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標題: 一篇實際的電子元件文章 [打印本頁]

作者: 老人家 時間: 2007-2-6 22:53
標題: 一篇實際的電子元件文章
轉載自 : http://www.rcfans.com

关于二极管和电容这个话题在这个坛子上已经出现过n遍了，而且我记得我刚刚上到极速论坛的时候看到的第一个技术帖就是菜刀发的关于二极管的作用，后来shouldbe又补充了“惯性制动”的部分。后来坛子坏了，当年很多东西都没有了。正好这次[RC World]上也就这个问题做了个小专题，所以我就借此机会把这些问题再做个总结，供刚上这个坛子的朋友参考。如果是玩家的话可以略过这篇帖子。
另外，小车同志在近期会推出一个新的帖子，基本上是这个技术的进阶版，所以我这篇帖子也权当是序了。
好！下面进入正题。

很多玩电车的朋友，特别是刚刚加入EP Fans行列的朋友可能会看到电车上会有密密麻麻的电子元件，可能不清楚是干什么用的；可能有的朋友知道要在电机上焊上二极管，ESC上焊上电容但却不知道具体原因；可能有的朋友知道二极管能保护ESC但却因为电流看不到摸不着不清楚到底是怎么回事。种种疑问，这里一次解决！
先说二极管

二极管的基本原理这里就不说了，可以参考相关书籍，或在看此帖时顺带去Google搜一下。
我们来说说二级管在EP中的重要作用。现在，很多用户使用的ESC都是高频率型的ESC ，甚至是以超高频率来标榜的。而这种高频率的ESC，大家可以想象成一个根据一定频率不断开闭的开关，通过开闭的频率密度不同来实现速度的控制——当开闭到极端高的状态就可以想象成一直闭合，当极端低的状态就是一直开着，也就是断路。这样的话，在这个ESC处在车呈低速状态时开关断开的瞬间和油门off的状态下，由于马达仍在按照惯性回转，会根据电磁原理像发电机一样产生电流，也就是以前坛子上所称的“惯性电流”（日本称“逆起电流”）。大家看下面这张图，这张是简化了的EP电路图，根据刚才所说的特性我们把电机看成一个电感，在ESC断开的瞬间产生惯性电流的情况下如果没有二极管的话很显然在ESC的两端的电势会比正常ESC闭合的情况下要高，当然这是一瞬间的事情，但是这一瞬间的高电势由于ESC的不断开合频繁出现，如果有一个万一，高电势超出了ESC所能承受的范围，那么高价的ESC就只有受损甚至毁坏了。

下面我们用示波器来观察这个现象，可以明显看到在小油门低速状态下的ESC 两端电压变化情况。下图清楚地表示了这一点，在较上一张图上是没有装2极管的情况，较下一张图是装了二极管的情况，示波器很明显地证实了二极管的作用。

ESC上电容的问题
连在ESC上的电容
电容是与电池不同的部件，虽然都有提供能量的作用。电容的作用在这里是蓄电器。很多尝试过在ESC上焊一个电容的Fans可能告诉过你有很大的实际感觉，或者有人告诉过你一点感觉都没有，那么究竟是怎么回事？我们从原理开始说。

一般焊在ESC上的电容都焊在ESC的电池输入端的正负极，至少我还没有见到过焊在输出端的（笑）。电容在这里的作用是在一定时间内将电池的能量储存起来并在瞬间为电机补充电量，使电机能够很smooth地得到所需的大电流。因为电池是存在一定的内阻的，所以竞赛用的电机所需要的电压下的大电流在一瞬间的放出存在着一定的困难。（事实上各种电池在这个能力上有很大差别，这也是电池价格不一的原因之一）。有鉴于此，将电池与电容并用，在启动和再加速的瞬间将供给的电压电流由电容的帮助一下子达到顶值，这样可以实现几乎没有time lag的直接加速。
这样装上电容给人直接的感觉就是与没有装相比，在起步和低速状态下再加速时有明显有力的感觉，也就是平时一些Fans形容的powerful、punch感。
不过，因为其实有点过量地将电流供给了电机，有可能导致Servo或接受机的电压下降。如果发现这样的情况，为了确保接受机和servo的动作正常，就要想办法解决。（个人推荐不要电容或者换一种型号试试看）
另一个问题，有利就有弊，为了确保供给给电机的电量，总的电量的消耗要比不用电容时大，考虑燃费的情况下肯定是不如一般情况下经济的。参照跑的时间每个人要自己调整。
现在世面上各个厂家提供的电容的规格五花八门，除了温度大多是105摄氏度外，耐压值从16V-35V不等。容量更是各式各样。如果使用大容量的电容，比如很多人已经使用10000以上的电容，当然这可以更有效率地提供电量，但是考虑到上述的问题，使用者不得不做出一个平衡的选择，特别是现在已经很普遍地使用了8分钟的比赛，燃费已经成为了左右比赛胜利的一个因素了。当然，可以考虑学习现在很多Top driver所使用的方法——将两个电容并列使用。同时也可以考虑用一些其他的方法。
noise的问题
这个问题困扰大家n久了。最大的自体noise存在于电机，由于铜头和电刷之间的电弧导致的干扰。那目前的办法就是——加电容。这当然就不是刚才说的电容了，而是用来滤波的电容。一般厂商给出的都是高质量的钽电容，这种电容精确、响应速度快，效果十分显著。但不是没缺点，这种钽电容最大的问题是一旦受到撞击，比如你的车遇到车祸了，电机部分被撞了一下，很有可能钽电容就受伤了、甚至就挂了。所以现在很多厂商用了更“高科技”的办法——用贴片电容取代，拜这几年VSLI技术的发展，贴片电容均是精确、高速且低成本——相当低呀，低到你想不到。但是Fans自己焊的可能性相当小，除非你是弱电达人。

