2S LiPo Drop Down Spannungsregler - die dumme (lineare) Art für Sparschweine

[dl7uae]

Moin!

Ich habe mir vorgenommen, nun auch meinen Revo von 4x NiMh auf 2S LiPo umzurüsten.

Nun gibt's ja die einschlägigen Teilchen gegen nicht wenig Geld, Schaltregler..
Als Elektroniker widerstrebt es mir, soviel Kohle dafür auszugeben, einen Schaltregler selbst zu bauen, finde ich aber auch nicht so prickelnd (trotz verfügbarer ICs, L und C dran, fertsch), außerdem hasse ich als Funkamateur Schaltregler wie die Pest, - wg. der Harmonischen der Schaltfrequenz, auch, wenn's hier nicht stören mag.

Eben mal schnell was probiert:

Einen LT1083CP-5 linearen 5V-Festspannungsregler (gut eingekauft, für 12 Steine) im TO-3P Gehäuse (Flunder). Das Ding hat eine Drop Out Spannung von unter 1V, kann bis zu 60 Watt Power Dissipation (gute Kühlg. vorausgesetzt) und 7,5A Dauer. Bis zu 30V am Eingang verkraftet er, max. 20V ist spezifizierte Betriebsspannung. Aber hier haben wir ja max. 8,5V.
Kurzschlußfest. Interne Leistungsbegrenzung.
ßußere Beschaltung nicht erforderlich, ein 22uF Elko, wenn man's genau nehmen will, für die Stabilität des Regelkreises. Kommen mehr als 1000uF an den Ausgang, braucht's noch eine externe Rückschlagdiode (stino Si-Diode), da das die interne Diode u.U. nicht verkraften könnte.

Wenn ich aus ihm irgendwas zw. 5,5 und 6A Dauerstrom ziehe, hat er ca. 15W zu verbraten. Das wird in der Praxis kaum vorkommen, der Durchschnittsstrom deutlich darunter liegen.

Ein Kühlkörper muss her, auf Strahlungskühlg. und natürliche Konvektion zu hoffen, bringt nix, also kleine Zwangskonvektion, sprich, Lüfter.
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Schwarzer Alu-Rippenkühlkörper (Chipkühler), 50x50x20, knappe 40g, darauf einen 5V-Minilüfter 25x25. Der "versinkt" so in den etwas abgedremelten Rippen, dass die Gesamthöhe kaum über 20mm geht. (Kleinerer/leichterer Kühlkörper mit Lüfter möglich.)

Eingangsspannung/Laststrom für 15 Watt Verlustleistung eingestellt und rödeln lassen bei 22,5C Außentemp. Die Temp. des Kühlkörpers geht nicht über 45C.

Das ganze Gebilde wiegt ~50g, verschmerzbar bei einem 90er, ca. 30g halte ich auch für machbar.

[Meinrad]

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Hallo Tom,

eine für den Elektroniker sicherlich vernünftige ßberlegung. Aber wenn einer alle Komponenten einzeln kaufen muß, mühsam zusammenbraten muß, ist die ßberlegung legitim, ob dies nicht an der falschen Stelle gespart ist. Dann ist nämlich die Differenz beileibe nicht mehr so groß.

Wenn Du die geregelte Spannung auf ca. 5,6 V erhöhst, fällt noch weniger Verlustleistung an.

Ich will nicht Deine ßberlegungen zur Seite wischen, ich denke, das funktioniert einwandfrei. Eigeninitiative ist schön, ich mache auch gerne etwas selbst, einfach des Selbermaches wegen. Ich befürchte nur, dass bei dem Wort "sparen" auch bei Nichtelektronikern die Hemmungen fallen, was nicht immer positiv sein muß.

Gruß Meinrad

[dl7uae]

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Ja, OK..

Mehr als 5V wären möglich, auch mit einem Festspannungsregler.

Habe ihm dann noch mal dauerhaft 22,5W Verlustleistung zugemutet (7,5A Dauer bei angenommenen 8V Eingangsspg., was zuviel ist): Der KK erreicht 55C bei 21C Umgebung, selbst mit diesem Spielzeuglüfter.

War ja nur mal so eine Anregung, nicht jeder wird auf diesen Zug springen.
Der LT108x ist verhältnismäßig teuer (Conrad will 17 Steine), die 78xx kosten nur Cents.

