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熊蓋站  -> 汽、機車討論  -> 所謂的車用電源濾波器(俗稱逆電流)

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NICO ∷ 職務: 超級版主 ∷ 編號: 6013 ∷ 級別: 天使會員 ∷ 發帖: 5346 篇 ∷ 威望: 4774 點 ∷ 財富: 20 蓋幣 ∷ 貢獻: 5 個 ∷ 配偶: 單身 ∷ 家族: 軒轅山莊 ∷ 註冊: 2005-11-16 ∷ 上次: 2012-05-23 鮮花(5) 你還沒寵物，趕快去買一隻吧 寵物商店   【字體：大 中 小】 《   》 【本站推薦】:  所謂的車用電源濾波器(俗稱逆電流) 由 BearClub 轉貼 緣起： 大概是去年開始吧，有網友從日本的網站上發現標題為『逆電流制御』的「新發明」，不到一年的時間，市面上有相當數量類似的產品發售，連許多業餘的朋友也代工製作『逆電流』，賺點小外快，真是商機無限！ 老實說，乍見這個詭異的新名詞還真是心慌，從基本電學、電子學、電路學、電磁學.......一路走來，雖然都念的不怎麼樣，但也不至於對這種專有名詞一點兒印象都沒有吧？難道............ 探討： 沒錯，又是日文惹的禍，在國人有邊讀邊沒邊念中間的慣例下，連日文中的漢字都可以直接當國字念，後面的懶人更是自行省略後半段，直接變成『逆電流』這嚇死半調子、笑死內行人的新名詞。 根據原始的電路看來，『逆電流制御』的結構很單純，是單個電容器或多個電容器組合，並聯在車輛直流電源的基本應用；這樣的電路在各種家用電子產品裡幾乎都見的到，作用是降低電源漣波、抑制高頻雜訊，目的是希望得到更接近純直流的乾淨、穩定電源。當然若是以玩音響的技術角度來看，這只不過是最 BASIC 的電源濾波線路，要穩、要乾淨，至少來個串聯式穩壓才及格吧？ 或許又有人問，以等效電容的觀點來看，車上的電瓶已經是個超級大水塘了，為啥還需要這些像鼻屎般渺小的電容器？這的確是個好問題！一般車輛的發電設備都是很簡單的，不像電力公司送到家裡來的電力乾淨、穩定（亂遭遭的工業區例外），車上的整流器也不甚講究，整出來的「直流12V」用電表量是還OK啦，頂多電壓高一點、低一點或者是乎高乎低而已，若閒的發慌送上示波器量一量，那肯定精彩，怠速、各種轉速情況下都會混雜著不同程度雜訊的鋸齒漣波，再加上車上用電的零件，像CDI、火星塞，用起電來也很沒公德心， 這些都會為整個電力系統帶來不少雜訊和浮動負載影響。 當然，我們並非想在車用電源上架構一套 Hi-End 音響系統，無須過於計較電源純淨問題，但是基於一個不變的原則：任何電器用品電源越穩定，工作效果也一定越理想，越接近設計的目的；就像人寫字，在家裡四平八穩的書桌上一定比在不停晃動的公車上寫字來的漂亮。如果車上的電源穩定性能增加，或許收音機會比較沒有雜音、大燈平均亮度會比較亮、喇叭聲音會比較宏亮、點火會比較順暢、拉轉也會比較順暢、燃料也會比較省.......... 以上就理論而言都是可行的，那實際上呢？就看增加電源穩定性、純淨度的方法和成效如何囉！ 設計理念： 假設承襲玩音響那套方法，在車上裝個穩壓電路如何？？我想是有些麻煩的，因為穩壓的原理之一就是 Input 和 Output 必須要有一段電壓差，而發電機、整流器的輸出是固定的，全部修改工程很浩大，且車用電系是屬於低電壓、高電流的設計，要弄個高電流的穩壓器，成本會有點嚇人；當然您功力夠高也可以嘗試弄個 Switching Power Supply ，不過規劃一件事情總要有個 Trade-off，在這個改善電係的實驗方案裡，無須玩弄 Hi-End 那套戲法。 