另外，最近在03年全日本选手权的战场上，大家可以看到原笃志选手的车在马达的负极电线上有一个东西，这个平时在家电市场上随处可见、电子市场上论打卖的小东东可以有效地消除由电机产生的，经电线放射出来的干扰，而且据说效果非常好，大家有兴趣可以试试。——好东西不一定贵的。
现在那些夸耀马力强劲的电机，其所释放出的电磁干扰比以往的电机要大得多得多，特别是laydown brush结构的电机更是如此，所以最好是采取一些措施的。另外，目前只看到将它用在负极线上，不知道用在正极上会有什么反应。
使用电子元件的重点
搞清楚极性，如果要求有极性的话
尽量不要新老混用
将电线尽量弄短
大赛前要换上新的
尽量使用厂商推荐的产品

作者: AlexFiona 時間: 2007-2-6 23:13
等我貼返個繁體版啦

關於二極體和電容這個話題在這個罎子上已經出現過n遍了，而且我記得我剛剛上到極速論壇的時候看到的第一個技術帖就是菜刀發的關於二極體的作用，後來shouldbe又補充了“慣性制動”的部分。後來罎子壞了，當年很多東西都沒有了。正好這次[RC World]上也就這個問題做了個小專題，所以我就借此機會把這些問題再做個總結，供剛上這個罎子的朋友參考。如果是玩家的話可以略過這篇帖子。
另外，小車同志在近期會推出一個新的帖子，基本上是這個技術的進階版，所以我這篇帖子也權當是序了。
好！下面進入正題。

很多玩電車的朋友，特別是剛剛加入EP Fans行列的朋友可能會看到電車上會有密密麻麻的電子元件，可能不清楚是幹什麼用的；可能有的朋友知道要在電機上焊上二極體，ESC上焊上電容但卻不知道具體原因；可能有的朋友知道二極體能保護ESC但卻因為電流看不到摸不著不清楚到底是怎麼回事。種種疑問，這裏一次解決！
先說二極體

二極體的基本原理這裏就不說了，可以參考相關書籍，或在看此帖時順帶去Google搜一下。
我們來說說二級管在EP中的重要作用。現在，很多用戶使用的ESC都是高頻率型的ESC ，甚至是以超高頻率來標榜的。而這種高頻率的ESC，大家可以想像成一個根據一定頻率不斷開閉的開關，通過開閉的頻率密度不同來實現速度的控制——當開閉到極端高的狀態就可以想像成一直閉合，當極端低的狀態就是一直開著，也就是斷路。這樣的話，在這個ESC處在車呈低速狀態時開關斷開的瞬間和油門off的狀態下，由於馬達仍在按照慣性回轉，會根據電磁原理像發電機一樣產生電流，也就是以前罎子上所稱的“慣性電流”（日本稱“逆起電流”）。大家看下面這張圖，這張是簡化了的EP電路圖，根據剛才所說的特性我們把電機看成一個電感，在ESC斷開的瞬間產生慣性電流的情況下如果沒有二極體的話很顯然在ESC的兩端的電勢會比正常ESC閉合的情況下要高，當然這是一瞬間的事情，但是這一瞬間的高電勢由於ESC的不斷開合頻繁出現，如果有一個萬一，高電勢超出了ESC所能承受的範圍，那麼高價的ESC就只有受損甚至毀壞了。

