Neue Grundidee für eine noch bessere Stromversorgung für das APM

[EagleFly]

Aktuell überdenke ich gerade ein besseres Konzept der Stromversorgung unseres APM´s und da hier in unzähligen unübersichtlichen Themen meist auf den schlechten zu klein dimensionierten 3,3V Regler geschossen wird und dadurch der Austausch auf ein anderen Prähistorischen Spannungs/Wärmeregler mit mehr Dampf empfohlen wird, möchte ich hier mein Gedanke vorstellen….

So wie ich das verstehe bestromen die meisten das APM-Board entweder mit einem 5V BEC Regler vom Antrieb oder mit einem separaten 5V UBEC Regler, mit oder ohne Jumper mal dahin gestellt.
Im nächsten Schritt verbrät unser „schlechter“ on Board Spannungsregler für den 3,3V Anteil noch ein Haufen Abfallwärme um mit einigen Störungen oder gar Ausfälle den 3,?? Volt Anteil zu übernehmen.
Dann gibt es die Idee einen stärkeren zb. den ams1117 Spannungsregler gegen den Originalen on Board zu tauschen….OK.
Macht das alles Sinn …. unsere Akkuspannung via unzuverlässigen (China) BEC Regler auf 5V zu pressen und dann noch den 3,3V Anteil durch einen „größeren Kühlkörper“ Spannungsregler zu prügeln?

Was wäre wenn, der Akku mit seiner 3S- 6S Spannung= 11-22V direkt auf einen guten DC/DC Wandler (inkl. Galvanischer Trennung) fertige, gute und Stabile 3,3V/0,5A erzeugen würde und diese einfach anstelle des Spannungsreglers unsere 3,3V erzeugen würde? Wirkungskrad deutlich höher und dadurch auch keine große Wärmeentwicklung, zusätzlich galvanisch zur hochstrom Seite getrennt und eine sichere konstante Spannung am APM.
Den unkritischen 5V Bereich könnte man mit gezogenem Jumper auch weiterhin vom 5V BEC Motorregler machen lassen, oder wer sicher gehen möchte auch hier durch einen 5V DC/DC Wandler.

Dieses Teile hier recon R-783.3-0.5 könnten den Job gut übernehmen und man spart sich die BEC Verkabelung.
http://www.recom-power.com/pdf/Innoline/R-78xx-0.5.pdf
Was meint Ihr?

 

[Chriss_:)]

Hi,

die Idee klingt gut, d.h. man würe den 3V3 Spannungsregler auslöten und einfach die 3V3 vom DC/DC Wandler anlegen. Die 0,5A sollten ja eigentlich auch ausreichend sein, wäre nur noch interessant, wie sauber die erzeugte Spannung ist (habe mir das Datenblatt nicht genau angesehen...^^).

Wie viel verbraucht das APM eigentlich bei 5V Betrieb, wenn per UBEC versorgt? Die Servos in meinem Flieger (wo ichden APM gern einbauen würde) versorge ich eh separat mit 5V, man müsste also nur die "üblichen" Verbraucher mitversorgen (GPS & Telemetrie, OSD wird auch separat versorgt). Hat da jemand Verbrauchswerte?

Schöne Grüße aus dem Sauerland!
Chriss

 

[schnellmaleben]

Zwei Anmerkungen: Hast Du mal den Verbrauch des 3V3-Anteils gemessen? Da ist ja nicht zum Spaß "nur" 100mA verbaut... bei 20mA Peak sprechen wir hier über 34mW Wärmeverlust im 5V->3V3-LDO-Regler. Merkt man ja auch schon so, der wird normal nicht warm. Die Wirkungsgradkurve des DC/DC-Wandlers bei so geringen Strömen senkt die Einsparung dann noch mal.

Galvanische Trennung ist sinnlos, da alles an derselben Masse hängt/hängen muss (Signal->ESC->Common Ground).

Die Recom Dinger sind gut, machen aber vor allem bei Akku->5V Sinn.

 

[EagleFly]

Mein Ursprungsgedanke war, wie kann ich eine Galvanische Trennung zu meinem "Hochstrom Antriebsstrang" herstellen, denn ich möchte meine Alu-Arme auf eine saubere APM/ RC-Empfänger-Masse legen um diese wiederum als GroundPlane für meine 3DR 430Mhz & RC 40Mhz verwenden zu können um meine Antennenleistung zu optimieren.
Die Motorregler und die Motoren = die primäre Akkumasse möchte ich so zu sagen auf „Groundlift“ legen um Einstreuungen zu vermeiden.

