Vollständige Version anzeigen : Selbstbau BEC
Looser27
18.10.2002, 09:16
Hallo allerseits,
ich bin auf der Suche nach Schaltplänen nebst Stücklisten für ein Selbstbau-BEC. Es sollte folgende Eigenschaften haben: 5V Ausgang, min. 3A belastbar, für 8-16 Zellen.
Wer kann mir weiterhelfen?
Gruß Thomas
Hi,
ich habe leider keine Schaltpläne dazu aber Selbstbau lohnt auch nicht unbedingt.
Ich habe mein BEC (5V 5A für ECO mit Actro 12-4 10 Zellen) von Kurt und bin damit sehr zufrieden:
www.flyheli.de
Auf "Elektronik für den Modellbau" und dann "Hochleistungs BEC" klicken.
Tschö
JR
Hallo Looser27,
einen Schaltplan brauchst du dazu nicht unbedingt, ich kann dir mein BEC kurz beschreiben:
Nimm einen Spannungsregler 78S05 (z.B. bei Reichelt).
Mittlerer Anschluß ist Masse, links Eingangsspannung, rechts Ausgangsspannung (wenn du auf die Beschriftungsseite schaust)
Zwischen Eingang und Masse und zwischen Ausgang und Masse lötest du jeweils einen Elko (22uF;35V) und jeweils einen Keramikkondensator (SMD) mit 100nF.
Fertig ist das BEC, das allerdings nur 2A treiben kann (reicht aber für die ECO8-Klasse locker aus!)
Kostet ca. 2€.
Hat zwar keinen Eingangs-verpolungsschutz, aber bei Verpolungssicheren Steckern ist das ja kein Problem.
Den Festspannungsregler 78S05 schraubst du am besten auf eine Alu-Getriebeplatte oder einen kleinen Alu-Kühlkürper.
MfG
Marcus
Moin
Kann auch nur das BEC von Kurt empfehlen.
Vor diesem BEC hatte ich mit meinem "Halb-Acrobat" (Ex-Proto) ziemlich starke Störungen. BEC eingebaut, und in 2 Flügen nur 2 sehr kleine Zucker gehabt (wegen dem Entstörfilter). Damit spare ich mir das PCM.......
Also wirklich empfehlenswert !
Hi,
@Marcus: Du solltest am Ausgang 100uF für jedes Ampere Ausgangsstrom einsetzen.
Wenn 2 Ampere nicht reichen, dann schalte 2 78S05 parallel. Jeder der beiden Burschen bekommt aber seine eigenen Keramikkondensatoren und die auch möglichst nahe an den Anschlusspins, sonst schwingen die Regler an. (Und das wird dann wirklich unschön.)
Gruss
Micha
Hallo Micha,
ich fliege nun schon seit Ewigkeiten mit 22uF am Ausgang und habe keinerlei Probleme damit.
Ich habe die Ausgangsspannung des Reglers während intensivsten Bewegungen aller Servos gemessen und keinen Spannungseinbruch feststellen können (bei Verwendung eines 7805, also 1A-Typ, ist der Zusammenbruch deutlich sichtbar!).
Die 100uF pro Ampere möchte ich nicht einsetzen, da sie mir einfach zu groß sind(schließlich bin ich ein Gewichtsfetischist)!
Soviel ich weiß kommt die Regel 100uF pro Ampere aus der Netzteiltechnik. Hierbei wird vorausgesetzt, dass die Spannungsquelle eine gleichgerichtete Wechselspannung von 50Hz ist. Die 100uF pro Ampere werden da auch benötigt, da die Kondensatoren einen Spannungszusammenbruch während dem Nulldurchgang der Sinusschwingung überbrücken müssen.
Beim E-Heli haben wir jedoch einen Akku als Spannungsquelle, der Kondensator muß also diesen Nulldurchgang nicht überbrücken und kann mit 22uF dimensioniert werden. Da der Spannungsregler eine Grenzfrequenz von mehreren kHz hat, kann er niederfrequente Stromspitzen selbst ganz gut abdecken, solange am Eingang die Spannungsversorgung gewährleistet ist.
Natürlich kann man alle Bauelemente überdimensionieren, aber ich meine dass es wichtig ist eine sinnvolle Dimensionierung zu finden, und ich bin mir sicher, dass ich diese gefunden habe :-)
Viele Grüße
Marcus
P.S.: Mit der Parallelschaltung zweier 78S05 kann ich dir natürlich voll zustimmen!