下面我們用示波器來觀察這個現象，可以明顯看到在小油門低速狀態下的ESC 兩端電壓變化情況。下圖清楚地表示了這一點，在較上一張圖上是沒有裝2極管的情況，較下一張圖是裝了二極體的情況，示波器很明顯地證實了二極體的作用。

ESC上電容的問題
連在ESC上的電容
電容是與電池不同的部件，雖然都有提供能量的作用。電容的作用在這裏是蓄電器。很多嘗試過在ESC上焊一個電容的Fans可能告訴過你有很大的實際感覺，或者有人告訴過你一點感覺都沒有，那麼究竟是怎麼回事？我們從原理開始說。

一般焊在ESC上的電容都焊在ESC的電池輸入端的正負極，至少我還沒有見到過焊在輸出端的（笑）。電容在這裏的作用是在一定時間內將電池的能量儲存起來並在瞬間為電機補充電量，使電機能夠很smooth地得到所需的大電流。因為電池是存在一定的內阻的，所以競賽用的電機所需要的電壓下的大電流在一瞬間的放出存在著一定的困難。（事實上各種電池在這個能力上有很大差別，這也是電池價格不一的原因之一）。有鑒於此，將電池與電容並用，在啟動和再加速的瞬間將供給的電壓電流由電容的幫助一下子達到頂值，這樣可以實現幾乎沒有time lag的直接加速。
這樣裝上電容給人直接的感覺就是與沒有裝相比，在起步和低速狀態下再加速時有明顯有力的感覺，也就是平時一些Fans形容的powerful、punch感。
不過，因為其實有點過量地將電流供給了電機，有可能導致Servo或接受機的電壓下降。如果發現這樣的情況，為了確保接受機和servo的動作正常，就要想辦法解決。（個人推薦不要電容或者換一種型號試試看）
另一個問題，有利就有弊，為了確保供給給電機的電量，總的電量的消耗要比不用電容時大，考慮燃費的情況下肯定是不如一般情況下經濟的。參照跑的時間每個人要自己調整。
現在世面上各個廠家提供的電容的規格五花八門，除了溫度大多是105攝氏度外，耐壓值從16V-35V不等。容量更是各式各樣。如果使用大容量的電容，比如很多人已經使用10000以上的電容，當然這可以更有效率地提供電量，但是考慮到上述的問題，使用者不得不做出一個平衡的選擇，特別是現在已經很普遍地使用了8分鐘的比賽，燃費已經成為了左右比賽勝利的一個因素了。當然，可以考慮學習現在很多Top driver所使用的方法——將兩個電容並列使用。同時也可以考慮用一些其他的方法。
noise的問題
這個問題困擾大家n久了。最大的自體noise存在於電機，由於銅頭和電刷之間的電弧導致的干擾。那目前的辦法就是——加電容。這當然就不是剛才說的電容了，而是用來濾波的電容。一般廠商給出的都是高質量的鉭電容，這種電容精確、回應速度快，效果十分顯著。但不是沒缺點，這種鉭電容最大的問題是一旦受到撞擊，比如你的車遇到車禍了，電機部分被撞了一下，很有可能鉭電容就受傷了、甚至就掛了。所以現在很多廠商用了更“高科技”的辦法——用貼片電容取代，拜這幾年VSLI技術的發展，貼片電容均是精確、高速且低成本——相當低呀，低到你想不到。但是Fans自己焊的可能性相當小，除非你是弱電達人。

另外，最近在03年全日本選手權的戰場上，大家可以看到原篤志選手的車在馬達的負極電線上有一個東西，這個平時在家電市場上隨處可見、電子市場上論打賣的小東東可以有效地消除由電機產生的，經電線放射出來的干擾，而且據說效果非常好，大家有興趣可以試試。——好東西不一定貴的。
現在那些誇耀馬力強勁的電機，其所釋放出的電磁干擾比以往的電機要大得多得多，特別是laydown brush結構的電機更是如此，所以最好是採取一些措施的。另外，目前只看到將它用在負極線上，不知道用在正極上會有什麼反應。
使用電子元件的重點
搞清楚極性，如果要求有極性的話
儘量不要新老混用
將電線儘量弄短
大賽前要換上新的
儘量使用廠商推薦的產品

作者: 老人家 時間: 2007-2-6 23:22
有勞AlexFiona 兄 , 要我用手寫翻譯可能要兩日

, THANK YOU

作者: AlexFiona 時間: 2007-2-6 23:30
嘻嘻

word有個功能可以將簡體字轉做繁體字, 所以只係click一click就攪掂

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