Aký prúd znesie lineárny BEC?

Možno si poviete: „Blbá otázka!

No predsa jednoAmpérový jeden Ampér, dvojAmpérový dva Ampére a tak.“

Lenže situácia nie je taká jednoznačná a za určitých okolností môže byť maximálna hodnota trvale odoberaného prúdu z lineárneho BECu len zlomok z jeho udávanej hodnoty.

Že by nám výrobcovia klamali?

Nie neklamú, len nám nepovedia všetko.

Alebo lepšie povedané, hodnoty, ktoré na svojich výrobkoch uvádzajú, platia len za určitých podmienok.

autor: Janko O.

 

 

 

Najprv si povedzme, prečo spomíname lineárne BECy. Nuž preto, že sú v „rekreačne“ zameranej modelárskej obci najčastejšie zastúpené.

Schválne. Skúste si v duchu urobiť inventúru svojich modelov a modelov svojich kamarátov a zrátať percento zastúpenia lineárnych BECov v týchto modeloch. Ak nie ste vyznávač obrích modelov, alebo majster sveta v nejakej modelárskej kategórii, tak vám toto percento vyšlo isto vyššie ako 50 a mnohí sa úplne jednoznačne dostali k číslu 100. 

Ak si nie ste úplne istí, čo sa rozumie pod pojmom LINEÁRNY BEC, tak niečo bližšie sa môžete dozvedieť v článku „Paralelné zapojenie BECov“ a v ďalších súvisiacich článkoch.

Prečo teda lineárny BEC (Battery Eliminator Circuit) vo väčšine praktických modelárskych situácií nie je schopný TRVALE dodávať prúd, ktorý je na ňom deklarovaný?

Schválne sme zvýraznili slovo TRVALE, pretože krátkodobo ho dodávať môže a dokonca má aj určitú rezervu.

Čo sa teda stane po určitom čase, keďže krátkodobo je všetko v poriadku?

Nuž, náš milý BEC sa po čase jednoducho prehreje, čiže neprekročíme síce maximálny dovolený prúd, ale prekročíme iný medzný parameter – prekročíme teplotu.

Chladenie BECu je spravidla pomerne mizerné, samotné stabilizátory nie sú umiestnené na žiadnom chladiči, väčšinou sú len prispájkované ku kúsku medenej fólie na plošnom spoji modelárskeho regulátora (ESC – Electronic Speed Controler).

Schopnosť tejto fólie vyžarovať teplo (chladiť) je taká malá, že podľa niektorých vyjadrení je možné stabilizátory v lineárnom BECi trvale zaťažovať výkonom len  1,5 až 2,5 Wattu.

Aj  tepelná zotrvačnosť  takéhoto konštrukčného riešenia je veľmi malá, čo znamená, že „chladný“ BEC môžeme zaťažiť aj väčším výkonom (môžeme odoberať aj väčší prúd), ale v priebehu   niekoľkých sekúnd   toto nadmerné „vykurovanie“ zvýši teplotu stabilizátora nad dovolenú hodnotu a obvod sa „v pude sebazáchovy“ vypne, alebo (častejšie) obmedzí výstupný prúd. Tým sa síce zachráni, ale na úkor modelu. Ten sa na istý čas (do schladnutia BECu, potom sa opäť zapne) ocitne bez zodpovedajúceho palubného napájania (prijímač aj servá sú bez prúdu úplne, alebo je tento prúd obmedzený). Čo sa vtedy deje s neriadeným modelom, si môžete len predstaviť. Ak sa chlácholíte tým, že predsa máte najmodernejší mikroprocesorový prijímač, vybavený systémom Hold a FailSafe, tak klamete sami seba, pretože tieto systémy na svoju chvályhodnú činnosť potrebujú napájanie. Ale vy ste práve bez korektného napájania a úplne bezmocný.

Že len tak straším a teoretizujem? Ale nie. Zažil som to na vlastnej koži a bližšie je o tom v článku „Elektroinštalácia viacmotorových modelov“ (krátky úryvok: Počas jedného kritického letu, keď som "bojoval" s vetrom, došlo k prehriatiu regulátora, BEC "vypol" (obmedzil prúd a napätie pokleslo z 5 Voltov na asi 1,5V) a neriadený model z výšky asi 4 metre havaroval.). Okrem toho, aj v diskusiách s kolegami modelármi sa niektorí priznali, že sa im niečo podobné „nevysvetliteľné“ už stalo. Po chvíli prišli k havarovanému modelu a na ich prekvapenie všetko fungovalo. Nuž, BEC za tú dobu stihol trochu schladnúť a znovu sa zapol. 