一個比較簡單可行的方案就是直接在機車電路上最適合的位置接上最適合的電容，適當的對電壓產生漣波過濾、高頻雜訊抑制之功效。 先講為什麼要裝對地方，前面提到車用電路是低電壓、高電流，您想想光是一顆 60W 的大燈，假設使用 DC 12V 的電壓，消耗電流即高達 5A，若供電源頭和耗電的中間插入 0.2Ω 的電阻，那麼 5A 的電流就會產生 1V 的壓降，如果喇叭按一下的瞬間消耗 10A，那 0.2Ω 的電阻就會產生 2V 的壓降，如果方向燈.........如果 CDI........如果........... 總之，這些粗略的估算只是為了描述直流電經過老舊電線、電纜接頭、氧化開關............之後，浮動負載對電源穩定造成的不穩定性，我們要設法把電容器安裝在距離目標零件最近的地方；就像把水塔蓋在單一水龍頭旁邊，水量的穩定性一定很棒，如果全家的水龍頭都共用管線、且離水塔都很遠，那水龍頭們就會彼此產生影響。你的目標零件是什麼？是大燈、喇叭、還是跟性能相關的點火系統？ 再來是電容的容量，需要 1μF？ 100μF？ 1000μF？ 還是 10000μF？，這要分兩個方向探討；一個方向是剛剛水塔的觀念，如果水塔太小、水龍頭口徑太大，0.001秒就足以把水塔放光，那這個水塔就太小了，容量顯然不足，所以我們必須考慮電容量是否足以應付目標零件的消耗及合理配合電源充電的週期（電源不是純直流、是有漣波的，要 設法利用電容盡量弭平）；另外一個方向就是車輛電系（含發電和用電兩部分）產生的雜訊和漣波是固定頻率、固定大小嗎？我想不是這樣的，光 CDI 點火的頻率就是隨引擎轉速一起浮動的，所以我們必須準備容量大小不等的電容器，對不同頻率的漣波、雜訊做最佳化吸收，吸收這兩個字實際一點說應該是電容的充、放電速率，太大的電容對高頻的雜訊莫可奈何、太小的電容對低頻的雜訊也無能為力，好在電容的特性是可以多顆併聯使用， 且等效容量是相加總的，例如 100顆 100μF 併聯在一起等效容量為 10000μF，這種作法可有效提高 Q 值，改善對高頻雜訊的反應能力，當然選購低 ESR 規格的電容也是一種辦法，但通常所費不貸、且目前還不知道所謂「高頻雜訊」有多高？有多嚴重？對車輛性能影響是否為關鍵點？這樣花大把銀子買音響級超低 ESR 電容（Equivalent Series Resistance）並非明智之舉；或許您要接著問：怎麼知道雜訊分佈頻域和能量大小？我得老實告訴你：要求真知就乖乖拿示波器、甚至頻譜分析儀來量吧，每台車設計不一樣的！ 妥協辦法： 醜話說盡後該是現醜的時刻，此回製作的想法很簡單，使用三級不同大小，約為十倍容量關係的電容器，期望能對不同頻域雜訊分別產生比較有效的抑制作用，總容量約在 20000μF 左右，至於這些數據是如何產生？一半用猜的、一半參考別人的實驗結果，若是有興趣當然可以嘗試其他的組合。 呈前文所述，安裝位置是很關鍵的，有人設計安裝在電瓶上（如試作一），有的安裝在鎖頭之後的某關鍵節點上或許會比較有效，但是必須考慮大容量電容在開啟電門的瞬間充電電流，對鎖頭接點可能產生電弧傷害，所以又畫蛇添足加了一組「柔性啟動電路」（如試作二、三），先以較小的電流慢慢將電容群充飽，約八秒鐘後再以Relay旁路充電電阻。 準備工具： 烙鐵：因為要焊接 ＃14 電線，60W 的會比一般常用的 30W 適合。 