Mich stört auch generell dass wir hier die maximale Technik, Hightech pur verwenden, jedoch um von 5V auf 3,3V zu kommen verwenden wir einen Stabi und die 5V lassen wir von einem 3$ Bauteil oder einem Irgendwie BEC „Sicherstellen“ an dieser Stelle habe ich da meine Zweifel!

 

[schnellmaleben]

Ja, ich weiß schon was Du meinst Die Idee mit der "sauberen" Masse ist auch sicher gut (bei der Gelegenheit, evtl. auch Magnetfelder um den Kompass minimieren?). Die Kür wären sicher galvanisch getrennte ESCs, also Optokoppler vor der FET-Ansteuerung, dann kriegt man einen Logiklevel-Stromkreis und einen "Hochstrom"-Kreis wirklich getrennt hin.

 

[EagleFly]

Genau!!! .... Jetzt wäre es nur noch oberfett, einen DC/DC Wandler zu finden, der Input 6V - 30V abkann, galvanisch trennt und 2 Output 5V & 3,3V anbietet.
Plan B wäre: einen DC/DC Wandler mit 3,3V an die Pins des on board Stabis zu klemmen
Einen zweiten DC/DC Wandler mit 5V am Output an zu schließen. Den Jumper jedoch geschlossen halten, so sollte der 3,3V DC/DC Wandler generell für das APM arbeiten und als havarie fall dieser ausfallen sollte greift der 5V DC/DC Wandler am Output ein, .... misst dabei muss dann aber der on board Stabi weiterhin auf dem Board verweilen!

 

[EagleFly]

Frage an die Elektroprofis ....
Kann ich eine zweite 3,3V Quelle einfach Parallel auf meinen onboard Pessi Regler klemmen?, so dass ich im oben genannten Gedankengang ein Backup bieten könnte? .... Also im Standard kommt die 3,3V dann von dem DC/DC Wandler und falls dieser ausfallen sollte springt die 5V Versorgung über den Output ein, und schiebt über die Diode und den gesetzten Jumper die 5V n den Spannungsregler auf dem Board und das Backup wäre gegeben. Bitte um FREIGABE!!

 

[jreise]

Nein, zumindest von mir bekommst du keine Freigabe . Du solltest niemals zwei Spannungsregler am Ausgang miteinander verbinden, das geht in den wenigsten Fällen gut. Zum einen kann eine Einspeisung in den Reglerausgang zum Ausfall führen, ausserdem stellt ein ausgefallener Regler meist einen Kurzschluss zwischen Ein- und Ausgang dar, du würdest also 3,3V und 5V zusammenschalten.

Ich vermute mit deinem 3,3V DC/DC Wandler meinst du einen Schaltregler? Die 3,3V-Seite mit der relativ unsauberen Ausgangsspannung eines Schaltreglers zu versorgen wäre keine gute Idee. Dort hängen Teile dran, die etwas empfindlich auf Spannungsschwankungen reagieren.

Bzgl. 3,3V Versorgung lass alles so wie es ist und sorge dafür, dass der "PESI" Regler niemals eingangsseitig mehr als 5,5V bekommt, dann hält er auch. Und wenn dir das nicht sicher genug ist, löte einen anderen Typ ein.

 

[EagleFly]

Danke für deine nicht Freigabe!;-) .... Hab schon befürchtet dass meine Idee noch nicht den Elektrotechnik Nobelpreis erhält.
Mit dem DC/Dc Modul meine ich den oben aufgeführten link, der hat ne Rest Welligkeit von 20mV, das ist doch ok, oder? Die Dinger sind inzwischen saugut geworden. Aber ja, wenn die Idee mit dem DC/DC Wandler anstelle des Spannungsregler eher unbrauchbar ist, so muss man das nicht verzweigen.
Anstelle des BEC Reglers werde ich jedoch einen 5v Wandler verwenden und das Konzept galvanische Massetrennung im Experiment erörtern.

 

[jreise]

Die Restwelligkeit von 20mV bei den Recoms ist schon nicht schlecht für einen Schaltregler, nicht umsonst sind die so teuer. Aber für die Versorgung von Sensoren, deren Messgenauigkeit meist von der Betriebsspannung abhängt, ist das einfach viel zu viel Welligkeit. Da sind gute Linearregler die bessere Wahl.

 

[EagleFly]

Ok, mir war so als wäre ein Linearregler immer von Grundauf die schlechteste Lösung, nicht nur was die Spannungsschwankungen angeht, ich lass mich jedoch gerne eines besseren belehren.
Wenn dem so sei, so werde ich nur am outputrail anstelle des BECs einen meiner schönen DC/DC Wandler mit 5V und 1A einsetzen und dann eben den Pessi gegen den AMS1117 tauschen.
Hängen am 5V Strang auch Spannungssensible Sensoren? .... oder sind diese alle im3,3V Bereich?