萝丽控-超高压(全电压)有刷双向电调 DIY教程

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【电动滑板坑】填坑配套作品:【超高压有刷双向电调】



何谓“超高压”?:
       由于模型使用的有刷电机大部分是7.4V,所以一般的有刷电调也只支持这个电压,淘宝上偶尔有能支持12V~16V的都自称是高压电调了,那这款可以支持24V以及更高电压的电调只能叫做“超高压”电调。高压可以用的电调低压当然也可以用,所以也可以叫“全电压支持”。

为什么要做“超高压”?

      源于【电动滑板】、载人电动车的现实需求。与玩具车不同,想要载人的滑板对功率输出、扭力输出、续航效率等要求非常高,必须要提高电压才能解决。


“超高压”的好处?
       提高效率:如同电线杆输电用高压一样,相同功率提高电压,减小电流,效率提高,电机发热减小,续航增加。      

       减小电池压力:同样功率低压要用高C的好电池,高压就可以用低C低成本电池串联。
       降低电调成本:电流减小意味着原来要并联好几个MOS管的大电流电调,相同功率高压只需要一个MOS就可以。


挖坑与填坑:

填坑永远没有挖坑快:脑袋一热,灵机一动,就可以挖个大坑,而把坑完整的填上却需要长期的努力和付出。
量力挖坑:如果没有现实的支持,人的热情持续时间实际上非常短暂,等热情退去,琐事缠身,大部分人挖的坑都烂尾了。所以还是王总说的好,先定一个小目标……

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一、元器件购买

1、STC15W104 *1;
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2、7805 *1;
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3、电解电容470UF 25V *1;
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4、电解电容100uf 16V *1;
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5、三极管SS8050 *2;
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6、电阻1K欧 *4;
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7、电阻4.7K欧 *4;
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8、瓷片电容104 *2;
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9、NMMOS IRF1404 *2;单价一块多
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10、PMOS IRF4905 *4;单价一块多
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二、焊接

1、元件全家福
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2、焊接5V稳压,充分发挥祖传电阻腿大法,洞洞板焊出PCB的味道
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3、焊接三极管驱动电路
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4、焊接分压电路
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5、焊接MOS管
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6、完成
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教程电调规格:
      电压:12V~24V
      MOS:1404 10毫欧(5V直驱) + 4905 10毫欧(并联除以2)
      电流:无散热20A,风冷散热30+。
      24V的30A,相当于12V的60A了,功率已经不小,足够电动滑板使用,一个电调拖两个895电机(24V 6000转)无压力。

7.4V可以用吗?36V可以用吗?怎么做到全电压支持?
PMOS的驱动电压依赖于R3/R1的分压(看电路图),电压小于24V时,减小R1,否则PMOS驱动电压降低;

      电压大于24V,增大R1,否则电阻发热。

为什么是PN?不做全N?N管不是电流更大吗?
      实际上两只P管并联,和一只N管是大致相等的。与其增加电路复杂度,不如把升压电路的钱换成两个P管来的简单。

有没有更低内阻的MOS?
      有的,可以选择CEP83A3  30V  6毫欧(5V直驱)+ CEP110P03 30V 6毫欧,2N+2P并联的话只有3毫欧。
      CEP是国产品牌,假货较少,别的MOS假货实在太多。

电流并联:对于如何继续增大电流,原来的教程只是顺手提一句:并联大法。
然而实际看到跟帖回复后才知道,很多人连怎么并联都不知道。
现在官方演示如何并联:多插几个MOS管相同引脚焊在一起就好了!
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三、程序固件和调试


高压电调电路看起来和旧版本的电调差不多,为什么新电调可以做到高压?其实高压电调最关键的一个改变就是加了一颗104电容!
先看一下如果只用三极管反相器驱动PMOS会怎样?
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图中黄色线为下臂NMOS驱动波形,绿色为上臂PMOS驱动波形,紫色为相电压波形。
当下臂开启,相电压迅速拉低到0V时,由于MOS管内部电容的存在,Cgd会通过Cgs抽取电荷,表现为MOS栅极电压下降,图示可以看出,出现一个向下的尖峰,MOS管误导通;
当下臂关闭,相电压迅速拉升到23V时,由于MOS管内部电容的存在,Cgd会向Cgs注入电荷,表现为MOS栅极电压上升,图示可以看出,出现一个向上的尖峰。