Princíp činnosti lineárneho BECu je úbytkový, stratový, odčítací, alebo ako inak len chcete. Požadované stabilné „palubné“ napätie (spravidla Uvýst = 5 Voltov) dokáže urobiť len zo vstupného napätia (Uvst) vyššieho, odčítaním určitej hodnoty napätia na vnútornom odpore obvodu (Uri). Takže platí: Uvýst = Uvst - Uri. Obvody BECu menia svoj vnútorný odpor (Ri) tak, aby pri vstupnom napätí (Uvst) v rozmedzí asi 6 až 37 V a odoberanom prúde od nuly po maximálnu dovolenú hodnotu (Imax) bol na ňom taký úbytok napätia, aby na výstupe BECu (Uvýst) bolo vždy stabilných 5 Voltov.

  A tu je práve problém. Zatiaľ čo vstupné (Uvst na schéme ako Ubat) a výstupné (Uvýst na schéme ako Ustab)  napätie sú rozdielne, vstupný a výstupný prúd sú prakticky zhodné a budeme ho označovať len značkou I.

Vnútorné štruktúry lineárneho stabilizátora – BECu sú zahrievané elektrickým výkonom Pri, ktorý je rovný súčinu napätia na vnútornom odpore (Uri) a prúdu BECom (I). Platí: Pri = Uri x I.

V úvode tohto článku sme spomínali, že bežný BEC dokáže vyžiariť teplo úmerné výkonu asi 1,5 až 2,5 Wattu. My si pre jednoduchšie počítanie vyberieme strednú hodnotu, teda  2 Watty.

Znamená to, že pri trvalom (dlhšie trvajúcom) odbere prúdu z BECu nesmie hodnota Pri prekročiť 2 Watty. Lepšie bude, keď si povieme, že súčin Uri x I nesmie prekročiť určitú „neprekročiteľnú“ hodnotu. To ale znamená, že keď jedna veličina bude vyššia, druhá musí byť nižšia.

Poviete si: No a čo? Ale len do chvíle, kým vám predložíme praktický príklad.

 - Majme model napájaný dvojčlánkom LiPol, čiže 7,4 Voltu. Aby na výstupe bolo 5 Voltov, na vnútorných štruktúrach BECu sa musí odčítať 2,4 Voltu. Aby sme neprekročili Pri = 2 Watty, tak maximálny trvale odoberateľný prúd I bude asi 833 mA (I  = Pri / Uri).

 - Ten istý BEC teraz vložíme do modelu, ktorý je napájaný 3-článkom  LiPol, čiže 11,1 V. Uri stúpne na 6,1 Voltu a aby Pri zostalo maximálne 2 Watty, tak maximálny trvale odoberateľný prúd I bude už len 328 mA.

 - Stále ten istý BEC vložíme do modelu napájaného 6-článkom LiPol (22,2 Voltu). Uri bude „závratných“ 17,2 Voltu a I bude pre zmenu „mizerných“ 116 mA. A pritom je ľahostajné, či spomínaný BEC dovoľuje maximálny (krátkodobo) odoberaný prúd 1 Ampér, 2 Ampére, či viac.
 

Nasledujúca tabuľka a graf ukazujú, aké sú maximálne trvale odoberateľné prúdy pri rôznych vstupných napätiach.

Zelené šípky uľahčujú orientáciu pri použití LiPol batérií s rôznym počtom článkov.

Aký z toho plynie záver?

Lineárne BECy nie sú vhodné do modelov s veľa servami (čím viac serv, tým väčší je ich trvalý odber) a (hlavne) napájaných mnohočlánkovými LiPolkami.

Bežné rekreačné modely:

 - dvojčlánok – v pohode

 - trojčlánok – ešte môže byť

 - štvorčlánok – už je to riziko

 - viačlánok – isto nie.

Ak to konštrukcia modelu dovolí, je dobré BEC (celý regulátor) chladiť. Umiestniť ho tak, aby bol intenzívne ofukovaný prúdom vzduchu. Tým sa zvýši "odoberanie" tepla z okolia stabilizátorov, čím sa zvýši dovolený výkon Pri, čo má za následok zvýšenie hodnoty trvale odoberateľného prúdu BECom (I). Keby zmršťovacia bužírka nebránila chladiacemu vzduchu ofukovať priamo stabilizátory BECu, hodnota Pri a tým aj I by stúpla niekoľkonásobne.

Samozrejme, ak sa dá, je vhodné použiť BEC s čo najväčšou hodnotou maximálneho odoberaného prúdu (napr. 3A). Avšak súčasné rýchle a silné servá pri svojom rozbehu či spomaľovaní odoberajú také prúdy, že bez príslušných   opatrení   by už aj dve servá (a niekedy aj jedno servo) túto hodnotu prekračovali. Tým by dochádzalo k obmedzeniu prúdu, následnému poklesu palubného napätia a niekedy dokonca až k resetu mikroprocesorového prijímača, tak ako je to popísané v článku " Vplyv odberu serv na rušenie ".

