稽納二極體對 BEC 瞬間高壓的改善

patrick053

稽納二極體對 BEC 瞬間高壓的改善

由於幫飛友修陀螺
過程中無意間發現了個很有趣的現象
我們都知道
感性元件在狀態改變得時候
會產生所謂反電動勢 CEMF 產生
什麼是反電動勢呢 ?
其實就是大家習慣說的逆電流啦
那這跟我們在玩的直升機有何關聯 ?
這是因為在伺服機中有馬達
當伺服機在飛行中快速作動時就會產生反電動勢
伺服機越多
其反電動勢就會越多(是越多而非越大)
如果多個伺服機在相同的時間產生的反電動勢
這時候就會產生所謂電壓疊加現象
會產生高於 BEC 電壓很多的突波電壓
比如說假設 BEC 電壓設定 8V
這時候就會有高於 8V 很多的突波電壓在 BEC 的整個迴路上
這會有何影響呢 ?
如果過高的突波電壓
有可能會觸發到電變 BEC 的過高壓保護點
而使得電變的 BEC 短暫進入保護機制而切斷 BEC 供電
沒了 BEC 供電
那大家應該就知道會有何後果 !

現在就以我的自己的教練機來做個示範
我這台教練機上的電變是亞拓 100A 電變
事實上就是好盈 V4 100A 的亞拓版
BEC 的規格為 5V-8V
輸出電流為持續 10A/瞬間 25A
而我的十字盤舵機為新匠 SI-4501 高壓無刷舵機
BEC 無電容也無外掛天蠍星備用電源時
當我快速上下打油門搖桿讓十字盤反覆上下移動
此時就會發生 BEC 上會有反電動勢電壓疊加在 BEC 電壓之上
使得 8V 的 BEC 電壓瞬間上升到 12V
而觸發電變 BEC 進入保護
產生了將近 60ms 的斷電情況
請看下圖黃色箭頭所指
即是瞬間高壓後 BEC 進入保護後又重啟的波形


當然我的教練機就在上週的時候
這樣空中變磚撞地球
哈哈哈

其實這是電裝相容性的問題
如果把舵機跟電變分開單獨測試
絕對都是正常良品
所以將舵機或電變單獨送回各自原廠商檢修的話
很可能會得到功能正常無損壞而原封送回
然後經過多次摔機後
其中有些電裝多次摔機不堪修復換新或更換廠牌後
此相容性問題才得以改善
但此時已經耗費相當多的人力時間, 精神與金錢
因此花了一個多星期的時間
終於找出這電裝合作上不協調的原因
在此提出個人小小見解與驗證的結果
供各位前輩飛友抓問題與改善的新方向

1. 如果各位有天蠍星備用電源的話
那恭喜各位
當你的電變與舵機有上述不相容的情況發生
你依然可以平安不摔機的
下圖就是 BEC 外掛天蠍備用電源的波形
電變的 BEC 依然會被突波高壓給觸發進保護而無 BEC 電壓輸出
但是因為有外掛備用電源的關係
在 BEC 停止輸出的 60ms 期間
將會由備用電源提供 5V 的 BEC 備援


使得直升機的接收, 陀螺....等等電裝品依然能正常運作

2. BEC 並聯大電容
BEC 並聯大電容可以有效改善舵機動作時的瞬間壓降, 是壓降喔
但是對於今天所提的反電動勢的改善是相當有限的
大電容對高壓突波雖然可以抑制瞬間的最高峰值
降低 BEC 進保護的機率
但是卻會使得反電動勢的洩放時間加長
反而使得高壓突波變得時間更長
再者
過大的電容會使得通電瞬間的 INRUSH CURRENT 湧入電流增高
這對迴路上的電子元件會有不良的影響
而經過實驗
BEC 並聯 10000UF 電容後
雖然 BEC 斷電發生的情況減少
但卻無法完全避免
只要在空中發生過一次
結果還是變磚撞地球

3. ZENER DIODE 稽納二極體抑制法
這也是此次要跟各位分享的重點
至於稽納的功能就不在此贅述
有興趣的飛友可以請教谷歌大神
由於我電變的 BEC 是設定 8V 輸出
因此我希望突波電壓能有效抑制不超過 9.5V
因此我選用了一顆 9.1V/0.5W 的稽納二極體
焊接方式如下圖
我是裝在電容的底部
稽納二極體的黑槓極性焊接在電容的正極
另一端焊接電容的負極


然後與 BEC 並聯安裝
經過反覆快速打舵測試
從示波器上觀察其反電動勢所產生的突波高壓都能有效被抑制再 9.5V以內




因此電變的 BEC 都能正常穩動的供電
接收與陀螺也都正常運作不當機

今天經過周末兩天的飛行測試
證實 BEC 斷電的情況不在發生
不僅價格便宜而且能有效根除斷電的重疾
電容可抑制瞬間壓降
稽納二極體能抑制瞬間高壓
兩者合體功效非凡
充分發揮一加一大於二的效果
哈哈哈
感覺好像在賣藥
說那麼多很可能不懂電子的飛友已經一頭霧水了
反正看一下下列影片
就能清楚讓你明白我的明白啦


Patrick

peter0716

請問派大的小型示波器是哪個型號的?

patrick053

peter0716 發表於 2019-7-22 20:58
請問派大的小型示波器是哪個型號的?

噗噗
怎一堆人在問我示波器
我不是在介紹示波器啦
我只是分享我的觀察心得而已
一般情況下電裝會當機都認為是瞬間壓降造成
但事實上過高電壓也會有類似情況
翻遍網路上都沒有相關資訊可參考
因此才藉由此段影片與大家分享
至於示波器麻
露天找一下就一堆了


Patrick

范志誠

感謝派大分享~~ 很受用唷

不然哪天自己怎麼炸的都不知道呢

但還是希望廠家能注意到這個問題，去改善、防範，否則這樣玩得真累

fairygreen

好文,讚,學習了

patrick053

范志誠 發表於 2019-7-23 10:21
感謝派大分享~~ 很受用唷

不然哪天自己怎麼炸的都不知道呢

范大
也還好啦
大部分情況都會很正常啦
主要是因為直升機是開放性系統
各電裝來源既多又廣
使用上難免會出類似相容的問題
當然
如果直接使用亞拓套裝機
所有電裝都經過原廠測試
這類問題要發生幾乎可以說微乎其微
即使真的有問題
亞拓也會處理的
放心玩吧

Patrick

范志誠

patrick053 發表於 2019-7-23 17:30
范大
也還好啦
大部分情況都會很正常啦

收到~~ 謝謝派大的分享^^

wan0761

有光哥真好~~~

patrick053

wan0761 發表於 2019-7-28 15:52
有光哥真好~~~

張董
好久不見
最近可好？
Bec問題是無意間發現的
分享而已

Patrick

wan0761

patrick053 發表於 2019-7-29 10:07
張董
好久不見
最近可好？

還是老樣子啊～
一切安好~
直升機少飛，改練身體去啦～