Takže: Jeden BEC? Dva BECy? Viac BECov? - 3. časť
V druhej časti sme paralelne zapojili dva BECy s rozdielnym výstupným napätím, ktoré sme potom krátkodobo (tak, aby nezaúčinkovala tepelná ochrana) zaťažovali rôznymi prúdmi. Zaujímalo nás, aký prúd bude tiecť jedným a aký druhým BECom.
Dnes budeme naše zapojenie zaťažovať dlhodobo (tak, aby tepelná ochrana zaúčinkovala), ale skúsime paralelne zapojiť aj tri a dokonca aj štyri BECy. A získané výsledky budeme navzájom porovnávať.
autor: Janko O.
V prvej časti tohto seriálu sme sa pozreli na to, čo znesie jeden BEC.
Hneď na začiatok skúsime dva paralelne zapojené BECy s rozdielnym výstupným napätím dlhodobejšie zaťažiť prúdom 2000 mA (2A) a potom 3000 mA (3A). Ale ešte predtým si zopakujme, ako vyzerá naše meracie zapojenie a akým spôsobom namerané hodnoty zobrazujeme.
Pozn. Toto sa spomína v predchádzajúcej časti, ale pre tých, ktorí ju nečítali, je vhodné sa o tom zmieniť.
Napájanie pre oba BECy bolo spoločné a bola to 3-článková LiPol batéria, ktorej napätie bolo neustále udržiavané (pri poklese bola dobíjaná) na hodnote 12,0 Voltu pomocou laboratórneho zdroja.
Z piatich rovnakých regulátorov TowerPro Mag8-18A, ktoré sme mali k dispozícii, sme vybrali dva s najodlišnejšími výstupnými napätiami ich BECov. BEC s vyšším výstupným napätím dával naprázdno (bez záťaže, bez odberu) 5,038 Voltu (U1) a BEC s nižším napätím dával 4,999 Voltu (U2).
Takže, dva paralelne zapojené BECy sme merali pomocou tohto zapojenia:
Použili sme dva bipolárne prúdové senzory ACS758-050B firmy Allegro s citlivosťou 40 mV/A. Výstupné napätia z prúdových senzorov sme zobrazovali na obrazovke digitálneho pamäťového osciloskopu. Aby sa nám priebehy prvého a druhého kanála nekrížili a tým neznižovali prehľadnosť, rozhodli sme sa zobrazovať symetricky – zrkadlovo:
Vodorovne, stredom obrazovky vedie pomyselná nulová os.Od nej smerom hore je zobrazovaný prúd BECu s vyšším výstupným napätím (žltý priebeh). Čím väčší prúd, tým je viac nad nulovou osou. Od nulovej osi smerom dole je zobrazovaný prúd BECu s nižším výstupným napätím (modrý priebeh). Čím väčší prúd, tým je viac pod nulovou osou. Citlivosť prúdových senzorov je 40mV/A a osciloskop je prepnutý na citlivosť 20mV/dielik, z čoho vyplýva, že jeden vertikálny dielik na obrazovke zodpovedá prúdu 0,5A.Časová základňa osciloskopu je nastavená na hodnotu: 1 sekunda/dielik, takže jednému horizontálnemu dieliku zodpovedá čas jedna sekunda.
V predchádzajúcej časti sme paralelne zapojené BECy zaťažovali krátkodobo tak, aby ešte nezačala pôsobiť tepelná ochrana. Avšak teraz budeme naše dva BECy zaťažovať dlhodobejšie tak, aby sme videli čo sa stane, keď začne pôsobiť tepelná ochrana. Presnejšie povedané, budeme sledovať, čo sa vtedy udeje s prúdmi jedného či druhého BECu.
