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[充電] RCE第二代整流器@二代TMAX電壓及溫度簡易測試報告

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等級:碩士

文章日期:2013-7-10 02:59


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本文章最後由 LSI狼 於 2013-8-7 02:29 編輯

近日內RCE第二代整流器即將推出,其整流器結構屬於MOSFET短路型調整器(MOSFET Short Regulator),與一般市面上常見的SCR短路型調整器有何不同之處呢?以下是簡單的說明

SCR Short Regulator

01.jpg
工作時交流發電機(Magneto)電流經由二極體往直流正電流,輸出經保險絲(Fuse)供應給電池(Bat)和負載(Load),電流由直流負電經二極體回到發電機內

控制輸出電壓方式,就是在直流負電端的二極體上並聯反向的矽控整流器SCR(如圖中紅框部分),當發電機輸出超出所需電壓時,內部控制電路(Control)會控制矽控整流器導通,把發電機輸出"搭鐵"到直流負電上,此時發電機的電流會消耗在內部矽控整流器上,所以這就是整流器發熱的原因之一(另一個是電流流過各二極體時產生的熱量),當然SCR不是一直處於短路,SCR的特性是當電流反向時,就會恢復不導通狀態,所以每次發電機輸入交流電流變換方向時,SCR就會變回不導通,整個控制過程重新開始

MOSFET Short Regulator

02.jpg
雖同樣是屬於短路型調整器,其最大的差異在於直流負電端的二極體與SCR被更換成MOSFET(金氧半導體場效電晶體),平常工作時使用MOSFET本身的寄生二極體來讓直流負電端的電流回到發電機,當發電機輸出超過所需時,控制電路會控制MOSFET導通,把發電機輸出"搭鐵"至直流負電上

但MOSFET與SCR最大的差異點在於切換時機、切換速度以及導通損失,MOSFET比起SCR切換速度要快(可以更快的ON及OFF,避免因為速度延遲而造成額外損失),導通時損失較小(SCR導通時會損失1~2伏特的壓降,而MOSFET只會產生Rds-on的損失),ON-OFF切換時機有彈性(SCR導通後只能在電流轉換方向後才能截止,而MOSFET可隨時控制OFF),所以整流器本體因消耗發電機電能而產生的熱量就減少許多,較快的ON-OFF速度與可改變的OFF時機也可以隨時依照發電機以及負載的狀況快速改變MOSFET ON/OFF狀態,而提升電壓的安定性


這次測試的比較對象,第一個是YAMAHA二代TMAX 500原廠所使用,由日本新電元(SHINDENGEN)製造的SH719AA整流器,屬於SCR短路型調整器

正面鰭片外觀
03.jpg

商標及型號打印,靠近中央的孔是灌膠注入孔
04.jpg

背面還有鋁板可協助導熱
05.jpg

交流發電機輸入及直流輸出採共用一個接頭
06.jpg


第二個是同為新電元製造的FH012AA整流器,屬於MOSFET短路型調整器,此顆整流器在國外的重機用改裝整流器市場中相當有名,推出不少對應各廠牌重機的轉接線組,來改善原廠整流器過熱/融化/燒毀的問題,尤其是不少歐洲廠牌車款,普遍都有整流器過熱、融化外殼及燒毀的問題,這次也特別取得來加入這次的測試

正面鰭片外觀
07.jpg

背面同樣有協助導熱的鋁板,同時可以看到交流發電機輸入(灰色)與直流輸出(黑色)採用了獨立接頭,且均為防水接頭,光是接頭體型就比右邊的SH719AA大上不少
08.jpg

頂部商標及型號打印
09.jpg

SH719AA與FH012AA側面比較
10.jpg

第三個就是RCE推出的第二代整流器,RCE這次在外殼上一改以往鰭片式的傳統整流器外觀,採用6061航太鋁料以鍛造加工製作、並加以CNC、噴砂、陽極處理,搭配可調式鎖孔來配合多種固定尺寸,內部電路也採承受更大功率及更低溫的設計,避免過多的熱影響輸出穩定性及壽命

正面外觀,手上目前測試用整流器的外殼是銀色尚未進行任何加工的原型
11.jpg

與原廠SH719AA的大小比較
12.jpg

輸出線組,有棕色電壓回授線的設計,同時直流輸出紅線/黑線加粗,以承受更大電流
13.jpg

對應原車接頭的輸出端子,電壓回授線直接接在端子的正電腳位
14.jpg

當CNC/噴砂/陽極處理加工完成後,會如下圖的樣子
15.jpg

背面是一般整流器常見的封膠處理,僅靠正面鋁製外殼散熱
16.jpg

接下來是實際上車測試

測試設定:

原廠SH719AA測溫頭安裝位置(後方鋁板)
17.jpg

直接從整流器正負極拉出線路測試輸出電壓,並使用含紀錄功能的電表擷取電壓
18.jpg

FH012AA測溫頭安裝位置(後方鋁板)
19.jpg

因為FH012AA為防水接頭,與現車上不符,所以將原廠整流器線路退PIN後直接插在其端子上,電壓取樣點同樣是在整流器正負輸出端
20.jpg

RCE第二代整流器測溫頭安裝位置(螺絲固定處鋁金屬)
21.jpg

因整流器本體已有線路,所以就直接插上原車整流器接頭就好,電壓取樣點同樣在原車整流器接頭的正負端
22.jpg

測試方式:

A.車輛電系僅更換RCE 6.9Ah鋰鐵電池,加裝電壓表*2,更換LED剎車尾燈*2,其餘無修改

B.選定一約3.2公里的直線為主市區道路,有十個紅綠燈,每次停紅燈的點與時機會有所不同,偶爾會因轉彎/變換車道/超車時使用方向燈

C.騎乘車輛時,停止下起步轉速拉到5000轉,當車速接近速限時就把轉速降至4500~4000轉採定轉騎乘

D.第一趟測試溫度,第二趟測試電壓,之後拆下外殼,交換整流器,裝上外殼,重複下去直到所有整流器都測完

以下是溫度圖表:
23.jpg

這裡附註說明一點,測試FH012AA到達測試路徑停止點要改為紀錄電壓時,不小心刪除電表記錄數據,所以馬上再度啟動溫度紀錄並重新開始測試路徑,所以會看到FH012AA的曲線開始點不太一樣,因為第一趟停車到第二趟開始間距不到一分鐘,所以該曲線的起始點其實是與第一趟的最終溫度點接近

測試結論:

淺藍-原廠SH719AA溫度最高,短短五分鐘的騎乘,溫度已經爬升到66.5度

紫色-新電元FH012AA即使連跑兩次,最終溫度為46.9度,由曲線開始點推測第一趟的終止溫度為43.9度

綠色-RCE第二代整流器,最終溫度為48.1度,比FH012AA略高一點

兩者間的溫度差應是FH012AA正面鰭片+背面散熱鋁板讓散熱效果較佳,使溫度表現較低,不過還是比原廠的溫度要低上許多(相差18度),兩次騎乘過後拆裝原廠整流器時,溫度已經燙到無法用手拿著,而FH012AA與RCE整流器拆下時雖然有溫度,但都可以用手持續拿著

溫度表現(由低至高):FH012AA < RCE二代 << SH719AA


再來是電壓圖表:
24.jpg

第一個最深的凹陷處是發動引擎時,啟動馬達運轉的瞬間所產生的電池壓降,凹陷後面是引擎發動後發電機及整流器開始工作,電壓開始往上提升

測試結論:

黑色-原廠SH719AA整流器,發動後維持在14.1V左右的輸出電壓,停紅燈怠速時降到最低13.752V,但是騎乘中有出現三個電壓上升的突波,最高點達14.482V

紅色-新電元FH012AA,騎乘間電壓維持在14.4~14.48(最高點)間,停紅燈怠速會降到14.162,之間微微上下起伏的電壓表示因路況改變,較無法維持恆定轉速騎乘而使電壓有變動

紫色-RCE第二代整流器,發動後維持在14.5V,最高點14.502V,只有在停紅燈怠速時降到14.309V,整體電壓上下起伏程度比起FH012AA要少許多
這裡有一個比較無法控制的變因是電池兩端電壓,可以看到三次騎乘初始電壓都有所不同,從13.9變化到14.3,而電池電壓狀況也會影響整流器的表現,加上這是搭配鋰鐵電池的電壓數據,若是搭配鉛酸電池可能也會有所不同

電壓表現(由高至低):RCE二代 > FH012AA > SH719AA


穩定性測試方面,目前將RCE二代整流器替換原廠SH719AA,用於日常通勤上,並依照車上所裝的電壓表觀察電壓情形,搭配電表紀錄通勤過程的電壓及溫度數據,尚待時間的考驗

報告完畢,謝謝收看

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等級:碩士

文章日期:2013-7-10 07:58


歐買嘎~
RCE二代整流器原型出現了~
狂推拉~~~
全新外觀~
全新感受~~~

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其實這樣外觀對整流器外露的車比較有幫助說(汗)  2013-7-11 01:24 | 回覆
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等級:碩士

文章日期:2013-7-10 09:07


感謝分享!!
看到這麼多數據,真是專業
我頭都暈了XD

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其實主要是先針對溫度及電壓去比較,還有更詳細的測試資料  2013-7-11 01:23 | 回覆
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等級:碩士

文章日期:2013-7-10 09:21


非常專業的數據分享~
RCE二代整流器真是好物~

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目前表現還不錯,就看後續時間的考驗囉  2013-7-11 01:24 | 回覆
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等級:碩士

文章日期:2013-7-10 10:10


狼大

請問一下,這款整流器只適合用在搭配離鐵電池嗎?? 普通鉛酸電池也可以搭配使用?

謝謝~~!!

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兩種電池均可對應  2013-7-11 01:22 | 回覆
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等級:大學部

文章日期:2013-7-10 10:28


狼大 有說過 鋰鐵 或是 鉛酸電池皆可用低~~
但是我是比較在意壽命問題....

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所以目前裝在車上,每日通勤上下班使用,並觀察狀況  2013-7-11 01:22 | 回覆
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等級:碩士

文章日期:2013-7-10 13:25


QQ 我還以為 要裝台電視呢 @@

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裝電視^^?  2013-7-11 01:25 | 回覆
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等級:大學部

文章日期:2013-7-10 13:42


請問一下,是否有測試 RCE第二代整流器 跟iPower,裝載在同一台車上呢?
另外裝這個整流器,也是否要一併安裝RCE鋰鐵電瓶 呢?

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  2013-7-11 01:28 | 回覆
目前手上未有iPower可一同測試,不過電系方面搭配上要特別注意  2013-7-11 01:26 | 回覆
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等級:大學部

文章日期:2013-7-10 14:21


鉛酸、鋰鐵都適用喔,我們不建議和 iPower並聯使用,因為我們無法控制在其他設備在行進中斷開整流器及忽然再連接瞬間的壓差及瞬間突波是否會傷害整流器或其他車上電系產品,所以如果因為安裝iPower導致產品損壞則不再保固範圍。

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感謝老闆補充  2013-7-11 01:26 | 回覆
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等級:碩士

文章日期:2013-7-10 16:58


希望狼大 可以與RCE一代跟二代整流器之間做測試阿~
好文先推薦

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好,後面會補上  2013-7-11 01:28 | 回覆
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