chiarezza su BEC switching e BEC linear

[gianmario]

ma no non voglio smontare nessun castello , mi permetto rettificare alcune inesattezze.
Il bec lineare non è altro che un comune integrato stabilizzatore e con un paio di resistenze e un condensatore il circuito è fatto : la potenza "sprecata" dal circuito e trasformata in calore è data dalla differenza tra la tensione in entrata e la tensione in uscita moltiplicata per la corrente. E' il circuito con la tensione d'uscita più pulita ( non ha nessun circuito oscillatore ) ma è il meno performante. Gli alimentatori da laboratorio a tensione variabile possono fornire la massima corrente solo se regolati sulla massima tensione, ma se la tensione di uscita viene portata al minimo e si pretende di prelevare la medesima corrente i finali vanno in fumo ! Il tester in continua da misure veritiere solo se la tensione è realmente continua. Nel caso di una tensione alternata il tester rettifica e poi misura ma parliamo sempre di 50 hertz . Nel caso di tensioni pulsanti come nello switching il tester non può fare misure. Il bec switching tra batteria e stabilizzatore interpone un circuitino che rende la tensione pulsante e quindi ne abbassa il valore efficace : in soldoni è come se abbassassimo la tensione della batteria e quindi lo stabilizzatore deve dissipare molto meno calore che è comunque dato dalla differenza tra tensione in entrata e in uscita moltiplicata per la corrente. Il consumo del circuito rimane sempre il medesimo anche se il tester ti da l'impressione che diminuisca : quindi viene sprecata molta meno energia e dissipato meno calore perchè il tutto consuma per un tempo brevissimo, poi si blocca, e poi riparte con una frequenza molto elevata. Oggi gran parte dell'elettronica ha alimentatori di questo tipo per economia di costi ma la qualità di quello lineare è impareggiabile.

[gianmario]

aggiungo ancora un argomento sul quale riflettere prima di fare l'acquisto.
Le oscillazioni generate dallo switching possono anche disturbare la ricevente
( non a caso si mettono toroidi che non sempre risolvono il problema ) e spesso sul cavetto che va alla medesima è presente un toroide.
Un mio amico ha cambiato il regolatore sul funjet in quanto staccava e ne ha montato uno con lo switching bec.....ha dovuto mettere poi una ricevente a doppia conversione altrimenti il modello era ingovernabile. Se ci si sta con gli assorbimenti il bec classico da molti meno problemi.
Ai posteri l'ardua sentenza !

[Archi]

E' vero i BEC switching mandano in giro un casino di ripple, però sono gli unici a consentire di poter avere grandi quantità di corrente, per alimentare servi e riceventi utilizzando lipo 3s.

Per quanto riguarda gli eventuali disturbi, questo è un problema più teorico che pratico, sia i BEC che le riceventi sono progettati tenendo anche conto di queste problematiche, non è più come negli anni 50 quando i televisori venivano progettati per 50 semiquadri al secondo per evitare battimenti con la frequenza di rete.

Per quanto riguarda la misura della corrente, devi tenere presente che in uscita al BEC c'è sicuramente un condensatore, questo serve per mediare la corrente di carattere impulsivo che attraversa l'interruttore logico nel momento in cui è aperto.

Alla fine, le perdite del circuito derivano essenzialmente dalle perdite di commutazione dell'interruttore e sono proporzionali alla frequenza a cui funziona il BEC (che è costante, cambia sono il rapporto tra ton e toff),
e quindi tolte le perdite si ottiene che tolte le perdite, la media del prodotto V*I (tensione per corrente) di ingresso deve essere uguale al prodotto V*I in uscita, e quindi se in uscita la tensione è più bassa la corrente deve essere per forza più alta.

Nel sistema lineare invece la corrente di ingresso è uguale a quella di uscita, mentre la tensione è minore, ne consegue che per il primo principio della termodinamica, nel bec deve essere dissipata in calore una potenza pari alla differenza di tensione tra ingresso e uscita moltiplicata per la corrente che passa. Nel caso di un BEC da 5A alimentato a 11.1V si ottiene che si può avere una dissipazione massima di 30,5 W. In un volo di 10 minuti questo equivarrebbe ad un'energia di circa 5Wh. Una lipo da 2200 mAh ha un'energia di circa 24Wh ed in quel caso significherebbe che il 20% della batteria (diciamo 440 mAh) dovrebbe essere buttato solo per garantire la linearità perfetta dell'alimentazione di ricevente e servocomandi.

Questo ovviamente è un caso limite, ma serve a capire che i regolatori lineari possono avere un campo di utilizzo molto ristretto nel nostro campo e solamente nel caso in cui un eventuale regolatore switching ponga problemi reali e non ci sia nientaltro da fare.