Hi Marcus,
Zitat:
Ich habe die Ausgangsspannung des Reglers während intensivsten Bewegungen aller Servos gemessen und keinen Spannungseinbruch feststellen können
Ende des Zitats
Der 78S05 bricht am Ausgang um 0,5V ein, wenn die Stromstärke am Ausgang von 0 auf 1,5 Ampere innerhalb von 2us ansteigt (Versorgungsspannung 10V) Der 78S05 braucht dann ca. 5us bis die Störum ausgeregelt ist. 8o
Ähnlich wirken sich auch Störungen aus, die von einer schwankenden Versorgungsspannung herrühren.
Ich hab´ keine Ahnung, warum Du das nicht messen kannst ?(
Wenn´s Dir um das Gewicht geht, dann nimm´ 16V Kondensatoren, die reichen auch und sind leichter.
Gruss
Micha
Horex1200
21.11.2002, 19:03
Hallo,
die Parallelschaltung von Spannungsreglern ist recht problematisch. So kann es durch die Bauteiletolleranzen (geringere Ausgangsspannung) dazu kommen, dass einer der beiden Regler mehr Strom liefern muss (da er spannungsmässig leicht höher liegt). Dies führt dann dazu, dass dieser als erstes überhitzt und in die Strombegrenzung geht. Der Zweite kann dann ggfs. auch nicht mehr Strom bringen, somit wäre eine solche Parallelschaltung nicht besser als eine einfache Schaltung.
Abhilfe schafft in solchen Fällen je ein zusätzlicher Widerstand von ca 0,1 Ohm am Ausgang jedes einzelnen Reglers (an dam dann unterschiedlich hohe Spannungen (ab)-fallen). Das macht dann ca. einen Spannungsverlust von ca. 0,2 Volt aus (bei 2A je Regler). Dabei muss aber auch auf die Leistung des Widerstandes geachtet werden (2A * 0,2 V = 0,4 W).
Wobei der Widerstand einem höheren Innenwiderstand gleichzusetzen ist.
Besser wäre dann schon gleich einen stärkeren Regler einzusetzen (evtl. einen LM 323 K). Wobei einem Low-Drop-Spannungsregler wegen der geringeren Wärmeentwicklung sicher Vorzug zu gewähren ist.
Fazit: Alles nicht ganz so einfach... Aber gut wenns funktioniert...
Hallo Leute,
das hier scheint sich ja zu einer sehr interessanten Diskussion zu entwickeln.
@Micha
Das mag schon sein, dass die Ausgangsspannung nach einer 1,5A-Spitze ca. 5us braucht um wieder stabil zu werden. Allerdings entsprechen 5us 200kHz, und da hat ein 220uF Elkos eine Impedanz von 0,15 Ohm und ein 22uF ca. 0,35 Ohm.
Vielleicht kannst du ja mal 2 Vergleichsmessungen machen: 22uF vs. 200uF, dann wirst du sehen, dass es nur geringe Unterschiede gibt!
Die Idee mit dem 16V-Elko ist nicht schlecht! Werde mir bei der nächsten Bestellung einen 22uF-16V-Elko bestellen ;)
und noch mehr Gewicht sparen!
@Horex1200
Die Parallelschaltung ist unproblematisch.
Der Spannungsregler, der mit der Ausgangsspannung etwas höher liegt, wird bei Stromspitzen in die Strombegrenzung gehen. Dadurch bricht die Ausgangsspannung zusammen. Wenn die Spannung jedoch das Niveau des zweiten Reglers erreicht, fängt dieser diesen Zusammenbruch ab.
Da wir beim Heliflug selbst bei wildesten 3D-Manövern immer nur kurzzeitig die hohen Ströme fließen haben, denke ich, dass wir eine Überhitzung ausschließen können.
Von zusätzlichen Widerständen würde ich abraten, da der Spannungseinbruch deutlich größer sein wird als ohne die Widerstände.
Wieso soll denn der Low-Drop-Spannungsregler eine geringere Wärmeentwicklung zeigen ? Low-Drop bedeutet, dass die Differenz von Eingangsspannung und Ausgangsspannung nur kleiner werden darf, als bei einem gewöhnlichen Spannungsregler, um eine korrekte Funktion zu gewährleisten.
Wenn wir jedoch eine gegebene Akkuspannung von z.B. 15V und eine gegebene Ausgangsspannung von 5V haben ist die Wärmeentwicklung eines Standard- und Low-Drop-Spannungsreglers identisch.
Abgegebene Wärmeleistung=(Eingangsspannung-Ausgangsspannung)*Ausgangsstrom
Ich hoffe, dass niemand durch diese Beiträge abgeschreckt wird, ein BEC selbst zu bauen. Ist ja eigentlich auch nicht so wichtig, ob man 22uF oder größere Werte verwendet.