Takým opatrením je použitie kondenzátorov, tak ako je to podrobne popísané v sérii článkov „Na pol ceste k Power Boxu“ a súvisiacich článkoch. Tieto vysokokapacitné kondenzátory, obzvlášť keď sú zapojené čo najbližšie k „nenažranému“ servu, spôsobujú, že takéto servo si krátkodobú nadmernú energiu, potrebnú pre svoj rýchly rozbeh či zabrzdenie, „cucne“ práve z nich a nezaťažuje tým BEC a palubnú inštaláciu.

Niekedy sa oplatí použiť spínaný BEC (SBEC, UBEC), ktorý funguje na inom princípe (na princípe transformácie výkonu - súčin veľkého napätia (napr. zo 6-článku) a malého prúdu do SBECu je transformovaný na súčin malého napätia (5V) a veľkého prúdu do serv) a prehrievaním netrpí. Bližšie je o tom v sérii článkov „Spínaný BEC (SBEC, UBEC) - radosti a strasti – 1. až 3. časť“.

Pre veľké modely alebo pre modely s viacerými servami je samozrejme najlepším riešením napájanie palubného systému samostatným tvrdým zdrojom zo štyroch až piatich NiCd článkov alebo dvojčlánku LiPol alebo LiFePo (ak sú na to servá aj prijímač prispôsobené).


Súvisiace články:

Paralelné zapojenie BECov 

Elektroinštalácia viacmotorových modelov

Na pol ceste k Power Boxu - 1.časť

Na pol ceste k Power Boxu - 2.časť

Spínaný BEC (SBEC, UBEC) - radosti a strasti - 1.časť

Spínaný BEC (SBEC, UBEC) - radosti a strasti - 2.časť

Spínaný BEC (SBEC, UBEC) - radosti a strasti - 3.časť

Vplyv dlhých prívodných káblov na činnosť serv.

Vplyv odberu serv na rušenie
 

 


<Staršie | tento článok | Novšie>

Napísané: 7. 10. 2015, 09:52 | Prečítané: 6828x | Kategórie: Elektronika | Napísal: admin |
Komentáre: 4
Vyborny clanok - ako vzdy. Mozno by bolo uzitocne este doplnit priemerny/ spickovy odber serv.
Osobne pouzivam tri linerane BECy: jeden v trojservovom poletuchu ( Blade) s napajanim 2S, a dva v deltach Su-27a F-15, napajanie 3S, dve serva. Mozno som zbytocne opatrny, ale pri 3S ( a viac) a styroch a viac servach pouzivam len spinane BECy.
Odpoveď | 2013-03-23 18:44:54
.:. J O
Dano,
ale to by asi chcelo špecifikovať typ serva a to by bola tabuľka ako svet. Nehľadiac na to, že ja osobne mám len zopár druhov serv.
A potom je tu ešte otázka štýlu lietania.
Jednému budú servá priemerne brať toľko a toľko a inému aj trikrát toľko.
A s tými spínanými BECmi máš pravdu. Hoci sme veľkí priaznivci lineárnych BECov, tak postupne a "nenápadne" prezbrojujeme na UBECy, teda na používanie samostatných spínaných BECov.
Ako hovorí "coro": je to najlepšia poistka a ani ju netreba každý rok platiť.
Odpoveď | 2013-03-24 08:49:57
Janko, myslel som trebars HXT900 alebo nieco ine rekreacne. Stacia dve serva na kridelkach, ktore si cucnu pri kvedlani tak po 200mA, co je 0,4A, pri plnom trojclanku to spravi 12,6V - 5V= 7,6V x 0,4A co budu tak 3W. A ze 3W tepla spravia peknu paseku... A este ked k tomu prikuria aj FETy z regulatora, tak je o srandu postarane.
Odpoveď | 2013-03-25 18:22:07
.:. rolandyno
odkaz ,, ešte som to na vlastnej koži nevyskúšal, ale nabíjam s tým (v prípade potreby mobil) a nevidím dôvod, prečo by malo niečo haprovať v modeli, má účinnosť okolo 90% a s pomocou kondíka by mohol zniesť aj viac ako nominálny 1A
Odpoveď | 2013-11-14 19:55:13
Pridaj komentár
Meno
Web
Mail
Kontrola Zadajte číslo päť
Text

:-)
:-D
:-(
|-/
:-[]
;-)
8-|
8-o
Tučné | Podrazené | Kurzíva  | zdroják | odkaz
  • Pre odoslanie správy môžete aj použiť klávesovoú skratku Alt+S. (Podporujú len niektoré prehliadače)
  • HTML znaky budú prevedené na entity.
  • Vyjadrujte sa tu ako doma, aby sme vedeli ako to u Vás vypadá.
  • Odkazy začínajúce http:// budú automaticky prevedené na odkazy , nepoužívajte však v jednom príspevku viac ako 3 - to robia len spam roboti:-)
správca | ICQ-Vaše ICQ | Podpora miniRS | Styl LazyDays | Sk preklad by beekeeper | Veľkosť databázy: 28365.73 kb