Scusate per la lunghezza e ciao.

[Nightrapture]

Originalmente inviato da greg89

chi usa spektrum 2.4Ghz, deve prestare particolare attenzione, in quanto le riceventi spektrum, usano significativamente più corrente di un ricevitore normale e sono molto sensibili alla tensione. Se il tuo bec linear, sta cercando di fornire un sacco di corrente e si surriscalda, non riuscendo a fornire la giusta tensione, avviene il riavvio del ricevitore, con una perdita di segnale fino a 7 sec.!!!! (che poi quando mi è successo si è limitato a mezzo secondo) ma non è mai una bella cosa..

Scusa la domanda stupida... ma immagino che valga lo stesso per le riceventi Futaba FASST, o no?

[Naraj]

Ancora un commento.

I due bec, sia switching che linare, se progettati bene, danno perfettamente il medesimo risultato in uscita.

L'unica differenza tra i due, è la dissipazione di energia per il loro funzionamento.

Quando si alimenta lo stesso carico (RX e servi), i due bec hanno due diversi assorbimenti dalla batteria.

Il bec Switching assorbe meno corrente, perchè dissipa meno calore per dare la tensione utile.
Il bec lineare, assorbe più corrente, poiche dissipa più calore per fornire la tensione utile.

Tra i due bec, il più critico, (che può dare disturbi alla RX) è lo switching.

Naraj.

[aisalord]

Originalmente inviato da Naraj

Ancora un commento.

I due bec, sia switching che linare, se progettati bene, danno perfettamente il medesimo risultato in uscita.

L'unica differenza tra i due, è la dissipazione di energia per il loro funzionamento.

Quando si alimenta lo stesso carico (RX e servi), i due bec hanno due diversi assorbimenti dalla batteria.

Il bec Switching assorbe meno corrente, perchè dissipa meno calore per dare la tensione utile.
Il bec lineare, assorbe più corrente, poiche dissipa più calore per fornire la tensione utile.

Tra i due bec, il più critico, (che può dare disturbi alla RX) è lo switching.

Naraj.

Assolutamente corretto, ma ritengo che montando un sistema a 2,4ghz spariscano anche i possibili problemi derivati da tali disturbi.

[ares636]

ciao a tutti.
Ho un bel pò di domande da porgere a voi esperti...
L'altro giorno ho perso il controllo del mio aereo elettrico in volo. Per fortuna dopo qualche secondo ho ripreso il comando. L'aero è abbastanza piccolo, monta un esc da 20A con ubec integrato, batteria lipo 2s 1900mAh e ricevente ar6200 con radio Dx7. L'aereo non era lontanissimo e la perdita di controllo è avvenuta più volte.
Presumo sia un problema di bec.
In questo caso che bec dovrei montare?
Come dovrei dimensionare i bec da montare sugli aerei?
E' vero che con il sistema spektrum conviene separare ESC dal BEC? E in questo caso dovrei per forza montare due pacchi batterie anche sul mio piccolo aereo o me la posso cavare con un raccordo a v dopo un unica batteria?
Dovrei cambiare tutti gli ESC con BEC integrato che ho o possono mettere sia ESC con UBEC che UBEC esterno?
grazie infinite in anticipo e scusate per l'ignoranza!!!

[romoloman]

Giusto qualche precisazione:
I BEC switching sono quelli che danno maggiori disturbi in quanto il ripple in uscita è praticamente ineliminabile.
I disturbi non hanno nulla a che fare con la frequenza della ricevente nella migliore delle ipotesi un circuito switching ha frequenze dell'ordine delle centinaia di KHz non di Mhz ne tantomento di GHz.
I disturbi spesso entrano nella parte di bassa frequenza (dopo la singola o doppia conversione o addirittura dopo il filtro a 455Khz) non di alta, pertanto le 2.4 soffrono del ripple quanto le 35 o le 40.
I processori montati sulle riceventi a 2.4GHz sembrano più sensibili su cali di alimentazione rispetto all'elettronica montata sulle riceventi PPM tradizionali, pertanto molte riceventi sulla 2.4 sono particolarmente sensibili entrando in fail safe (nella migliore delle ipotesi) in caso di sbalzi.
Per contro un circuito lineare ha una resa energetica che dipende dalla tensione di ingresso e pertanto non è utilizzabile o quasi in caso di forti assorbimenti (servi maxi o molti servi standard) e tensioni di alimentazione elevate (4S e superiori).
Detto questo comunque forse la cosa più intelligente da fare è usare un BEC lineare settato a 6V con un pacco 2S anche con 2 ampere di consumo lo spreco massimo non supera i 5 W contro un 12 W di potenza utilizzata.
Se volete ridurre ancora montate un pacco 2S lifepo e lo speco diminuirà ancora visto che la tensione delle LIFEPO è minore di quella delle LIPO.