[dl7uae]

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OK, ich weiß ja, niemand mag' das...
Ich habe ihn trotzdem nun einsatzfähig gemacht.
So weiß ich wenigstens, was der Regler kann, statt die Katze im Sack zu kaufen und im Bedarfsfall hinterher erschrocken zu sein, siehe Jazz-BEC.
Im 50er habe ich diesen Linear-Regler von Webra drin, angeblich 5A, max. 15A. Das kann nur ein Witz sein, schaut man sich die popeligen parallelen FETs auf einem unterdimensionierten Kühlblech an.

Ich habe nun einen 12V-Lüfter genommen, der bekommt zwar nur im Betriebsfall so ca. 7..8V, kühlt aber trotzdem besser als so ein kleiner 5V-Scheisser. In der Praxis wird der Kühlkörper eiskalt bleiben, es ist ein Worst-Case-Design für 7,5A Dauer und mehr, Spitzenströme jenseits von gut und böse, bei 30C Umgebungstemp. und 8V Eingangsspannung. Auch einen dauerhaften Kurzschluss würde der BEC lässig überleben.

Dafür wiegt er jetzt 96g mit zwei dicken 20cm-Kabeln inkl. aller Steckverbinder. Ja ja, DPSI Micro wiegt 30g... Sicherheit und Gewicht beißen sich eben u.U., außerdem soll der in einen 90er. Klar, schade, der BEC wiegt fast soviel wie ein geeigneter 2S-LiPo, - also nix mit Gewichtseinsparg. gegenüber 4xNiMh.

Der BEC funktioniert bis runter zu 6V Eingangsspannung, wenn die Ausgangsspannung auf 5V eingestellt ist, auch darunter, doch dann ist keine Regelreserve mehr da, - Ausgangsspannung = Eingangsspg. minus 1V. Die Drop-Out-Spg. kann von nominal max. 1V auf bis zu 1,5V steigen unter Heavy-Load-Bedingungen. Das sagt die Spec, konnte ich (zum Glück) nicht nachvollziehen.

Die Ausgangsspannung ist stufenlos einstellbar zw. 5,00 und 6,19V.

Nix Taktung, nix Ripple von der BEC-Schaltfrequenz, linear eben.

Der BEC bringt Peak weitaus mehr als 7,5A, schwer zu sagen, wieviel, 20A werden es aber sicher sein. Der LT108x-Regler-IC hat einen eingebauten Quadranten-Limiter (Leistungsbegrenzung), keine rigide Strombegrenzung. Auch mehr als 7,5A Dauerstrom wären bei nur 8V Input easy möglich.

Wie gesagt, büsken überdimensioniert, - büsken schwer, büsken groß: 50x50x26,6 (35 an der dicksten Stelle).

Der Ruhestrom beträgt ca. 60mA, - das ist der Lüfter.

Na ja, vielleicht will's ja doch mal jemand nachbauen.

[zab]

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Servus,

mal ne dumme Frage.

Was soll das Alles bringen. Normalerweise doch Gewichtsersparnis.

Wenns eh nicht ums Gewicht geht nimm doch 5 Sanyo RC 2200 Zellen mit nem Multiplexpärchen als Schalterersatz.

Das wiegt sicher weniger als Lipo plus 100 gr. Spannungsregler, über 10 A lacht der Sanyo blos, und es gibt keinerlei Teile die verrecken können. (Außer ner kalten Lötstelle wie bei mir. Schande über mich)

In einem 90 er seh ich in nem Lipo plus Reglergedöns keinen Sinn.

Gruß Claus

[dl7uae]

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Dat man wahr.. Einziger Vorteil ist eine stabile Spannung. Gleiches Gewicht bei stabiler Spannung.

[dl7uae]

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Zumindest einer scheint es mal wagen zu wollen.. Daher noch ein paar Hinweise:

Ich habe jetzt noch mal einen kompletten Test gemacht.
- Es gibt eine Strombegrenzung! Bei 7,5A (LT1083). Sorry für die Fehlinfo zuvor.
- Quadrantenlimiter (Verlustleistg. bei Chip-Temp.): Aufgrund der sich einstellenden Gehäusetemp. ist das praktische Limit hier etwa 25 Watt. Das reicht aber auf jeden Fall für 7,5A Dauerlast aus 2S LiPo.
Will man mehr (ca. 50 Watt), muss man das K-Package nehmen (TO-05), also LT 1083MK-5, ist aber nicht nötig.
- Die freiliegende Gehäuseseite kann an einem IR-Thermometer unter Dauer-Vollast (25W Verlustleistung) durchaus bis zu 150C zeigen. Ich habe da mein Lieblingsklebeband drüber gemacht, - selbstklebendes Alu-Isolationsband aus'm Baumarkt. Damit bleibt die Oberflächentemp. unter 65C. Danach die Außenseite des Bandes geschwärzt.