所以简单的PN电调在低压还正常,高压必定出现短路。
如何防止这种现象?
不需要做复杂的驱动电路,只需人为增大Cgs就可以解决。


假设MOS自身电容Cgs为4nf,Cgd为2nf,2nf的突然抽取,会对4nf造成严重影响,但是如果并联一颗104电容(100nf),2nf就如同遇到大海,掀不起什么风浪了。




增加104电容的波形如下,可以看到效果立竿见影:
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但是增大电容的同时意味着MOS的驱动速度变慢,原来的程序必定无法通用,必须编写新的程序。
注意:高压PN电调有自己的专用固件,不可乱刷固件,否则必定冒烟!!!



四 、固件烧录和测试

相对于旧版本电调,新固件做出了如下改进:

1、增加了对正反转快速切换的延时处理,防止短路。
2、优化了上电音乐算法,适应加电容的驱动电路。
3、固定油门行程(1050——1500——1950),到手即用,无需设置。删除了行程校准功能,因为有太多新手错误的进入行程校准模式出错无法正常使用。其实行程校准本身也没有存在的必要,遥控器上是可以微调中点和舵量的。
4、优化PWM,线性更佳。

开源艰辛,请点击链接支持:一元赞助链接:支持开源。一个商品的高压电调要几十上百块钱,DIY一个电调只要10块钱,大家心里应该清楚。

 

烧录固件
只需设置12MHz即可。(5V GND TX RX)
具体如何烧录固件?第一次DIY的新手可能一脸懵逼,不慌,点击链接,查看专业烧录教程:
100%烧录成功的STC下载器制作教程

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第一次通电测试:

为防止焊接错误导致短路烧坏,第一次通电测试应该先接一个保险丝。 可以剥一根细铜丝代替保险丝。
上电后,如果电机发出滴滴滴的音乐,能够控制正反转,电路正常;
如果保险丝、细铜丝熔断,电路焊接错误。

另外再加一句,每次教程无论多么简单,总有人焊接短路冒烟(上下臂MOS直通)、或者是电机只能正转不能反转(某个MOS管电路虚焊),如果你焊接时能够仔细认真,确认每个焊点焊接可靠、相邻焊点之间没有连焊,反而一次成功,少走弯路。
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装机使用:

895电机(参数选择:24V 6000转)两个并联接电调,两块3S电池串联24V供电,胶带大法固定。全油门15KM/h。看到这可能有人会惊讶:才15码?  实际上,站在滑板上,超过10码大部分人已经控制不住了,15码已经有危险,速度再快不是高手根本驾驭不了。。

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设置柔和刹车:

确定滑板前进和后退方向后,遥控器上把相应通道后退舵量减小至20%或更小,具体看个人手感。
这样前进最大是100%的油门,刹车反转最大是20% 油门。警告:如果不设置,高速急刹车会令你栽倒!
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PCB版本:

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五、全电压支持如何调整分压电阻

有很多模友没有电子基础不明白怎么分压,这里详细说明一下:

简单的说:按照教程做的电调7.4V到24V都是可以运行的,如果MOS管没有出现发热过大烫手现象不需要做任何改动,直接使用。

复杂的说:

为什么要分压?
MOS管驱动电压范围是小于+-20V;
当电池电压24V时,如果没有分压,PMOS管的驱动压差就是-24V,超过+-20V安全范围,MOS管有可能损坏。

所以,分压的目的主要是电池电压过高时保护MOS管。

分压实例:

电池电压为7V~12V时,R1、R2 =0欧       R3、R4 =1K欧

电池电压为16V时,       R1、R2 =470欧   R3、R4 =1K欧

电池电压为24V时,       R1、R2 =1K欧     R3、R4 =1K欧

电池电压为36V时,       R1、R2 =2.2K欧  R3、R4 =1K欧
(超过30V 时7805输入也需要串联几百欧电阻,否则7805会烧毁)

 

下载信息 资源名称萝丽高压有刷PN双向电调
最近更新2024-5-5
下载地址

爱折腾
  • 本文由 发表于 2023年 6月 6日 17:19:28
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