机包括有刷电机都必须的换向开关
其损耗是必然的，而且与PWM开关不是一个数量级

[ 本帖最后由 johnfen 于 2008-3-11 17:18 编辑 ]
作者: ququbin    时间: 2008-4-12 00:41
标题: 回复 #11 johnfen 的帖子
在程序中是没有100%的占控比的
因为AVR手册里提到"不要把匹配值接近TOP和BOTTOM"
作者: honggmei    时间: 2008-6-2 20:58
学习了
作者: yqyqingyv    时间: 2008-6-2 21:38
这帖子好！
作者: youquan    时间: 2008-6-3 00:13
学习到不少东东。
真希望论坛里多D这些类型的文章。
支持
作者: leifuli059    时间: 2008-6-3 04:59
长知识了，以后要常来看看了。
作者: athlonxp2    时间: 2008-12-22 14:38
学习了。::em15:
作者: nnn_ooo_111    时间: 2008-12-22 15:32
再补充一点，最好使用TO252或TO220封装功率管，这两种功率管内阻和允许通过电流和SO8的差不多，但实际使用大不一样，主要在热阻上，TO252和220基本在1-2度1W（当然是散热很好的条件下），SO8是50度左右1W。这些查手册可以得到，对于突发性电流，猛推油门时，SO8可能会暴掉，而TO220热一下就过了。虽然一样电流的电调，功率管封装不同，实际能使用的电流完全不一样。
作者: 狼草    时间: 2008-12-24 01:28
受益匪浅:em24:
作者: sa2852    时间: 2021-2-4 09:15
我来挖个坟
作者: stunik    时间: 2021-3-18 17:37
常学常新！
作者: hunternudt    时间: 2021-3-18 19:38
johnfen 发表于 2008-3-6 17:51
一对MOS管，一个P一个N，导通时是串联的，电流一致，所以内阻大的那个热损耗就大
自己做电调要调最大电流 ...

对于开关工作的mos管，发热基本上都是开关速度打不到，导致没有完全导通。完全导通的话，发热很小的。
作者: hunternudt    时间: 2021-3-18 19:40
跳跳虎 发表于 2008-3-6 18:05
王兄理解比较全面，我也来掺和一下：

1. 假设电调为80A的，那意味着最大容许电流为80A，实际使用的合适 ...

单片机的开关频率不是问题



欢迎光临 5iMX.com 我爱模型 玩家论坛 ——专业遥控模型和无人机玩家论坛（玩模型就上我爱模型，创始于2003年） (http://wz.5imx.com/) Powered by Discuz! X3.3