Pri tomto meraní sme hodnotu zaťažovacieho reostatu nastavili tak, aby ním pri napätí 5 Voltov tiekol prúd 2000 mA (2A). Aké prúdy dodávali jednotlivé BECy ukazuje nasledujúci obrázok:
Jeden vertikálny dielik zodpovedá prúdu 0,5A. Jeden horizontálny dielik zodpovedá času 5 sekúnd.
Z obrázku vidno, že hneď po zapnutí začal väčší prúd dodávať BEC s vyšším výstupným napätím (žltý priebeh). Je však silne výkonovo preťažený, zahrieva sa, jeho referenčné (a teda aj výstupné) napätie klesá, čo má za následok postupné znižovanie jeho prúdu.
Druhý BEC (s nižším výstupným napätím – modrý priebeh) je na tom zo začiatku lepšie. Po asi štyroch sekundách sa prúdy oboch BECov vyrovnajú, avšak ten s nižším výstupným napätím (modrý priebeh) sa ešte natoľko neprehrial a preto ďalej začína väčšinu prúdu dodávať paradoxne práve on. Po osem a pol sekundách toho majú oba BECy „plné zuby“ (teplota oboch dosiahla kritickú hodnotu) a spoločne skolabujú. Našťastie tento kolaps nie je absolútny (tak, aby to bol pokles výstupného napätia a dodávaného prúdu na nulu), ale dôjde len k prúdovému obmedzeniu. Ten má zabrániť ďalšiemu zvyšovaniu teploty vo vnútornej štruktúre lineárnych stabilizátorov, z ktorých sa BECy skladajú.
Ak sa vám nepozdáva, prečo v obidvoch BECoch zaúčinkovala tepelná ochrana súčasne, tak si všimnite takú zaujímavosť a dôkaz súčasne: množstvo tepla, ktoré musel zniesť jeden aj druhý BEC až do chvíle aktivácie tepelnej ochrany, je rovnaké. Toto množstvo tepla je úmerné ploche medzi nulovou osou a zodpovedajúcim priebehom prúdu (či už žltým alebo modrým) od začiatku odberu až po aktiváciu tepelnej ochrany. Matematicky zjednodušene vyjadrené, toto množstvo tepla je integráciou elektrického príkonu v čase. Čiže: plocha od nulovej osi k žltému priebehu a plocha od nulovej osi k modrému priebehu sú v danom časovom úseku rovnaké.
Pri ďalšom meraní sme hodnotu reostatu nastavili tak, aby ním pri napätí 5 Voltov tiekol prúd 3000 mA (3A). Aké prúdy dodávali jednotlivé BECy ukazuje nasledujúci obrázok:
Jeden vertikálny dielik zodpovedá prúdu 0,5A. Jeden horizontálny dielik zodpovedá času 5 sekúnd.
Z obrázku vidno, že situácia je podobná ako v predchádzajúcom prípade, ale vďaka väčšiemu zaťaženiu boli zmeny hodnôt prúdov razantnejšie a k aktivácii tepelnej ochrany došlo skôr. Rovnako platí pravidlo o rovnakých množstvách tepla, o rovnakých plochách atď. atď., ako v predchádzajúcom odstavci.
V nasledujúcich meraniach sme chceli porovnať nielen priebehy prúdov, ale aj priebehy napätí pri rôznych hodnotách záťaže a v situáciách, keď bol „dodávateľom“ prúdu jeden BEC, dva BECy, tri, či štyri BECy. Skrátka, išlo nám o to, poukázať na výhody paralelného zapojenia BECov.
Najskôr sme zapojili len jeden BEC a hodnotu zaťažovacieho reostatu nastavili tak, aby ním pri napätí 5 Voltov tiekol prúd 2000 mA (2A). Aký bol priebeh prúdu (žltý krivka) a aký bol priebeh výstupného napätia (modrá krivka), je vidieť na nasledujúcom obrázku:
Žltý priebeh - jeden vertikálny dielik zodpovedá prúdu 0,5A. Modrý priebeh - jeden vertikálny dielik zodpovedá napätiu 2 Volty. Jeden horizontálny dielik zodpovedá času 5 sekúnd.