Wichtig ist, dass für die ECO8-Klasse ein 78S05 ausreicht und keine Störungen mit sich bringt.
MfG
Marcus
Hi,
@marcus: Wie berechnest Du die Impedanz? Ich gehe mal von einem idealen Kondensator aus, bei dem ist dann Z=1/(wC)=1/(2*pi*f*C)
mit f=200kHz und C1= 220uF und C2=22uF ergibt sich
Z1= 0,0036 Ohm und Z2=0,036 Ohm
Andererseits: Genaugenommen darf man das ganze so nicht rechnen: Man hat zumindest eine Parallelschaltung des keramischen und des Elektrolyt-Kondensators.
In dem Moment, wo man wechselnde Last hat (wie eben im Heli), ist der Elko als Stützkondensator wichtig, da ein Servo eben leider leider keine rein ohmsche Last ist X(
Wie auch immer: Wenn bei Dir 22uF reichen: Umso besser! Wenn aber mal die Servos das Zucken anfangen: Denk´ an mich ;)
Gruss
Micha
Horex1200
22.11.2002, 19:37
Hallo Marcus,
bezüglich des Low-Drop Reglers hast Du natürlich Recht, die Spannungsdifferenz muss ja sowieso irgendwo bleiben.
Dies hatte ich in diesem Zusammenhang nicht mit bedacht.
Was mir jedoch noch einfällt ist folgendes:
Wenn der Regler im Schaltbetrieb arbeitet (FET leitet oder sperrt) würde dies allerdings schon etwas ausmachen (evtl. geringerer Durchlasswiderstand durch niederohmigeren FET). Allerdings sind die Regler ja für einen bestimmten Strom ausgelegt...
Aber ich wills auch nicht unbedingt ausdiskutieren...
Hallo,
noch ein kleiner Hinweis für die BEC Bauer:
immer normale Elkos nehmen. Auf keinen Fall Tantal-Elkos. Diese sind zwar schnuckelig klein, aber fliegende Zeitbomben in einer Modellversorgung.
Grüße
Kurt
Hallo,
@Micha:
Habe die Impedanzen aus dem Datenblatt der Elkos. Das Problem ist, dass du nicht von einem idealen Kondensator ausgehen kannst, d.h. man muß den Innenwiderstand sowie die Eigeninduktivität berücksichtigen!
Bei 200kHz spielt also Der Kapazitätswert selbst gar nicht mehr eine so große Rolle!
Der Keramikkondensator spielt bei 200kHz kaum eine Rolle!
Der Kapazitätswert spielt nur bei geringeren Frequenzen eine Rolle, aber Ströme mit geringeren Frequenzen kann der Spannungsregler zum großen Teil selbst ausregeln, da er hierfür schnell genug ist.
@Horex1200:
Wenn der Regler im Schaltbetrieb arbeitet ist ein geringer Innenwiderstand natürlich sinnvoll.
Das hat aber leider nichts mit Low-Drop zu tun.
Schaltbetrieb halte ich erst ab E-Helis mit mehr als 16 Zellen für sinnvoll, da u.U. die Probleme die man sich damit einfängt größer sind, als der Nutzen den man daraus ziehen kann!
@Kurt: Von Tantal-Elkos kann ich auch abraten. Lieber normale Elkos verwenden (am besten Axial, dann wird die Lötstelle nicht so sehr belastet).
Und immer auf die Polung achten ;-)
Grüße
Marcus
Hi Marcus,
dass Keramikkondensatoren bei 200kHz keine Rolle spielen ist schlicht und einfach falsch. Keramikkondensatoren sind HF-tauglich und werden aus diesem Grund auch in unmittelbarer Nähe zum Regler eingebaut. Deswegen sind sie z.B. auch in den Sockel bei CMOS- und TTL-ICs integriert.
Guss
Micha
Hallo Micha,
wenn du die Impedanz des 100nF-Keramikkondensators bei 200kHz mit deiner schlauen Formel berechnest, kommst du auf ca. 8 Ohm (idealer Kondensator vorausgesetzt).
Der 22uF Elko hat bei 200kHz ca. 0,35 Ohm.
Die Parallelschaltung ergibt dann 0,34 Ohm. Deshalb würde ich sagen: Der Keramikkondensator spielt kaum eine Rolle bei 200kHz.
