Открытый контроллер BLDC

[TRO]

В контроллер это добавлять не хочется исходя из-того, что это избыточно при наличии нескольких контроллеров в системе. Добавлять это в BMS может быть надо или отдельным устройством между источником и контроллером.

Контроллер может контролировать свои конденсаторы в исключительном порядке, а БМС нет, поскольку она не знает вздумается ли жрать контроллеру в режиме предзаряда, или вдруг кроме контроллера пользователь подключил еще нагрузку которая подгрузит питание во время предзаряда, и поскольку это потребление может кушать больше чем сможет выдать предзаряд, то схема может не включится вовсе. Так что правильно это предзаряд исключительно конденсаторов (что возможно только силами контроллера ибо они находятся в нём).

[biv4]

Контроллер может контролировать свои конденсаторы в исключительном порядке, а БМС нет, поскольку она не знает вздумается ли жрать контроллеру в режиме предзаряда, или вдруг кроме контроллера пользователь подключил еще нагрузку которая подгрузит питание во время предзаряда, и поскольку это потребление может кушать больше чем сможет выдать предзаряд, то схема может не включится вовсе. Так что правильно это предзаряд исключительно конденсаторов (что возможно только силами контроллера ибо они находятся в нём).

Для распределенной системы все иначе.. Инвертор лишь отрабатывает задание крутящего момента, а транспортным средством управляет отдельный ЭБУ. Он и занимается предзарядом, основываясь в т.ч. на данных напряжения звена постоянного тока инвертора, передаваемых по CAN. Все по взрослому)

[edw123]

Китайские не работают в Фок и бездатчике, и м более на нулевых скоростях.

Правильно. Только я в плане ссылка на вполне себе существующие варианты, пусть и с отличиями. На 0 не работают, но стартуют же на "обводной" программе и вполне себе резво.

[TRO]

управляет отдельный ЭБУ. Он и занимается предзарядом, основываясь в т.ч. на данных напряжения звена постоянного тока инвертора, передаваемых по CAN. Все по взрослому)

Вот когда старттопик будет проэктировать целиком ТС, а не контроллер отдельно, тогда CAN шина и ЭБУ будет актуально. Вынужден согласится что когда все источники и потребители в системе согласованы и упорядоченно подчинены, это идеально. Но.... пока тут проэктируется не закрытая самодостаточная система, а всего лишь открытый контроллер, и сейчас в силах разработчика сберечь разъемы от подгораний и свои же конденсаторы от перегрузок.

[amaora]

[user]volchy[/user], Серьезные проблемы обычно начинаются только если аккумулятор способен выдать импульс порядка 1000А. Если же он хилый то ничего кроме подгорания контактов не будет. Впрочем я не знаю всех деталей вашей системы.

Но.... пока тут проэктируется не закрытая самодостаточная система, а всего лишь открытый контроллер, и сейчас в силах разработчика сберечь разъемы от подгораний и свои же конденсаторы от перегрузок.

Я бы хотел его сделать в меньших габаритах чем есть, а тут вот еще цепь размыкать и ключи добавлять. И цена подрастет и тепловыделение. А польза от этого не так уж велика, "горячее" подключение контроллера не требуется.

[biv4]

Но.... пока тут проэктируется не закрытая самодостаточная система, а всего лишь открытый контроллер, и сейчас в силах разработчика сберечь разъемы от подгораний и свои же конденсаторы от перегрузок.

Да вообще проблем нет, достаточно правильного разъема с резистором предзаряда, например Amass XT90S)

[webzuweb]

[user]amaora[/user], хочу написать о Вашей разработке на habr.com

[amaora]

[user]webzuweb[/user], хорошо.

Думаю добавить монтажные отверстия на силовую плату, для этого ее придется увеличить (добавить уши). Плата нижней стороной будет прижиматься к радиатору через переходную алюминиевую пластину. Получается такой пирог MOSFET--PCB--терморезинка--пластина--паста--радиатор. Для простого и надежного крепления нужны отверстия в плате. Пластина нужна для компенсации высоты компонентов на нижней стороне. Наибольший градиент температур ожидаю на PCB и терморезинке, но без них никак.

Делать радиатор с таким фигурным выступом будет дороже и сложнее. Дешевле нарезать пластин из листового алюминия. А термосопротивление перехода пластина--радиатор не должно быть большим. Хотя не знаю, что будет с равномерностью прижима при тепловых деформациях при таком монтаже по краям. Толщина пластины 4-6 мм.

[biv4]

Хороший модуль получается! Я бы не надеялся на текстолитовые уши, сверху такой-же пластиной прижал.
В центре платы самый сильный нагрев, прижим там нужен. Хотя если плата 2мм и резинка мягкая, то можно попробовать прижать только через уши.
Может сделать такую плату на алюминиевом основании?

