huk

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1

Dienstag, 25. April 2017, 18:51

Empfängerstromversorgung via BEC und Lipo

In meinem E-Segler ist ein "Diamond Pro 100 Regler mit BEC, von Lepopard Hobby" (6V) verbaut. der Antrieb wird über einen S6-Lipo gespiesen.
Zur Sicherheit möchte ich noch ein 2S -Lipo via "Hobbyking YEP 20A HV SBEC" (6V) anschliessen.
Nun meine Frage:
geht das direkt?
braucht es eine Weiche?
Muss noch Dioden eingebaut werden (wie zum Beispiel beim Graupner Regler)?

Für antworten herzlichen Dank im Voraus

huk

2

Donnerstag, 27. April 2017, 16:41

BEC vom Regler und BEC vom Zusatzakku sollten nicht direkt zusammen gekoppelt werden.
Es kann (sehr vielleicht) funktionieren, muss nicht.

Wenn die Spannung vom Zusatz-BEC höher ist als die aus dem Drehzahlsteller, kannst Du die Elektronik des Drehzalstellers abschießen. Und umgekehrt.
Weil dann keine Begrenzung der Spannung merhr aus dem Akku da ist (weil der MOSFET-Schalter permanent zu ist), kann auch die restliche Elektronik im Flieger in Folge abrauchen.

Ich hätte jetzt nur die Empfängerversorgung über den kleinen Akku gemacht und das +-Kabel aus dem Drehzahlsteller abgezogen.

Alternativ (wenn Du keinem Akku traust) und die Spannungen aus dem BEC halbwegs gleich sind, über dicke Schottky-Dioden die Spannungen voneinander rückspeisefrei ankoppeln.
Auch dann ist immer nur das BEC mit der höheren Spannung aktiv, bis dessen Akku leer ist.

huk

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3

Donnerstag, 27. April 2017, 19:37

Hallo e-beaver
Herzlichen Dank für die Ausführungen. Ich denke Schottkeydioden sollten zur sicherheit eingebaut werden beim Betrieb über 2 BEC.
Ich habe noch einige Schottkey-Dioden in der "Restenschachtel" Typ BY 251=BY 253P (bezeichnung Conrad LS von 2010) der Diodenkörper ist schwarz der Markierungsring grau. Auf dem Diodenkörper steht BY 251 und W8 . Da ich mich zuwenig auskenne und im Internet auch nicht wirklich schlau wurde meine Frage: würden diese Dingerchen gehen?

Die spannung kann ich bei beiden BEC einstellen (Diamond 5 und 6V, beim Yep 5, 5,5, 6, 7 und 9,9).
Die Idee ist, dass der S6-Akku primär der Stromversorgung für Motor und Empfänger dient und der 2s-Akku nur für den "Notfall" benutzt wird.
Ich könnte also den Regler-BEC auf 6V einstellen und den YEP auf 5,5. Wenn ich Dich richtig verstanden habe käme dann der YEP zum Zuge wenn der Regler-BEC weniger als 5,6V liefert.

Die andere Ueberlegung ist: Die Motorlaufzeit (Uhr am Sender) ist so eingestellt das nach Ablauf der Motorlaufzeit der 6S Akku 5200mAh noch über min. 40% Kapazität verfügt. Das reicht alleweil noch für einen gemütlichen Flug mit sicherer Landung. Zudem wird ja die Empfängerstromversorgung von der Hottsteuerung überwacht und von dieser Seite gewarnt sobald die untere Spannunglimite für den Empfänger erreicht ist. Als 2. Sicherheit ist ja der Regler so eingestellt, dass der Motor ab einem gewissen Spannungstiefstand abgestellt wird und somit noch genügend Zeit vorhanden ist für eine Sofortlandung. Und wenn der S6 abraucht ist eh alles zu spät.

Gruss

huk

4

Freitag, 28. April 2017, 12:31

Zur Empfängerüberwachung: Die sieht die geregelte Spannung aus dem BEC. Ist der Akku noch nicht ganz entladen, liegen da konstant 6V an, d.h. über Telemetrie kommt erst dann eine Warnung, wenn der 2S-Akku bei ~6,5V angekommen ist (tiefentladen!!!) und das BEC nicht mehr regeln kann, sondern nur noch durchlässt. Wie schnell dann der Akku danach aussteigt müsstest Du mal ausprobieren (am Boden!!!).

