Чому у контролерів BLDC (1 кВт) стільки MOSFET?

У мене трифазний трифазний двигун BLDC з Китаю, і я сам розробляв контролер. При 48 В постійного струму максимальний струм повинен становити близько 25 Ампер, а піковий струм - 50 Ампер.

Однак, коли я досліджував регулятори двигуна BLDC, я натрапив на 24-ти пристрої контролерів MOSFET, які мають чотири IRFB3607 MOSFET на фазу (4 х 6 = 24).

IRFB3607 має ІД 82 А при температурі 25 ° С і 56 Ам при 100 С. Я не можу зрозуміти, чому контролери будуть спроектовані в чотири рази більше номінального струму. Майте на увазі, що це дешеві китайські контролери.

Будь-які ідеї?

Ви можете побачити контролери тут, якщо вам потрібна будь-яка частина перекладеного відео, будь ласка, дайте мені знати.

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

Враховуючи тепловиділення, ці пристрої будуть працювати на частоті 15 кГц, тому приблизно половина втрат буде втратою при перемиканні.

Майте на увазі, що це китайські контролери в розмірі 25 доларів, і кожен коштуючий пакет коштуватиме тоді приблизно 0,25 долара. Я не думаю, що цих людей мало хвилює ефективність чи якість. Ці контролери мають гарантію протягом 6 місяців до 1 року макс.

BTW на мові користувачів, Mosfets називають MOS-Tubes. Звідси трубки.

Причиною використання декількох MOSFET є зменшення розсіювання потужності, що призводить до більш дешевої конструкції.

Так, один MOSFET може обробляти струм, але він буде розсіювати деяку потужність, оскільки він має деякий опір, як правило, 9 МОм для IRFB3607 .

При 25 А це означає 25 А * 9 м Ом = 225 мВ падіння

При 25 А це означає 25 А * 225 мВ = 5,625 Вт розсіювання потужності

Радіатор для цього повинен бути значним.

Тепер давайте зробимо той самий розрахунок для 4 IRFB3607 паралельно:

Тепер 9 мом ділиться на 4 через 4 паралельних пристрої:

9 м Ом / 4 = 2,25 мом

При 25 А це означає 25 А * 2,25 м Ом = 56,25 мВ падіння

При 25 А це означає 25 А * 56,25 мВ = 1,41 Вт розсіювання потужності

Цей 1,41 Вт - це для всіх MOSFET разом менше 0,4 Вт на MOSFET, з якими вони легко справляються без зайвого охолодження.

Наведений вище розрахунок не враховує, що 9 момм Rdson збільшиться при нагріванні MOSFET. Це робить єдине рішення MOSFET ще більш проблематичним, оскільки потрібен ще більший радіатор. Рішення 4 MOSFET може "просто керувати", оскільки воно все ще має деякий запас (0,4 Вт може збільшитися до 1 Вт, і це все одно буде добре).

Якщо 3 MOSFET дешевші, ніж один радіатор (для розсіювання 6 Вт), то рішення 4 MOSFET дешевше .

Також витрати на виробництво можуть бути дещо нижчими для розміщення 4 МОПФЕТів порівняно з 1 МОПФЕТ + радіатор, оскільки MOSFET потрібно прикрутити або зафіксувати на радіаторі, це ручна робота, тому збільшує вартість.

Додатковою перевагою є те, що надійність стає кращою, оскільки ці 4 MOSFET далеко не «працюють» так сильно, як єдиний MOSFET.

Чи не можемо ми використовувати "4х" більший, 2,25 мом MOSFET?

Звичайно, якщо ви зможете його знайти! 9 мом вже досить низький. Ставати дедалі складніше (і дорожче) опускатися нижче, коли вступає в дію вплив з'єднувальних проводів. Також напевно чотири MOSFET на "середині дороги" коштують дешевше, ніж один великий жировий MOSFET.

Майже для всіх електричних компонентів термін експлуатації зменшується експоненціально із збільшенням температури. Особливо це стосується конденсаторів, які містяться у драйверах двигунів BLDC для зменшення електричного шуму та високих токів.

Скажімо, що контролер з 4 FET на фазу підвищив температуру на 10 ° C при номінальному навантаженні. Припускаючи температуру навколишнього середовища 30 ° C, контролер буде працювати при 40 ° C. При цій температурі навіть стандартні температурні діапазони алюмінієвих електролітичних конденсаторів можуть тривати понад 120 000 годин.

Якби один і той же контролер був побудований з 1 FET на фазу замість 4, опір збільшився би в 4 рази, а втрати I ^ 2R також збільшилися б на стільки ж. З тим же радіатором регулятор відчував нагрівання вище 4-х разів навколишнього середовища. Зараз він працює при 70 ° C. Це дозволило б скоротити термін експлуатації конденсаторів приблизно в 10 разів, а також зменшить термін служби інших компонентів аналогічно. Для протидії цьому знадобиться більший радіатор, і було б дешевше (і менше) просто використовувати більше FET.