本帖最後由 BV2FB 於 2016年12月19日 07:21 PM 編輯
電變真的需要又大又漂亮的散熱片嗎？
由於高頻電變、銣鐵硼磁鐵馬達及鋰聚合電池的飛速發展，使電動模型航空技術突飛猛進。以前1馬力的馬達比人頭還大，10馬力的馬達比人還重。現在使用 銣鐵硼磁鐵 及 高頻電流驅動的馬達，1馬力只有一顆撞球大，10馬力馬達則比一顆蘋果還小。轉速也都是可以達10,000-30,000 RPM。 ==================================================== 鋰電池的輕量、高能量密度，低內阻，巴掌大的一小片50平方公分的電池，可以以60C的速度，輕易放出 100-300A 電流，也就是可以將所有蓄存的電能在1分鐘內放完， 且完全不會過熱故障或爆炸。充電時也只需6分鐘即可充飽90%，10分鐘100%。 使用12顆 4.2V鋰電池串聯的 50V 直流電源，放電200A 時，輕易的就可跨過 [萬瓦] 門檻。也就是是10多馬力。 所以遙控直升機可以表演10G 超限飛行特技。其實真正的火車(電車) 電動車，飛機、機器人、工業控制，也大量使用相同技術10年以上了。 ==================================================== 電變是甚麼
電變是用一群 4-24個或更多的 FET 電晶體並聯，以讓直流電開開關關產生交流電的東西。當FET 被控導通時電阻只有 0.001歐姆左右一個數量級。 而被控關閉時則呈現10M 歐姆電阻以上，也就是幾乎開路狀態。每一台遙空飛機、直升機、遙控車都需要1顆電變，多軸機則需4-8個。用以將 DC 8V-50V 的鋰電池直流電變成 120 Hz-100KHz 的高頻 3相交流電，以驅動銣鐵硼磁鐵高速馬達。 由於古代的工程師，邏輯觀念不清，只懂照抄公版，設計的電變常常燒，燒了之後，找不到真因，就怪 FET 耐電流不足，就用更多顆FET並聯，企圖降低通路時的電阻，但是事實證明只會增加成本，而且燒得更厲害。後來他們又怪馬達電流太大，使FET發熱燒毀。其實電變裡面的FET因為內阻很低 0.001 歐姆，12顆並聯，只剩0.0008 歐姆，所以導通時生熱很小，即使是100A 也只生 100^2 X 0.0008=8W 熱能，分給24片每片只有0.3W ，很小很小的。 ===================================================== 至於瞬間開關電流造成的發熱因為頻率不高，幾乎可以忽略。頂多3-5W。你看INTEL i7 CPU 裡面有2億個開關，每秒開關30億次，發熱才30-50W。所以電變的發熱其實很少很少，根本不需要特別散熱，只要自然風冷就已足夠，如果在密閉空間則需風扇散熱，但是絕對不需要裝散熱片。所以遙控飛機用的漂亮的散熱片是騙外行人用的，它只有美觀與防撞功能而已。將散熱片貼在電變 FET晶體的黑色EPOXY外殼的散熱方法，弊多於利，它是個笑話。因為它能降低的熱阻有限，反而會阻擋熱空氣自由流動，阻礙散熱。何況PCB 的另一面，常常還有另一半ㄧ樣多的 FET，例如內外各12個 FET。內部那幾顆，不但無法裝散熱片，還被邏輯版擋住氣流路徑，為何不會先熱死？散熱只散一半的FET，不是很可笑嗎! ======================================================= 至於外面用厚PVC絕緣膠套套住，不是更保暖禦寒了嗎！廠商膽敢用厚膠套絕緣，仿礙散熱，可見設計工程師對FET發熱小有多放心。所以其實電變內的FET，設計上根本不需要從EPOXY殼上散熱，真的要努力散熱，也是要從FET肚子下露金屬部裝上散熱銅片、鋁片才有意義，那地方才能將晶片上的熱能帶走。因為FET晶片是黏貼在銅座上。 ========================================================== 常見的電變燒燒毀，其實是因為馬達前進角設定太大、馬達反電動勢太大，濾波電解電容老化、或原設計就太小、或電解電容進料品質不好，以致等效電阻ESR太大，ESR 大漣波就會增大，不但會使電解電容升溫。漣波也會闖入電路，擊昏邏輯IC、CPU，使其瘋掉，以致發出錯誤指令，指揮上下兩組FET同時開啟，造成短路，瞬間產生500-1000A電流後發高熱而燒掉，這種現象與EPOXY外殼散熱條件根本無關。因為即使散熱片水冷至0度，FET還是會照樣燒毀的。 ===================================================== 如果你真的想要好好保護你的珍貴萬元電變，最正確的方法是加裝多顆2200uF 低ESR 電解電容2個，越多越好，10個更好，但是太多沒地方擠，也會增加重量，接電時爆炸聲也會更大，電容接的位置離電變內的FET越近越好。多近呢? 只要想像電容上有100安培電流在跑，你就知道應該多近。 ===================================================== 有趣的是，電變廠商都選擇欺騙消費者，而非教育消費者。因為用騙的，多裝一片30元成本的散熱片，很漂亮又可以多賣 3000元，何樂不為。如果想要好心教育消費者，花100萬元宣傳後，銷量可能反而減少，生意反而會被黑心對手搶走。因為傻瓜供應永不缺貨，每年還有新血。 ====================================================== 看到有些電變只用簡單膠套絕緣，我就認為這廠商很誠實。看到電變上的散熱片越來越漂亮，我都會「捻花微笑」。
阿凱 撰 2016-12-18
撰，就是沒有根據，胡說八道的意思
| 
發表於 2016年12月18日 10:03 PM
