HV BEC in/out

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  • Linus
    Senior Member
    • 11.03.2010
    • 1338
    • Marc
    • Zumikon

    #1

    HV BEC in/out

    Moin,

    da die Wolken sich einfach nicht verziehen wollen habe ich mal in Ruhe nachgedacht wie so ein richtig leistungsfähiges BEC aussehen könnte, gedacht für die Zukunft.

    Specs:
    • Input: 20-70 Volt - 8S bis 16S
    • Output: 8.4 Volt, 20 A Dauer
    • Eff. > 90%
    • Kurzschlussfest (dauer)
    • Gewicht < 100g
    • Digitales Interface


    Es gibt von TI einige für solche Zwecke entwickelte Controller, sicher auch von anderen Herstellern, aber irgendwo muss man ja mal anfangen.

    An den Prototypen löte ich jetzt schon eine ganze Weile, funktionieren auch schon ganz gut ... zu verbessern gibts da immer noch was dran

    Da das endgültige Design noch nicht steht erst mal nur ein Blockschaltbild, die Platinen für die ersten Echten Prototypen sind in der Post, wird also nicht mehr lange dauern bis ich hier auch hübsche Bilder zeigen kann.

    Alle Controller die es so gibt haben Schutzfunktionen für ßberstrom / Temperatur und Spannungen drin, das macht auch keinen Sinn hier irgendwas zu übergehen. Auch solch ein Controller könnte durch zu viel Noise am Ausgang zum restarten gebracht werden, dauert so etwa zwischen 10 uSec und 100 mSec, je nach Problem.

    Am Ausgang kann man recht einfach, völlig ohne jede Beschaltung, GreenCaps beliebiger größe dranhängen da in meiner Konfiguration der Ausgang Dauerkurzschlussfest ist. Das Design erlaubt es auch nicht dass Strom irgendwie unkontrolliert zurückfließt, wie auch, ist ja isoliert Das müsste der Controller dann schon absichtlich machen, also gut aufpassen das sich so ein Ding kein "Virus" einfängt Spässle

    Also ... einfach einschalten und losfliegen.

    Die AusgangsCaps können entweder kleiner gewählt werden um Gewicht zu sparen oder as Usual um falls die Hauptenergiequelle ausfällt immernoch autorotieren zu können.

    Natürlich gibt es keine 100% Sicherheit. Das schöne an diesem Design ist, dass solche COntroller relativ einfach zu synchronisieren sind und Hot-Failover sowie Loadshare problemlos darstellbar ist. Z.B. für sehr teure Scale oder (gibt ja noch was anderes als Helis) Jets o.ä.. Soll nicht heißen dass unsere Spielzeuge nicht teuer oder Wertvoll wären, aber wir achten ja noch auf Gewicht. Redundant heisst doppeltes Gewicht + Overhead.

    Da am Ende alles nur Software ist kann man die Spannung die Rauskommt natürlich noch ein wenig justieren, allerdings in recht engen Grenzen wegen der Spulen etc. also realistisch sind am Ende vielleicht 7.2 bis 8.4 Volt.

    Der Massebezug fällt hier weg, was hier und da mal ein Problem machen kann, aber nicht muss, wichtig ist nur das es beim Verkabeln beachtet wird. Den Regler hab ich zusätzlich am Optokoppler hängen um auch hier die Massen nicht zu verbinden.

    Die digitale Schnittstelle gibt alle Infos bzw. Alarme laufend aus und kann dan via Telemetrie den Pilot informieren bzw. alarmieren wenn es brenzlig wird.

    Bleibt noch die Verlustleistung, also im "normalen" Heli betrieb ist das eigentlich kein Problem, sollten wirklich dauernd und lange 20 Amp gefordert werden dann ist ein KK angebracht, ggf. auch ein kleiner Ventilator, da muss ich aber noch etwas mehr testen.

    Soviel aus der Forschungsbateilung jetzt werden Akkus geladen, die Wolken verziehen sich grad

    Viele Grüße
    Linus
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    Zuletzt geändert von Linus; 11.06.2011, 14:15.
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  • nexus665
    nexus665

    #2
    AW: HV BEC in/out

    Hi Linus,

    sehr interessantes Projekt, besonders mit der Greencap Integration und weil dauerkurzschlußfest.

    Ich bleibe auf jeden Fall dran, wenn Du wieder mal Bausätze auflegst wenn's fertig entwickelt ist möchte ich fix einen oder zwei

    lG,
    Simon.