Že je to záťaž pre jeden BEC naozaj neúnosná, to sme ukázali už predchádzajúcich častiach. Napätie naprázdno (do pripojenia záťaže) je takmer presne 5 Voltov (modrý priebeh vľavo). Ihneď po pripojení záťaže vplyvom úbytku na vnútornom odpore BECu (vrátane odporu jeho výstupných vodičov) toto napätie poklesne, mierne pod 5V.
Dodávaný prúd (žltý priebeh) je zo začiatku takmer presne 2A, avšak vplyvom zvyšovania teploty BECu, jeho referenčné (a tým aj výstupné – modrý priebeh) napätie pomaly klesá, takže klesá aj výstupný prúd. Ale po 15-tich sekundách je BEC natoľko preťažený, že jeho tepelná ochrana sa aktivuje. To má za následok obmedzovanie výstupného prúdu, čo sa samozrejme prejaví poklesom výstupného napätia na nepoužiteľnú hodnotu – asi 1,2 Voltu.
Potom sme (zapojený je stále len jeden BEC) hodnotu reostatu nastavili tak, aby ním pri napätí 5 Voltov tiekol prúd 3000 mA (3A). Aký bol priebeh prúdu (žltá krivka) a aký bol priebeh výstupného napätia (modrá krivka), je vidieť na nasledujúcom obrázku:
Žltý priebeh - jeden vertikálny dielik zodpovedá prúdu 1,25A. Modrý priebeh - jeden vertikálny dielik zodpovedá napätiu 2 Volty. Jeden horizontálny dielik zodpovedá času 5 sekúnd.
Pri tomto odbere sme museli osciloskop prepnúť na inú citlivosť, takže hoci je priebeh prúdu (žltá krivka) nižší ako v predchádzajúcom prípade, tak samotná hodnota prúdového odberu je samozrejme vyššia (ako v predchádzajúcom prípade).
Opäť môžeme skonštatovať, že všetky zmeny sú razantnejšie a k aktivácii tepelnej ochrany došlo skôr – už po päť a pol sekundách. Výstupné napätie kleslo ešte viac: až na 0,8V.
Teraz tým istým prúdom (3000 mA) zaťažíme dva paralelne zapojené BECy a uvidíme, čo sa zmenilo v porovnaní s jediným BECom (porovnajte obrázky nad (jeden BEC) a pod (dva BECy) týmto textom). Aký bol priebeh prúdu (žltá krivka) a aký bol priebeh výstupného napätia (modrá krivka), je vidieť na nasledujúcom obrázku:
Žltý priebeh - jeden vertikálny dielik zodpovedá prúdu 1,25A. Modrý priebeh - jeden vertikálny dielik zodpovedá napätiu 2 Volty. Jeden horizontálny dielik zodpovedá času 5 sekúnd.
Situácia je o kus lepšia: k aktivácii tepelnej ochrany došlo oveľa neskôr – po 24 sekundách a výstupné napätie kleslo na 1,6 Voltu, ale i tak je to pre dva BECy stále „veľké sústo“.
A tak sme paralelne zapojili tri BECy, z ktorých sme odoberali prúd opäť 3000 mA (3A). Aký bol priebeh prúdu (žltá krivka) a aký bol priebeh výstupného napätia (modrá krivka), je vidieť na nasledujúcom obrázku:
Žltý priebeh - jeden vertikálny dielik zodpovedá prúdu 1,25A. Modrý priebeh - jeden vertikálny dielik zodpovedá napätiu 2 Volty. Jeden horizontálny dielik zodpovedá času 5 sekúnd.
Pokiaľ došlo k prehriatiu BECov a k aktivácii tepelnej ochrany, tak to trvalo naozaj dosť dlho a preto sme kvôli prehľadnosti museli spojiť dva grafy dokopy.