Das Problem bei der BEC-Spannung ist das folgende:
Ein Abwärtswandler schaltet den (MOSFET)-Schalter S1 ein, solange die Spannung am Ausgang unterhalb dem Sollwert ist. Die Spule wird dabei "aufgeladen" und liefert über die Freilaufdiode weiterhin Strom, wenn der Schalter S1 wieder ausgeschaltet wird. Der Kondensator glättet das ganze noch bzw. lässt dann auch mal Pulsbelastung am Ausgang zu. Das ganze läuft normalerweise mit einer festen Schaltfrequenz und die Einschaltdauer von S1 wird verändert. Gibt aber auch welche, bei denen die Pause auch noch variiert wird. Und die Elektronik hat dabei auch Mindestzeiten, während denen nicht immer gemessen wird (um Störungen während des Schaltens im Signal auszublenden).

Hängen jetzt zwei Regler ohne Entkopplung aneinander, laden beide Schalter die nun zusammenhängende Kapazität auf - völlig unkoordiniert und unabhängig voneinander. Die Regelung der einzelnen Schalter kann durcheinander kommen, es wird zu wenig oder zuviel in die jeweilige Spule eingespeist- was dann zu Unterbrechungen oder Überspannungen führen kann. Noch schlimmer ist das bei Synchronwandlern (MOSFET anstelle Diode), weil dann der zweite Regler Strom auf den durchgeschalteten S2 geben kann - und dann rauchen die MOSFETs ab.

Mit Entkopplung über Dioden kann zumindest der jeweilige Regler die Spannung unabhängig vom anderen Regler tatsächlich ausregeln und es kann auch kein unzulässiger Strom in den anderen Regler fließen.

Im idealen Fall sind beim Zusammenschalten die Spannungen genau gleich und der Strom teilt sich dann auf die beiden Regler gleich auf. Real sind die Spannungen aber nie gleich und es gibt immer Leitungs- und Übergangswiderstände, so dass die Ströme etwas unkontrolliert geteilt werden. Klar kannst Du nun das eine BEC auf 6.5V stellen und das andere auf 6V stellen, dann ist immer das mit 6.5V aktiv (außer es fällt wegen leerem Akku oder Defekt aus). Dann kommt das zweite BEC zum Zuge und kann aus dem bisher nicht leeren Akku weiter versorgen. Und den Abfall von 6.5V auf 6V könntest Du über Telemetrie feststellen (und einen Alarm schalten).

Zu Deiner gewählten Diode: eine BY251/253 ist keine Schottky, sondern eine normale Gleichrichterdiode. Die hat einen Spannungsabfall von 1,1V (BECs dann eher auf 6,5V stellen...) und kann dauerhaft nur 3A (wären 3W Verlust, das wird warm). Eine MBR2045 passt da besser, muss aber auch ausreichend gekühlt werden, wenn die vollen 10A drübergehen...

Was die Betriebsicherheit anbelangt: ein gutes, zuverlässiges BEC aus einem überwachten Flugakku (Telemetrie im Regler oder Spannungssensor am Flugakku) ist sicherer, als zwei (billigste) BECs, eine gepfriemelte Verkabelung (Lötkünste, Kabelbrüche, Stecker, falsche Diode...) und ein nicht geladener zweiter Akku, auf den man sich im Notfall verlassen möchte.

huk

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5

Freitag, 28. April 2017, 13:58

hallo e-beaver
Herzlichen Dank für Deine Ausführungen.
Die Diode BY251 eignet sich also nicht (die Bezeichnung vom grossen C ist demnach nicht korrekt dort steht Schottkey-Diode....)
Da ich den gemütlichen Segelflug vorziehe denke ich, dass ich bei weitem nicht in den Bereich von 10A komme (ich fliege nach wie vor mit Analogservo. Im betreffenden Segler sind nebst Seite Höhe noch 6 Flächenservo verbaut, 2xW, 2xQ1 2xQ2).
Ich werde wie bisher mit dem S6 Akku fliegen. Sollte ich doch noch umstellen auf den zusätzlichen Reserveakku werde ich die Dioden einbauen und den Regler-BEC auf 6V einstellen und den BEC des Reserveakku auf 5,5V und die Steurungswarnung auf 5,7V.

Gruss

huk

6

Freitag, 28. April 2017, 17:27

8 Servos, auch wenn analog, sind doch eine Hausnummer, da bei Quer zu Wölbklappe dazugemischt auch mal sechs gleichzeitig bewegt werden (und SR/HR ja auch nicht untätig sind). Speziell bei Richtungswechseln haben auch die einen Stromhunger. Die 3A fließen sicher nicht dauerhaft, aber als Bemessungsgrundlage für die Stromversorgung würd ich das schon ansetzen.

Die BY251 kannst Du schon verwenden, wenn Dir klar ist, dass die Durchlasspannung im Bereich von 0,8V...1,1V (10mA...3A) liegt und die BEC-Spannung entsprechend höher liegt.
Jedesmal wenn das Servo anläuft, bricht hinter der Diode die Spannung entsprechend ein. Und pro Watt Verlustleistung steigt die Temperatur innerhalb der Diode um 25°C an (bei 3A wären das rund 75°C).