BLDC motor (1 kW) denetleyicilerinde neden bu kadar çok MOSFET var?

Çin'den 1 kW'lık üç fazlı bir BLDC motorum var ve denetleyiciyi kendim geliştiriyordum. 48 Vdc'de, maksimum akım kısa süreler için yaklaşık 25 Amper ve 50 Amper pik akımı olmalıdır.

Ancak BLDC motor kontrol cihazlarını araştırdığımda, faz başına dört IRFB3607 MOSFET (4 x 6 = 24) bulunan 24 cihazlı MOSFET kontrol cihazlarıyla karşılaştım.

IRFB3607, 25 ° C'de 82 Amper ve 100 C'de 56 Amper Id değerine sahiptir. Denetleyicilerin neden nominal akımın dört katıyla tasarlanacağını anlayamıyorum. Bunların ucuz Çin kontrolörleri olduğunu unutmayın.

Herhangi bir fikir?

Çevirmenleri burada görebilirsiniz, çevirilen videonun herhangi bir kısmına ihtiyacınız varsa lütfen bana bildirin.

https://www.youtube.com/watch?v=UDOFXAwm8_w https://www.youtube.com/watch?v=FuLFIM2Os0o https://www.youtube.com/watch?v=ZeDIAwbQwoQ

Isı yayılımı göz önüne alındığında, bu cihazlar 15kHz'de çalışacaktır, bu nedenle kaybın yaklaşık yarısı anahtarlama kaybına neden olacaktır.

Bunların 25 $ 'lık Çin denetleyicisi olduğunu ve her mosfet'in yaklaşık 0.25 $' a mal olacağını unutmayın. Bu insanların verimlilik veya kaliteye çok önem verdiklerini düşünmüyorum. Bu kontrolörler 6 ay ila 1 yıl arasında garantilidir.

Kullanıcıların BTW'sinde BTW, Mosfetlere MOS Tüpleri denir. Dolayısıyla tüpler.

Birden fazla MOSFET kullanmanın nedeni, daha ucuz bir tasarımla sonuçlanan güç kaybını azaltmaktır .

Evet, bir MOSFET akımı idare edebilir, ancak IRFB3607 için tipik olarak 9 mohm olan bir miktar dirence sahip olduğu için bir miktar güç yayar .

25 A'da bu 25 A * 9 m ohm = 225 mV düşüş anlamına gelir

25 A'da bu 25 A * 225 mV = 5,625 W güç kaybı anlamına gelir

Bunun için bir soğutucu büyük olmalıdır.

Şimdi aynı hesaplamayı 4 IRFB3607 için paralel olarak yapalım:

Şimdi 4 paralel cihaz nedeniyle 9 mohm 4'e bölünür:

9 m ohm / 4 = 2,25 mohm

25 A'da bu 25 A * 2,25 m ohm = 56,25 mV düşüş anlamına gelir

25 A'da bu 25 A * 56,25 mV = 1,41 W güç kaybı anlamına gelir

1,41 W, tüm MOSFET'ler için, MOSFET başına 0,4 W'tan daha azdır ve ekstra soğutma olmadan kolayca idare edebilirler.

Yukarıdaki hesaplama , MOSFET'ler ısındığında 9 mohm Rdson'un artacağını dikkate almaz . Bu, daha büyük bir soğutucu gerektiğinden, tek MOSFET çözümünü daha da sorunlu hale getirir. 4 MOSFET çözümü hala bir miktar marjı olduğu için "sadece yönetebilir" (0,4 W 1 W'a yükselebilir ve bu hala iyi olur).

3 MOSFET bir soğutucudan (6 Watt'ı dağıtmak için) daha ucuzsa, 4 MOSFET çözeltisi daha ucuzdur .

Ayrıca MOSFET'in soğutucuya vidalanması veya kelepçelenmesi gerektiğinden, 4 MOSFET'in yerleştirilmesi için 1 MOSFET + Soğutucuya kıyasla üretim maliyetleri biraz daha düşük olabilir, bu da manuel iştir, bu nedenle maliyet ekler.

Ek bir fayda, bu 4 MOSFET tek bir MOSFET kadar zor "çalışmadıkça" güvenilirliğin daha iyi hale gelmesidir.

"4x" daha büyük, 2,25 mohm MOSFET kullanabilir miyiz?

Tabii, eğer bulabilirsen! 9 mohm zaten oldukça düşük. Bağlama tellerinin etkisi devreye girdiğinde azalmak giderek zorlaşmaktadır (ve daha pahalı). Ayrıca dört "yolun ortasında" MOSFET bir büyük şişman MOSFET daha ucuzdur.

Hemen hemen tüm elektrikli bileşenler için, artan sıcaklıkla birlikte kullanım ömrü katlanarak azalır. Bu özellikle BLDC motor sürücülerinde elektrik gürültüsünü ve yüksek akım piklerini azaltmak için bulunan kapasitörler için geçerlidir.

Diyelim ki, faz başına 4 FET'li kontrolör, sıcaklıkta nominal yükte 10 ° C arttı. Ortam sıcaklığı 30 ° C olduğu varsayılarak, kontrolör 40 ° C'de çalışır. Bu sıcaklıkta, standart sıcaklık aralığı alüminyum elektrolitik kapasitörler bile 120.000 saatten fazla dayanabilir.

Aynı kontrolör 4 yerine faz başına 1 FET ile inşa edilecekse, direnç 4 kat artacak ve I ^ 2R kayıpları da aynı miktarda artacaktır. Aynı ısı emici ile, kontrolör ortamın üzerinde 4 kat ısıtmaya maruz kalacaktır. Şimdi 70 ° C'de çalışıyor olacaktı. Bu, kapasitörlerin ömrünü 10 kat kadar azaltacak ve diğer bileşenlerin ömrünü de benzer şekilde azaltacaktır. Buna karşı koymak için daha büyük bir soğutucu gerekli olacaktır ve daha fazla FET kullanmak daha ucuz (ve daha küçük) olacaktır.