Tepelná ochrana sa aktivovala až po asi minúte a ani výstupné napätie nekleslo tak hlboko: na 2,6 Voltu.
Na záver sme paralelne zapojili štyri BECy, z ktorých sme odoberali prúd opäť 3000 mA (3A). Aký bol priebeh prúdu (žltá krivka) a aký bol priebeh výstupného napätia (modrá krivka), je vidieť na nasledujúcom obrázku:
Žltý priebeh - jeden vertikálny dielik zodpovedá prúdu 1,25A. Modrý priebeh - jeden vertikálny dielik zodpovedá napätiu 2 Volty. Jeden horizontálny dielik zodpovedá času 5 sekúnd.
Opäť sme spojili dva grafy dokopy, treba však dodať, že medzi nimi uplynulo asi dvadsať sekúnd. Takže k aktivácii tepelnej ochrany došlo asi po 80-tich sekundách a výstupné napätie kleslo ešte menej výrazne - na 3,5 Voltu, čo je pre väčšinu moderných RC prijímačov hodnota, keď ešte fungujú.
Ako čerešničku na torte, pri poslednom meraní sme štvoricu paralelne zapojených BECov zaťažili prúdom 6000 mA (6A). Aký bol priebeh prúdu (žltá krivka) a aký bol priebeh výstupného napätia (modrá krivka), je vidieť na nasledujúcom obrázku:
Žltý priebeh - jeden vertikálny dielik zodpovedá prúdu 2,5A. Modrý priebeh - jeden vertikálny dielik zodpovedá napätiu 2 Volty. Jeden horizontálny dielik zodpovedá času 5 sekúnd.
Na základe predchádzajúcich úvah si záver z tohto merania dokáže urobiť zrejme každý sám.
Aké zhodnotenie by sme z dnešných meraní asi tak urobili?
Paralelné zapojenie BECov má význam. Prináša zvýšenú prúdovú zaťažiteľnosť.
V prípade, že BEC (BECy) tepelne preťažujeme, tak ich paralelné zapojenie odďaľuje aktiváciu tepelných ochrán. Čiže: čím viac BECov paralelne, tým viac toto zapojenie znesie a tým neskôr dôjde ku zníženiu výstupného napätia a k obmedzeniu prúdu.
Navyše čím viac BECov paralelne, tým menší je pokles výstupného napätia a tým menšie je obmedzenie prúdu. Pri vhodnej konštalácii veľkosti prúdového odberu a množstva paralelne zapojených BECov, je možné aktiváciu tepelnej ochrany a s ňou spojený pokles výstupného napätia a prúdu úplne eliminovať.
Alebo ešte jednoduchšie: Máte vo vašom viac-motoráku veľa serv? Tak zapojte veľa BECov paralelne. Čím viac, tým lepšie. Logika hovorí, že koľko motorov – toľko BECov 
.
Isto nedajte na „dobre mienené“ rady a nevyťahujte červený drôtik (+5V) z konektora, ktorým je zakončený káblik vedúci z regulátora do prijímača. Dobrovoľne sa tak oberáte o výhody, ktoré vám paralelné zapojenie BECov prináša.
Súvisiace články:
Paralelné zapojenie BECov - zhrnutie
Takže: Jeden BEC? Dva BECy? Viac BECov? - 2. časť
Takže: Jeden BEC? Dva BECy? Viac BECov? - 1. časť
Paralelné spojenie BECov s nie úplne rovnakým výstupným napätím
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.
<Staršie | tento článok | Novšie>
Napísané: 7. 7. 2023, 10:59 | Prečítané: 8541x | Kategórie: Elektronika | Napísal: admin |
Komentáre: 5
Samostatne aku pre kazdy motor by nemali byt problemove, akurat treba mat pospajane zaporne poly.
. Baterky su este stale moc tazke na to aby som pristaval skor ako su takmer prazdne...
Pridaj komentár
- 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:-)