BLDC मोटर (1 kW) नियंत्रकों में इतने MOSFET क्यों होते हैं?

Question

मेरे पास चीन से 1 किलोवाट तीन-चरण बीएलडीसी मोटर है, और मैं स्वयं नियंत्रक विकसित कर रहा था। 48 Vdc में, अधिकतम वर्तमान लगभग 25 एम्प्स और शॉर्ट ड्यूरेशन के लिए 50 Amps की पीक करेंट होनी चाहिए।

हालाँकि जब मैंने BLDC मोटर नियंत्रकों पर शोध किया, तो मैं 24-डिवाइस MOSFET नियंत्रकों में आया, जिनमें चार IRFB3607 MOSFETs प्रति चरण (4 x 6 = 24) हैं।

IRFB3607 में 25 ° C पर 82 Amps और 100 C पर 56 Amps है। मुझे यह पता नहीं चल सकता है कि नियंत्रकों को वर्तमान समय में चार बार क्यों डिजाइन किया जाएगा। ध्यान रखें कि ये सस्ते चीनी नियंत्रक हैं।

कोई विचार?

आप यहां नियंत्रकों को देख सकते हैं, अगर आपको अनुवादित वीडियो के किसी भाग की आवश्यकता है, तो कृपया मुझे बताएं।

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

गर्मी लंपटता को ध्यान में रखते हुए, ये उपकरण 15kHz पर काम कर रहे होंगे, इसलिए लगभग आधा नुकसान स्विचिंग नुकसान होगा।

ध्यान रखें कि ये $ 25 चीनी नियंत्रक हैं और प्रत्येक मस्जिद की लागत लगभग $ 0.25 होगी। मुझे नहीं लगता कि ये लोग दक्षता या गुणवत्ता के बारे में बहुत परवाह करते हैं। इन नियंत्रकों को 6 महीने से 1 वर्ष की अधिकतम अवधि के लिए वारंट किया जाता है।

उपयोगकर्ताओं की लेट भाषा में बीटीडब्लू, मॉस्फ़ेट्स को एमओएस-ट्यूब कहा जाता है। इसलिए ट्यूब।

Comments

आपको उल्लिखित बीएलडीसी नियंत्रक के उदाहरण के लिए एक लिंक शामिल करना चाहिए।

— Bimpelrekkie

समानांतर में Mosfets प्रभावी Rds_on को कम कर देंगे। नियंत्रक में कम बिजली अपव्यय और बेहतर दक्षता।

— पीटर कार्लसन

"24 ट्यूब Mosfet नियंत्रकों" ट्यूब?

— winny

स्टाल करंट भी लगभग 10x रेटेड करंट या लगभग 250 ए होने की संभावना है। 4 * 82A प्रति चरण काफी उचित लगता है।

— ब्रायन ड्रमंड

गौर करें कि एक विशिष्ट पीसी मदरबोर्ड वीआरएम पर कितने MOSFETs हैं। एक हाई-एंड डेस्कटॉप बोर्ड जिसे 500W से ऊपर की ओर खींचने वाले 16+ कोर प्रोसेसर के साथ सामना करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, उसमें आठ हाई-एंड MOSFETs होंगे। , इसमें कम से कम , और संभवतः 12 से 16. जब आप इसे इस तरह से देखते हैं, तो एक मोटर जो कर सकती है लगभग 1 kW खींचो लगातार इसी तरह बीफ बिजली वितरण की जरूरत है।

— bwDraco

Answer 1

कई MOSFETs का उपयोग करने का कारण कम बिजली अपव्यय है जिसके परिणामस्वरूप एक सस्ता डिजाइन है।

हाँ एक MOSFET वर्तमान को संभाल सकता है, लेकिन यह कुछ शक्ति को नष्ट कर देगा क्योंकि इसमें कुछ प्रतिरोध है, आमतौर पर IRFB3607 के लिए 9 mohm ।

25 ए पर अर्थात 25 ए ​​* 9 मीटर ओम = 225 एमवी ड्रॉप

25 ए पर अर्थात 25 ए ​​* 225 एमवी = 5.625 डब्ल्यू बिजली अपव्यय

इसके लिए एक हीट सिंक पर्याप्त होना चाहिए।

अब समानांतर में 4 IRFB3607 के लिए एक ही गणना करते हैं:

अब 9 mohm को 4 समानांतर उपकरणों के कारण 4 से विभाजित किया गया है:

9 मीटर ओम / 4 = 2.25 मोहम्मद

25 ए पर यानी 25 ए ​​* 2.25 मीटर ओम = 56.25 एमवी ड्रॉप

25 ए पर अर्थात 25 ए ​​* 56.25 एमवी = 1.41 डब्ल्यू बिजली अपव्यय

वह 1.41 डब्ल्यू है सभी MOSFETs के इसलिए MOSFET प्रति 0.4 W से कम है जिसे वे बिना किसी अतिरिक्त कूलिंग के आसानी से संभाल सकते हैं।

