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
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
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
商標及型號打印,靠近中央的孔是灌膠注入孔
背面還有鋁板可協助導熱
交流發電機輸入及直流輸出採共用一個接頭
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
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
頂部商標及型號打印
SH719AA與FH012AA側面比較
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
與原廠SH719AA的大小比較
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
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
當CNC/噴砂/陽極處理加工完成後,會如下圖的樣子
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
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)
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
FH012AA測溫頭安裝位置(後方鋁板)
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
RCE第二代整流器測溫頭安裝位置(螺絲固定處鋁金屬)
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
SCR Short Regulator
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
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
商標及型號打印,靠近中央的孔是灌膠注入孔
背面還有鋁板可協助導熱
交流發電機輸入及直流輸出採共用一個接頭
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
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
頂部商標及型號打印
SH719AA與FH012AA側面比較
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
與原廠SH719AA的大小比較
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
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
當CNC/噴砂/陽極處理加工完成後,會如下圖的樣子
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
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)
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
FH012AA測溫頭安裝位置(後方鋁板)
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
RCE第二代整流器測溫頭安裝位置(螺絲固定處鋁金屬)
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

