Zdroj BEC – lineární vs. spínaný

Lineární vs. spínaný

Jak již bylo uvedeno BEC snižuje napětí na konstantní nižší napětí (nejčastěji 5 – 7.4V). Zjednodušeně řečeno lineární BEC snižuje přebytečné napětí jeho přeměnou na teplo, zatímco spínaný BEC to dělá tak, že se v řádech milisekund zapíná a vypíná, dle potřeby, aby snížil požadované napětí.

Lineární BEC

Lineární obvod BEC používá IC regulátory ke snížení napětí na požadovanou úroveň.

Výhodou lineárních obvodů BEC je to, že jsou levné a nevyžadují žádné další přídavné komponenty, aby správně fungovaly. Vše je obsaženo v jednom obvodu. Nevýhodou je, že jsou omezeny na použití na menších bateriích, jako jsou 2článkové a 3článkové Li-Po baterie, kvůli množství tepla, které generují. Ve většině případů každý obvod zvládne 1 A proudu, takže 2 A BEC bude mít 2 tyto IC obvody.

Množství tepla generovaného integrovanými obvody závisí na množství proudu, který obvodem BEC protéká, násobeném úbytkem napětí součásti. Při provozu na 2článkovou Li-Po baterii začíná napětí baterie na 8,4 V, když je baterie plně nabitá a klesá na 7,2 V. Průměrné napětí je kolem 8 V. Pokud snížíme 8 V z baterie na např. 5 V pro serva, pokles je 3 V. Pokud BEC poskytuje plný jmenovitý proud 1 A, pak IC obvod musí rozptýlit 3 [V] x 1 [A] = 3 [W] výkonu.

Když přejdeme na 3článkovou baterii, průměrné napětí baterie se nyní blíží 12 V. To znamená, že když snížíme 12 V na 5 V, zbude nám 7 V. Při plném proudu 1 A by se každý obvod musel zbavit 7 Wattů tepelného výkon. Bohužel pouzdro typu D2PAK, ve kterém jsou tyto obvody, může bezpečně rozptýlit pouze asi 4 Watty výkonu bez přehřátí. Pro lepší odvod tepla proto bývají k obvodů instalované chladiče.

Pokud přejdete na 4článkovou baterii, pak se napětí baterie zvýší na 16 voltů a musíte jej snížit o 11 V, abyste se dostali na 6 V. To omezuje maximální proud na přibližně 1/4 skutečného jmenovitého výkonu, což obvykle nestačí k pohonu ani jednoho serva. To je důvod proč se lineární zdroje BEC používají u modelů poháněné max. 3S LiPo akumulátorem.

Lineární zdroje BEC mají účinnost kolem 50%, většina energie se promění na teplo.

Spínaný BEC

Spínaný BEC používá moderní MOsFET tranzistor k velmi rychlému zapínání a vypínání napětí z baterie, přibližně 150 000krát za sekundu a poté je výstupní proud filtrován přes cívku a kondenzátor, aby se vyhladilo zvlnění a vytvořilo se stabilní stejnosměrné napětí. Změnou doby (střídy), po kterou zůstane tranzistor během každého spínacího cyklu zapnutý, se zařízení řídí tak, aby udržovalo konstantní napětí bez ohledu na zátěž.

Výhodou spínaného BEC je, že dává maximální proud, bez ohledu na vstupní napětí. Pokud je spínaný BEC, dimenzován na 5 A, dodá plných 5 A, ať už jej provozujete na 3článkové, 4článkové 5článkové nebo dokonce 6článkové baterii.

V případě 3článkové baterie musíte snížit napětí z 12 V na 5 V. Výstup 5 V je 42 % z 12 V, takže pokud se tranzistor zapne na 42 % každého cyklu a vypne pro 58 % každého cyklu a toto množství napětí je zprůměrováno a filtrováno, výsledkem je 5 V DC.

V obvodu dochází k malým ztrátám a produkci tepla pouze cca 10 %. Z tohoto důvodu je celková účinnost spínacího BEC kolem 90%, bez ohledu na vstupní napětí. BEC má však více částí a je složitější oproti lineárnímu. Nevýhodou může být. že v případě použití velmi výkonných serv může být nutné použít přídavný kondenzátor.

Externí BEC

Pokud by integrovaný BEC v regulátoru svým dimenzovaným proudovým zatížením nevyhovoval a potřebovali by jste napájet serva, či další příslušenství s vyšším proudovým zatížením, je možné vyřadit integrovaným BEC v regulátoru z provozu a do modelu instalovat externí BEC. Aby integrovaný BEC nenapájel přijímač, neboť to bude dělat externí BCE, je nutné odpojit napájecí kabel „+“ mezi regulátorem a přijímačem.

U externího BEC od značky Traxxas, který se používá pro modely TRX-4 a TRX-6, není nutné přerušovat červený kabel, toto odpojení paralelního napájení je již originálně vyřešeno přímo v externím zdroji BEC.