ऊपर की गणना इस बात पर ध्यान नहीं देती है कि 9 mohm Rdson होगा MOSFET के गर्म होने पर बढ़ेगा । यह एकल MOSFET समाधान को और भी अधिक समस्याग्रस्त बनाता है क्योंकि इससे भी बड़े हीट की आवश्यकता होती है। 4 MOSFET समाधान "बस प्रबंधित" कर सकता है क्योंकि इसमें अभी भी कुछ मार्जिन है (0.4 डब्ल्यू 1 डब्ल्यू तक बढ़ सकता है और यह अभी भी ठीक होगा)।

यदि 3 MOSFETs एक हीट सिंक (6 वाट को नष्ट करने के लिए) से सस्ते हैं तो 4 MOSFET समाधान है सस्ता सस्ता है ।

1 MOSFET + Heatsink के मुकाबले 4 MOSFETS रखने के लिए भी उत्पादन लागत थोड़ी कम हो सकती है क्योंकि MOSFET को खराब किया जाना है या heatsink से जकड़ना है, इसलिए मैन्युअल काम करना पड़ता है जिससे लागत बढ़ जाती है।

एक अतिरिक्त लाभ यह है कि विश्वसनीयता बेहतर हो जाती है क्योंकि उन 4 MOSFETs अभी तक "काम" नहीं कर रहे हैं क्योंकि एक एकल MOSFET जितना कठिन है।

क्या हम "4x" बड़ा, 2.25 mohm MOSFET का उपयोग कर सकते हैं?

यकीन है, अगर आप इसे पा सकते हैं! 9 mohm पहले से ही काफी कम है। बॉन्डिंग तारों का प्रभाव खेलने में आने के बाद इसे कम करना मुश्किल (और अधिक महंगा) हो जाता है। यह भी सुनिश्चित करने के लिए कि सड़क के चार "बीच" MOSFETs एक बड़े वसा वाले MOSFET से सस्ते हैं।

Comments

सिस्टम के जीवनकाल में बिजली की लागत पर भी बचत।

— इयान रिंगरोज

@IanRingrose मुझे संदेह है कि डिजाइनर को इस बात की बहुत परवाह है कि वे बिजली बिल का भुगतान नहीं करते हैं

— क्रिस एच

आप एक बड़े क्षेत्र (4 भागों और उनके आवश्यक बोर्ड स्थान) पर फैले हुए बिजली के प्रसार से अधिक निष्क्रिय शीतलन प्राप्त करते हैं

— W5VO

@ क्रिस, लेकिन खरीदार बिजली बिल का भुगतान करता है, और डिजाइनर अच्छी तरह से बेचने के लिए अपने डिजाइन के बारे में परवाह करता है। या कम से कम देखभाल करनी चाहिए ...

— Mołot

@ क्रिस "ग्रीन" जा रहा है और कार्बन फुटप्रिंट का संपादन अब फैशनेबल है, इसलिए ऐसी कंपनियों के विपणन विभाग वास्तव में अधिक रुचि रखते हैं - भले ही प्रतिशत काफी कम हो, यह बढ़ता है। निजी उपयोगकर्ताओं के लिए भी ऐसा ही है। कोई आंकड़ा नहीं है। मेरे दृष्टिकोण से यह प्रवृत्ति दिखाई देती है, भले ही यह समग्र रूप से नगण्य हो।

— मोलॉट

Answer 2

लगभग सभी विद्युत घटकों के लिए, बढ़ते तापमान के साथ जीवनकाल तेजी से घटता है। यह कैपेसिटर के साथ विशेष रूप से सच है, जो बिजली के शोर और उच्च-वर्तमान चोटियों को कम करने के लिए बीएलडीसी मोटर चालकों में पाए जाते हैं।

मान लीजिए कि प्रति चरण 4 FETs के साथ नियंत्रक को तापमान में 10 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि हुई है। 30 डिग्री सेल्सियस के परिवेश के तापमान को मानते हुए, नियंत्रक 40 डिग्री सेल्सियस पर चल रहा होगा। इस तापमान पर, मानक-तापमान रेंज एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर 120,000 से अधिक घंटे तक चल सकते हैं।

यदि एक ही नियंत्रक को 4 के बजाय 1 FET प्रति चरण के साथ बनाया जाना था, तो प्रतिरोध 4 के कारक से बढ़ेगा और I ^ 2R नुकसान भी उसी राशि से बढ़ेगा। एक ही हीट-सिंक के साथ, नियंत्रक परिवेश के ऊपर हीटिंग का 4 गुना अनुभव करेगा। यह अब 70 डिग्री सेल्सियस पर चल रहा है। यह कैपेसिटर के जीवनकाल को लगभग 10 के कारक से काट देगा, और इसी तरह अन्य घटकों के जीवन को भी कम करेगा। इसका प्रतिकार करने के लिए, एक बड़े हीटसिंक की आवश्यकता होगी, और यह अधिक FET का उपयोग करने के लिए सस्ता (और छोटा) होगा।