Bei deutlich größeren Frequenzen spielt dieser wahrlich die Hauptrolle, da die Impedanz des Elko´s mit steigender Frequenz auch deutlich ansteigt (da er eine große Eigeninduktivität besitzt). Der Keramikkondensator hat jedoch eine sehr geringe Eigeninduktivität, deshalb bleibt die Summenimpedanz auch sehr gering. Davon merkt man aber bei 200 kHz nichts!
Natürlich sind Keramikkondensatoren HF-tauglich, aber HF beginnt doch nicht bei 200kHz !!!
Bei CMOS- und TTL-ICs treten sehr schnelle Schaltflanken auf. Schnelle Schaltflanken=Hohe Frequenz, d.h. der Keramikkondensator hat dort durchaus seine Berechtigung!
Viele Grüße
Marcus
Hi Marcus,
vielleicht würde es helfen, nicht immer aneinander vorbei zu reden, und zwischen idealer und realer Kondensator hin und her zu wechseln, so wie man es gerade zum argumentieren gerne hätte. Mal Sinus mal FFT, so wie es gerade passt.....
Ich fasse daher mal (zum letzten Mal) die Dinge zusammen, die meiner Meinung nach bei der Verwendung von zwei Parallel geschalteten 78S05 wichtig sind:
1.) 1 keramischer Kondensator möglichst nahe am Ausgang jedes 78S05; Grund: Hindert die Regler am Aufschwingen (z.B. von Motorola im Datenblatt vorgeschrieben)
2.) 1 Elko am Ausgang jedes 78S05 mit 100uF für jedes Ampere tatsächlich genutzten Ausgangsstroms als Stützkondensator. (z.B. vom Motorola im Datenblatt vorgeschrieben)
3.) Die Herstellerangaben können nach eigenem Ermessen abgeändert werden. Wer die Herstellerangaben befolgt hat eine Spannungsquelle, die auch unter widrigen Umständen funktioniert.
4.) 2us entsprechen nicht zwangsläufig 200kHz. Sinus ist schön, aber im Heli leider nicht zu finden. Eine FFT ergibt nahezu das gesamte Frequenzspektrum.
5.) Der 78S05 bricht am Ausgang um 0,5V ein, wenn die Stromstärke am Ausgang von 0 auf 1,5 Ampere innerhalb von 2us ansteigt (Versorgungsspannung 10V) Der 78S05 braucht dann ca. 5us bis die Störum ausgeregelt ist.
Ähnlich wirken sich auch Störungen aus, die von einer schwankenden Versorgungsspannung herrühren. Und das mit einem 220uF Kondensator am Ausgang. Mit 100uF habe ich es nicht nachgemessen und werde das auch nicht tun, denn: Mit 100uF sieht es auf jeden Fall nicht besser aus.
Guten Flug
Micha
Hallo Michi,
tut mir leid, wenn ich meine Argumentationsweise gewechselt habe, aber ich bin davon ausgegangen, dass
-Ein Elko bei 200kHz nicht mehr als idealer Kondensator angesehen werden kann
-Ein keramischer Kondensator bei 200kHz noch locker als idealer Kondensator angesehen werden kann (ist ja für den HF-Bereich ausgelegt)
Außerdem habe ich nie behauptet, dass ich von 200kHz sinus ausgehe. Du hast von 5us gesprochen, was im einfachsten Fall einer Sinusschwingung von mindestens 200kHz entspricht. Tatsächlich sind noch wesentlich höhere Frequenzen vorhanden, die das Einschwingverhalten beschreiben, allerdings sind keine geringeren Frequenzen enthalten.
Die 200kHz sollten nur ein Anhaltspunkt für die minimal zu unterdrückende Frequenz sein, da die Impedanz eines Kondensators eben Frequenzabhängig ist.
Schließlich wollte ich dir damit nur zeigen, dass es bei solch (für Elkos) hohen Frequenzen nicht mehr so stark auf den Wert des Elkos ankommt.
Im Datenblatt von ST ist übrigens nicht die Rede von 100uF/Ampere.
Hier wurden alle Beispielmessungen bei einem Ausgangskondensator von 0,1uF durchgeführt.
Auch hier bricht die Spannung kurzzeitig um 0,5V zusammen, wenn der Strom auf 1,5A ansteigt. (Figure 10)
Somit wäre eigentlich gar kein Elko erforderlich (wenn man mit den 0,5V leben kann)
http://eu.st.com/stonline/books/pdf/docs/2148.pdf
Kann leider das Motorola Datenblatt vom 78S05 nicht finden! Kannst du mir mal einen Link nennen, damit ich die Datenblätter vergleichen kann ?
Grüße
Marcus
Hi Markus,
Antwort siehe PN.
Gruss
Micha
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