Bei Kurzschluss hat der L108x eine Fold-Back-Kennlinie, der Strom stellt sich bei etwa 4A ein.

Die Temp. des Kühlkörpers bleibt bei 25W Verlustleistung unter 45C.

Der offenbare Nachteil ist die Strombegrenzung bei 7,5A, die leider nicht äußerlich beeinflußbar ist. Rein rechnerisch wäre selbst das hier verwendete P-Package mit praktischen 25W Dauerverlustleistung geeignet für 10A Dauerlast.

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Was ganz anderes:
Direkt erschreckend sind die Verluste auf Servokabeln am Ausgang. Bei 5,8A erreicht selbst ein 4cm-Stück 0,35qmm 60C Oberfächentemp. Die Spannungsverluste sind immens.

[Roger]

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Hallo Tom,
gute Sache...

meine Lo Drop LT 108X laufen jetzt schon jahrelang in Schiffen, Autos und Helis als BEC und ich habe noch kein Modell verloren.
Selbst mit 1,5A, 3A oder 5A Modellen keine Ausfälle.
Wie du ja geschrieben hast , sind die Servokabel meisst ja eine gute Strombegrenzung.
Ein und Ausgangskondensator, Regler und ein Coolie und gut...

[dl7uae]

AW: 2S LiPo Drop Down Spannungsregler - die dumme (lineare) Art für Sparschweine

Hmm, ja, heiße Servokabel könnten aber eine Brandquelle sein. Mir geht's aber eher um den Spannungsverlust. Leider gibt es nur wenige RX-Anbieter, die einen Hochstromanschluss anbieten. Die Philosophie von Reaktor-X wäre die Alternative. Ansonsten wenigstens 2, eher 3 Servokabel zur Einspeisung in den RX. Toller Trick, wenn die Anzahl der Anschlüsse nicht dafür reicht. Mit Y-Kabeln kommt man vom Regen in die Traufe, wie man sieht, selbst in total gekürzter Ausführung.

[dl7uae]

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Oh Mann, ich muss mich schon wieder korrigieren, - im positiven Sinne:

Die Strombegrenzung scheint es doch nicht zu geben.

Bei 7,8V Eingangsspannung, Ausgangsspg. auf 5,2V eingestellt, bleibt man mit 9A noch im Leistungs-/Temp.-Quadranten. Wohlgemerkt, Dauerlast bis der Arzt kommt.

Das Problem war eben, dass mir die "Stromsenken" ausgingen, Kfz-Funzeln und so.

Oberflächentemp. einer einzelnen, korrigiere mich, nur 3cm langen 0,35qmm Servoleitg. bei 9A Dauer: 89C.
Spannungsverlust über ein kurzes Y-Kabel: 0,8V! (Hab' mir die Finger verbrannt beim Messen.)

[dl7uae]

AW: 2S LiPo Drop Down Spannungsregler - die dumme (lineare) Art für Sparschweine

bei 9A Dauer: 89C

An den Crimp-Anschlüssen des JR-Steckers 123C (Thermoplast!)

[Roger]

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HI Tom,
ACT bietet ein gutes System.

[dl7uae]

AW: 2S LiPo Drop Down Spannungsregler - die dumme (lineare) Art für Sparschweine

Weiß.. Fliege aber Airtonics PCM und AR7000. Gibt's nur: Gehäuse öffnen und 2 dicke Litzen rausziehen.

[dl7uae]

AW: 2S LiPo Drop Down Spannungsregler - die dumme (lineare) Art für Sparschweine

So, den Schweinehund, genannt Faulheit, besiegt und dem PCM-RX im Revo als erstem einen Hochstromanschluss verpasst. Werde jetzt den Hightech-Schalter mit zwei Servokabeln benutzen, um per FET die LiPo-Spannung an den BEC zu schalten.

[dl7uae]

AW: 2S LiPo Drop Down Spannungsregler - die dumme (lineare) Art für Sparschweine

Den Kram in den Revo eingebaut, alles zusammengesteckt und Test mit Labornetzteil als Spannungsquelle des BEC. Das NT hat eine Strombegrenzung auf 2,11A. Nur koll. Pitch betätigt (3x S9451), marginal läuft Gas mit (S9151), Heck stand (S9254). Oops, selbst auf'm Tisch kommt da schon der Stromlimiter vom Netzteil regelmäßig. Was muss da erst in der Luft los sein.. Unter 6A würde ich da nicht rangehen.