[Naraj]

Originalmente inviato da romoloman

Giusto qualche precisazione:
I BEC switching sono quelli che danno maggiori disturbi in quanto il ripple in uscita è praticamente ineliminabile.
I disturbi non hanno nulla a che fare con la frequenza della ricevente nella migliore delle ipotesi un circuito switching ha frequenze dell'ordine delle centinaia di KHz non di Mhz ne tantomento di GHz.
I disturbi spesso entrano nella parte di bassa frequenza (dopo la singola o doppia conversione o addirittura dopo il filtro a 455Khz) non di alta, pertanto le 2.4 soffrono del ripple quanto le 35 o le 40.
I processori montati sulle riceventi a 2.4GHz sembrano più sensibili su cali di alimentazione rispetto all'elettronica montata sulle riceventi PPM tradizionali, pertanto molte riceventi sulla 2.4 sono particolarmente sensibili entrando in fail safe (nella migliore delle ipotesi) in caso di sbalzi.
Per contro un circuito lineare ha una resa energetica che dipende dalla tensione di ingresso e pertanto non è utilizzabile o quasi in caso di forti assorbimenti (servi maxi o molti servi standard) e tensioni di alimentazione elevate (4S e superiori).
Detto questo comunque forse la cosa più intelligente da fare è usare un BEC lineare settato a 6V con un pacco 2S anche con 2 ampere di consumo lo spreco massimo non supera i 5 W contro un 12 W di potenza utilizzata.
Se volete ridurre ancora montate un pacco 2S lifepo e lo speco diminuirà ancora visto che la tensione delle LIFEPO è minore di quella delle LIPO.

Non credo che i BEC di tipo switching siano così delicati per l'eventuale ripple. Ormai questa tecnologia è impiegata in ogni apparecchiatura elettronica, dalla carica dei telefonini all'alimentazione dei computer.
Se questo tipo di BEC è ben progettato, non ha limitazioni d'impiego, nemmeno nelle nostre RX. Se così non fosse, sarebbero le case costruttrici dei radiocomandi a sconsigliare il loro uso.

Naraj.

[ares636]

Originalmente inviato da romoloman

Giusto qualche precisazione:
I BEC switching sono quelli che danno maggiori disturbi in quanto il ripple in uscita è praticamente ineliminabile.
I disturbi non hanno nulla a che fare con la frequenza della ricevente nella migliore delle ipotesi un circuito switching ha frequenze dell'ordine delle centinaia di KHz non di Mhz ne tantomento di GHz.
I disturbi spesso entrano nella parte di bassa frequenza (dopo la singola o doppia conversione o addirittura dopo il filtro a 455Khz) non di alta, pertanto le 2.4 soffrono del ripple quanto le 35 o le 40.
I processori montati sulle riceventi a 2.4GHz sembrano più sensibili su cali di alimentazione rispetto all'elettronica montata sulle riceventi PPM tradizionali, pertanto molte riceventi sulla 2.4 sono particolarmente sensibili entrando in fail safe (nella migliore delle ipotesi) in caso di sbalzi.
Per contro un circuito lineare ha una resa energetica che dipende dalla tensione di ingresso e pertanto non è utilizzabile o quasi in caso di forti assorbimenti (servi maxi o molti servi standard) e tensioni di alimentazione elevate (4S e superiori).
Detto questo comunque forse la cosa più intelligente da fare è usare un BEC lineare settato a 6V con un pacco 2S anche con 2 ampere di consumo lo spreco massimo non supera i 5 W contro un 12 W di potenza utilizzata.
Se volete ridurre ancora montate un pacco 2S lifepo e lo speco diminuirà ancora visto che la tensione delle LIFEPO è minore di quella delle LIPO.

capisco... quindi visto quello che hai scritto e visti i miei problemi direi che ho sbalzi di corrente nella ricevente causati dall'ESC che causano il "reset" della centralina... non centra nulla il tipo di BEC... giusto?
Tu consigli di montare un altro pacco batterie a parte ma ciò non è sempre possibile quando si ha a che fare con modelli in cui lo spazio e il peso sono molto limitati.
allora come posso risolvere il problema? Basta montare sull'aereo in questione un ESC (forzatamente con bec integrato) con più amperaggio in modo che sia meno stressato?