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    • schöli
      schöli

      #3
      AW: HV BEC in/out

      Dito

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      • PeterH
        Senior Member
        • 26.07.2008
        • 2276
        • Peter
        • Berlin

        #4
        AW: HV BEC in/out

        Hallo Linus,
        sehr interessant!!!
        Ist es möglich die Ausgangsspannung auf ca. 6V zu begrenzen?

        Gruß
        Peter

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        • Linus
          Senior Member
          • 11.03.2010
          • 1338
          • Marc
          • Zumikon

          #5
          AW: HV BEC in/out

          Hi,

          ja, das benötigt eine geänderte Hardware, also ein anderes Projekt (aber man kann fast alles wiederverweden)

          Nur - dann ist es kein HV BEC mehr das im JIVE kann ja auh 6 Volt. Sag mal genauer was Du vor hast...

          Viele Grüße
          Linus
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          • Linus
            Senior Member
            • 11.03.2010
            • 1338
            • Marc
            • Zumikon

            #6
            AW: HV BEC in/out

            Moin,

            so, hier mal erste Charts.

            short: Kurzschluss mit 1m Kupferdraht

            startup_caps: Einschalten bei gleichzeitig angeschlossenen GreenCaps

            load: im Betrieb leere Caps dranstecken (Die Spannung MUSS einbrechen, Physik!)

            bremse: RC-Car Starterbox mit Holzklotzbremse um Impulsverhalten zu simulieren

            zur Dauerlast brauch ich wohl nichts sagen bei 40 Amp gibts ne Begrenzung (siht man beim Kurzschluss) wobei einstellbar ist wie Lange das aufrecht gehalten wird, eine Spannungsgrenze ist hierbei auch noch möglich, d.h. so lassen sich kurzschlüsse von echten Lasten (in gewissen Grenzen) unterscheiden.

            Alle charts, ausser denen mit Caps, sind OHNE jegliche Kapazitäten am Ausgang. Verkabelung ist 2,5mm Litze, normale Servokabel verglühen sofort

            LG
            Linus
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            • Linus
              Senior Member
              • 11.03.2010
              • 1338
              • Marc
              • Zumikon

              #7
              AW: HV BEC in/out

              ... so und nun endlich Bilder. Eigentlich fehlt noch die obere Platine, auf der ist der uC und ggf. ein Steckplatz für ein XBEE, man weiss ja nie

              Das hab ich jetzt mal zum testen durch einen losen Arduino Pro ersetzt, tut es auch. Die Durchkontaktierungsstifte sieht man ja schon, da kommt später einfach noch ein Stock drauf, leider passten die Bohrungen nicht

              Abmessungen: 60x37x13mm
              Gewicht ca. 50g
              Dauerleistung ca. 240 Watt

              Habe fertig

              Viele Grüße
              Linus
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              • Steppo
                Senior Member
                • 01.08.2010
                • 2056
                • Stefan
                • Darmstadt/Dieburg

                #8
                AW: HV BEC in/out

                sau stark
                RC-Nachtflug-Blog
                Dlight - Lichtorgel

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                • Linus
                  Senior Member
                  • 11.03.2010
                  • 1338
                  • Marc
                  • Zumikon

                  #9
                  Moin,

                  hat einer ggf. ein WR BEC das er mir mal zum Vergleichstest für ein paar Tage überlassen könnte? Ich würde gerne mal wissen ob es die ganze Mühe wert war aner möchte jetzt keins kaufen weil danach kommts doch nur wieder in die Kleinanzeigen...

                  Viele Grüße
                  Linus
                  [FONT="Century Gothic"]linus[/FONT]

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                  • masterste2000
                    STAX-Helicopters
                    Teampilot
                    • 18.11.2007
                    • 386
                    • Stephan
                    • Köln#

                    #10
                    AW: HV BEC in/out

                    Das sieht doch schon recht gut aus!!!!

                    In welcher Preisregion liegt das HV BEC?

                    Gruß
                    Stephan
                    [FONT="Arial Black"]STAX 750[/FONT]
                    STAX-Helicopters.com

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                    • Linus
                      Senior Member
                      • 11.03.2010
                      • 1338
                      • Marc
                      • Zumikon

                      #11
                      Hi,

                      kommt ein bisserl drauf an wie viele man davon baut - eins kommt auf rund 250 € bei zehn schon deutlich besser und bei 100 kann man sogar das WR untrbieten

                      Mir ging es jetzt vorrangig erst mal um die optimale Realisierung - den Preis hatte ich dabei nicht sooo im Blick...

