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[讨论] 升高电压,控制器效率会如何变化

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发表于 2016-11-17 15:08 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国广东东莞

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在分析无刷电机效率时,分别对控制器效率,电机本体效率进行测试计算,结果发现控制器的效率随着电流增加,呈线性下降的趋势。如果将系统电压加倍,电机本体调整线径,保持输出功率,速度不变,这样输入电流会减半,请教大家,控制器的损耗是否会因为电压升高而变大呢?
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发表于 2016-11-17 23:04 | 显示全部楼层 来自: 中国辽宁抚顺
是的,减小电流可以提高效率,因为线路上的损耗减少了。
但并不是可以无限这样调整的。

控制器的开关管要考虑耐压的问题,耐压高的管子,导通电阻都比较大,而且栅极电容也会很大(开关损耗大),所以,当这种调整超过那个“最佳点”后,总体效率会开始下降。

对于低电压大电流的应用,12~18V一般可以有很好的效率,很多20V至40V的MOS管导通电阻都很小,栅极电容也很小。

高耐压的管子不适合高速开关,如果频率非常高,可能选择低压方案更好,如果是功率特别大的动力型设备,可能高压比较好。

点评

谢谢您的指点! 我们目前刚好就是18V的电压,在电流40~50A时,计算出的控制器效率下降到86%,此时电机的转速是12000rpm左右,假如把电压提高到36V,电流减小到20~25A,请问控制器是否需要改用更大内阻的MOS管呢?  详情 回复 发表于 2016-11-18 14:15

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 楼主| 发表于 2016-11-18 14:15 | 显示全部楼层 来自: 中国广东东莞
cne53102 发表于 2016-11-17 23:04
是的,减小电流可以提高效率,因为线路上的损耗减少了。
但并不是可以无限这样调整的。

谢谢您的指点!

我们目前刚好就是18V的电压,在电流40~50A时,计算出的控制器效率下降到86%,此时电机的转速是12000rpm左右,假如把电压提高到36V,电流减小到20~25A,请问控制器是否需要改用更大内阻的MOS管呢?
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发表于 2016-11-20 00:35 | 显示全部楼层 来自: 中国辽宁沈阳
本帖最后由 cne53102 于 2016-11-20 00:37 编辑
swaint 发表于 2016-11-18 14:15
谢谢您的指点!

我们目前刚好就是18V的电压,在电流40~50A时,计算出的控制器效率下降到86%,此时电机 ...


控制器的MOS是否需要改首选要看它的耐压和电流是否能满足新的需要。

18V看起来像是电动工具或类似的东西,并不看好将电压提高到36v,因为如果那样做的话,我感觉您可能会在电源或电池方面遇到一些其他的问题。

如果是18v,那么可以放心大胆的用40V的mos,36v那得考虑80V或75V的MOS了。
虽然改为36V,电流变成原来的一半,但在可能方便找到的型号里,75V的内阻可能比40V的大不止1倍,可能是x3甚至x4,所以这究竟合不合适还得整体考虑一下,很多时候这种参数是迫于一些其他条件而设定的,比如线缆受限不宜采用50A这样的方案等等。

可以看看英飞凌的DirectFet和SuperSO8(TDSON-8)的MOS,这两个性能都很强悍,譬如75V的BSC036NE7NS3-G和40V的BSC010N04LS
,可以把它们直接贴在一块铝基板上这样散热非常好(就是LED灯用的那种铝板的电路板)。

BSC036NE7NS3-G和BSC010N04LS都是100A的TDSON-8,NMOS,Qg都在100nC以内,但75V的Rds是3.6mR,而40V的Rds是1mR,封装一致,显然3.6mR在25A下的温升比1mR在50A下的温升还要大。

Infineon-BSC010N04LS-DS-v02_02-EN.pdf (1.6 MB, 下载次数: 1)
Infineon-BSC036NE7NS3G-DS-v02_00-en.pdf (592.07 KB, 下载次数: 0)

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