[amaora]

[user]biv4[/user], плата 1.5мм, резинка 0.5мм. Под алюминиевое основание надо другую плату разрабатывать, монтаж с одной стороны и один слой меди.

Вот фото с тестов предыдущей ревизии. Пробовал прицепить маленький радиатор. Резинка 1мм с заявленной теплопроводностью 6 Вт/мК, нежная, мнется и ломается. Тогда на токе около ~70А отпаялся провод в разъеме на мотор, источник питания тоже сдался и не смог необходимую мощность выдать, на этом тесты я приостановил .



Еще немного подумаю, если лучше идей не будет, то оставляю эти уши и переходную пластину.

[biv4]

Под алюминиевое основание надо другую плату разрабатывать, монтаж с одной стороны и один слой меди.

На алюминии и многослойки делают, не быстро, на срочном производстве - только один слой.
Можно и самому заламинировать на переходную алюминиевую пластину. Вскрыть от маски нижний слой, приклеить через препрег (стеклоткань + высокотемпературная эпоксидная смола).

Резинка 1мм с заявленной теплопроводностью 6 Вт/мК, нежная, мнется и ломается.

То что надо. Тонкие, армированные - жестковаты для этого дела будут.

Еще немного подумаю, если лучше идей не будет, то оставляю эти уши и переходную пластину.

Уши и пластина - хорошая идея! Может для большей жесткости сделать плату в виде восьмиугольника, с ушами - трапециями до углов?

[amaora]

На алюминии и многослойки делают, не быстро, на срочном производстве - только один слой.
Можно и самому заламинировать на переходную алюминиевую пластину. Вскрыть от маски нижний слой, приклеить через препрег (стеклоткань + высокотемпературная эпоксидная смола).

Ну это тоже самое, что убрать все компоненты с нижней стороны и через терморезинку прижать пластину. У препрега теплопроводность ~0.2 Вт/мК, хотя и толщина может быть значительно меньше резинки.

Уши и пластина - хорошая идея! Может для большей жесткости сделать плату в виде восьмигранника, с ушами - трапециями до углов?

Надо подумать, чем занять эти уголки. Там могут быть какие-то элементы корпуса. Если делать конструкцию из радиатора и верхней крышки, в этих местах можно крепеж расположить.

Добавка: Вот так думаю будет достаточно жестко (углы 45°).

[amaora]

Платы новые и радиаторы.

[amaora]

Небольшой прогресс разработки. Собрал два контроллера, сделал первичные тесты.

1) Новые драйверы показали себя хорошо, с током 3А (вместо 4А) в затворной цепи переключение идет мягче. Но недоглядел за током утечки в бутсрепной цепи, теперь открыть верхние ключи можно только на ~10мс (было ~100мс). Не надо экономить на бутстрепной емкости (сейчас 1мкФ + 0.1мкФ);
2) Правильный футпринт токовых шунтов тоже показал результаты, начальная точность на уровне 2% (было 15-20%);
3) Новый токовый усилитель ожидаемо (коэффициент усиление ниже в 3 раза) меньше шумит и быстрее подавляет всплески. На картинке графики шума измерений, по току (диапазон +/- 150А) и напряжению (диапазон от 0 до 60в);

Надо еще провести нагрузочные тесты. Стенда из двух мощных моторов у меня нет. Буду делать нагрузку в виде трех дросселей. Проверю предельную величину фазного тока.

[on4ip]

Будите у нас на колыме, заходите в гости. У нас испыть можно 10-15 квт нагрузка есть.

[amaora]

Сделал нагрузку из трех катушек проводом 6мм². Получилось 5 мОм фазное сопротивление и 3 мкГн индуктивность как и рассчитывал (хотел больше индуктивность но плотнее уложить витки не смог). Контроллер выдает 50 Гц синусный ток без обратной связи. Обдувается вентилятором. Результаты:

Ток фазный (А)	Температура (С)
80	40
100	60
110	70
120	85

На графике аппроксимация результатов полиномом. Тест длился по 5 минут на каждом значении, на 120А держал 20 минут.

Фазные провода 10 AWG нагрелись до 60-70С, пальцы не терпят. Большие значения тока проверять не стал. При работе на мотор с большой отдаваемой мощностью нагрев еще вырастет.

Температура по NTC датчику на силовой плате. ИК-термометр показывал температуру радиатора на 10-20С ниже.

[Alex75]

Так можно забыться и трёхконфорочную индукционную плиту соорудить...

[Alex75]

Вот контроллер от китайского квадрокоптера:

Тоже неплохая компоновка. Есть возможность прикрутить силовые провода.