銲錫：建議買錫鉛比例63/37的實用品即可，這種場合不需要用到 WB T含銀銲錫。 電鑽：小隻的即可，用來鑽洞洞板和外殼。 熱熔膠槍：小隻的即可，別忘了買子彈 - 熱熔膠。 美工刀：切割洞洞板用，也可以剝電線皮、刮除零件接腳表面氧化物。 斜口鉗：剪電線、剪零件接腳、剝電線皮，建議買稍微好一點的。 吹風機：吹熱縮套管（懶人也可用打火機烤）或替熱熔膠收邊用途。 十字螺絲起子：拆裝外殼。 準備材料： 電容：要用國產進口隨便、容量也隨便、耐壓要25V還是更高也隨便，總之您高興就好 100μF / 25V x 20 1000μF / 25V x 10 4700μF / 25V x 2 2200μF / 16V x 1 0.0068μF / 400V   x 1（金屬皮膜電容） 　 保險絲及保險絲座：我是用3A慢熔型，座有很多種形式，可以選擇銲在板子上的、鎖在外殼上的、連在電線上的、汽車專用的薄片型..........隨你高興。 電路版：我是用洞洞板直接銲，一方面是懶得洗版子、一方面以粗電線搭接理論上電阻比較低。 電線：＃14，要用更粗的也無妨（電線規格參考）。 外殼：當然要裝的下全部組件，外殼以絕緣材質為佳。 電阻： 100Ω / 2W 10Ω / 2W 22KΩ / 0.25W 100KΩ / 0.25W 　 繼電器：線圈 DC12V、接點 12A。 電晶體：2N3055，也是 從零件盒裡面隨便亂抓的，凡是NPN晶體、功率撐的住控制繼電器線圈電流的摧殘即可。 二極體：IN4002。 熱縮套管：可準備紅色、黑色，絕緣又能標示極性，粗細自己看情形拿捏。 電路圖： C1∼Cn：1000μF / 25V x 20，100μF / 25V x 2，10μF / 25V x 2 Fuse：3A 慢熔 C1：2200μF / 16V C2∼Cn：4700μF / 25V x 2，1000μF / 25V x 10，100μF / 25V x 20，0.0068μF / 400V   x 1 Q1：2N3055 D1：1N4002 R1：100KΩ / 0.25W，R2：22KΩ / 0.25W，R3：10Ω / 2W，R4：100Ω / 2W Fuse：3A 慢熔 參考照片： 零件直接銲在粗線上電阻最低 電容隨你排列，極性不能錯置 縫隙灌膠防止電容震動 延長壽命 試作品二，增加軟性啟動電路，適合接續在電門之後的位置 金屬面一律灌膠，減緩氧化 塗膠密封後記得標示要清楚 其他： 長篇廢話講完後，這個電源濾波器到底要裝在哪裡？我想既然是DIY實驗性質，隨你高興吧，得離 CDI 近一點可能對點火比較有幫助，只是每台車設計不一樣，有些機車的 CDI 是直接引用發電機的另一組專用供電，這小裝置的效益就不是很直接囉！ 另外關於「LED工作指示燈」、「測試開關」這些東西有沒有必要裝？我想也是隨人喜好；『多隻香爐多隻鬼』，只要不增加太多開關接點、隱藏日後電阻上升禍根的裝置都無所謂啦，祝福大家從DIY中獲得樂趣 ※ ※ ※ 本文為 NICO 與 熊蓋站 共同所有，未經同意，請勿轉載 ※ ※ ※ 　 學習就像召妓,出錢又出力; 工作就像輪姦,不給你機會休息; 生活就像自慰,都靠自己雙手; 命運就像強姦,你反抗不了就要學習享受 　　               [樓 主] | 發表於:2006-02-27 02:57

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