                      Viele Grüße
                      Linus
                      [FONT="Century Gothic"]linus[/FONT]

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                      • masterste2000
                        STAX-Helicopters
                        Teampilot
                        • 18.11.2007
                        • 386
                        • Stephan
                        • Köln#

                        #12
                        AW: HV BEC in/out

                        Hi Linus,

                        wenn du noch welche für die 100 Stück brauchst, dann schreib mich an!

                        Ich denke das dein HV BEC jetzt gerade genau richtig ist, da die zukünftigen 800'er mit 14S und HV-Servos unterwegs sein werden!

                        Gruß
                        Stephan
                        [FONT="Arial Black"]STAX 750[/FONT]
                        STAX-Helicopters.com

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                        • Linus
                          Senior Member
                          • 11.03.2010
                          • 1338
                          • Marc
                          • Zumikon

                          #13
                          AW: HV BEC in/out

                          Moin,

                          leider sind beim Testen alle elktronisch geregelten Lasten die ich hatte hops gegangen

                          Also musste was neues her: die "Lichterkette" mit schlappen 300 Watt auf 19 cm, stellt euch die mal in einer Länge vor in der man sie um den Tannenbaum wickeln könnte

                          Sooo, Dauertest, 1 Stunde bei absoluter Maximallast, der Regler begrenzt den Strom bei 40Amp, daher habe ich etwas drunter gezielt und mit 11 x 12Volt 50Watt Halogen Birnen nach 3 Minuten Aufwärmphase ein stabilen Strom von 36 Amp bei 8,3 Volt.

                          Nachteil der Birnen ist, dass der Widerstand beim kalten Glühwendel niedriger ist und der Regler beim anstecken leider in den Begrenzer läuft (nicht lange, so 50 ms lang etwa) bis die Glühwendel auf Temperatur gekommen sind, daher waren mir um Impulslasten zu messen die geregelten Fets lieber, aber da muss ich erst neue basteln ... bei der Dauerlast später ist es dann wieder egal.

                          Regler mit einem langsam drehenden Lüfter leicht von der Seite angeblasen, ohne Kühlkörper, 12S.

                          nach ein paar Minuten eine Stichprobe:

                          Eingangsleistung 48,3 Volt, 6,5 A, 313,95 Watt
                          Ausgangsleistung 8,28 Volt, 36 A, 298,08 Watt

                          Eff. 94,94%

                          Primärfets 82°C
                          Sekundärfets 93°C
                          Platine ca. 60°C
                          (nach 1 Stunde)

                          Also bei realistischen Einsatzbedingungen würde ich sagen das eine Kühlung nicht erforderlich ist.

                          XT60 Stecker 82°C <- die sind also schon mal nicht geeignet

                          Kabel, sehr heiß!

                          Was sehr schön messen geht ist die Response auf plötzlich wegfallenden Strom (Lampen ausstecken). Die grüne Linie ist der fallende Strom von 36 auf 0 Amp.

                          Alles ohne Kapazitäten am Ausgang.

                          So, damit haben wir jetzt einen neuen Anwendungsfall für das BEC, 300 Watt Landescheinwerfer

                          Zusamengefasst:

                          0-25 Amp Impulslast mit Motorbremse [check]
                          1 Stunde Dauerlast 36 Amp [check]


                          Viele Grüße
                          Linus
                          Angehängte Dateien
                          Zuletzt geändert von Linus; 18.06.2011, 00:52.
                          [FONT="Century Gothic"]linus[/FONT]

                          Kommentar

                          • enzo
                            Senior Member
                            • 15.01.2006
                            • 2014
                            • Markus

                            #14
                            AW: HV BEC in/out

                            Wenn ich nur löten könnte das denken sich sicher viele.
                            Wär echt fein wenn du deine genialen Ideen gebrauchsfertig anbieten könntest. Ich bin sicher das würde sich gut verkaufen.
                            lg. Enzo
                            Logo700/690/200 + GLOGO

                            Kommentar

                            • masterste2000
                              STAX-Helicopters
                              Teampilot
                              • 18.11.2007
                              • 386
                              • Stephan
                              • Köln#

                              #15
                              AW: HV BEC in/out

                              Ich könnte das für dich mal Testen in meinem STAX 800.

                              Wenn du mal wirklich ein Praxistest brauchst, dann sag Bescheid.


                              Gruß
                              Stephan
                              [FONT="Arial Black"]STAX 750[/FONT]
                              STAX-Helicopters.com

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