说二极管等电子元件

作者  Hikaru

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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。
7 R' L5 @) {. G好！下面进入正题。


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, S3 l3 w- i+ @$ `! C4 y* o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


$ Z7 `- o0 j6 C+ E" A5 _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。
, i9 G. X# E" J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。
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  A9 _# l/ W( E7 e2 }0 Q: L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。
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ESC上电容的问题
连在ESC上的电容
& `: Q8 A9 ^" g  p1 J/ H5 r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畜电器。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。
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& l; g0 H5 P4 i9 \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。
: X1 t! {! u( k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。
  ^1 C2 P  s. l7 X' @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。
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; K; Q% X5 `8 N; x9 x" _6 W5 Wnoise的问题
这个问题困扰大家n久了。最大的自体noise寻在于电机，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。

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& `+ _- s- o% H3 J$ F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
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6 w. B3 C+ J) U6 g6 K8 H/ F·搞清楚极性，如果要求有极性的话
. `2 w% S8 p& b% ]( H' K·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

我理解的2极管是这样的:
当电机感应电压高于击穿电压时，二极管反向导通迅速降低感应电压至二极管的击穿电压值。所以反向击穿电压（二极管耐压值）会起决定性的作用。
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一些高手说我的理解是错误的。
9 N% L, D% f& T+ E3 q* p我想知道二极管的击穿电压到底有没有严重影响到二极管工作。

可唔可以讲下二极管点接,正负是点分呀,正接在马达边度,讲清楚D啦

d ddddddddddd

一极管负极一般都有标识，或者是黑点或者系白点，如果是柱状的是黑圈或白圈，如果某也很容易测出来，用万用表打到测二极管那一档，一试就OK

如果接马达，可以用4个二极管接成桥式，那么即使电池怎样都不用担心接错线。

原帖由 aaronlen 于 2007-7-11 08:43 AM 发表
如果接马达，可以用4个二极管接成桥式，那么即使电池怎样都不用担心接错线。

1 E/ c% d$ _5 s& k那是直流马达变交流的简单做法，但是对模型来说不适用，凭空加了两个阻碍电流的东西，至少多了0.6v的压降吧，直接抵消了顶级esc的低内阻优势。

:em07:

这个帖子好

:em10: 好帖