Nachgemessen
Nachgemessen
Hallo,
ich habe auch mal etwas gemessen.
Ich habe zwei alte Standardservos am Servotester betrieben. Als Versorgung habe ich einen 2S LiFe mit 2200mAh verwendet. Der Akku hat einen Innenwiderstand von ca. 30mOhm pro Zelle. Die Spannung wurde mit einer Siliziumdiode Semikron P1000 reduziert.
Zuerst wurde ein Test ohne Kondensator durchgeführt. Die Servos ziehen auch ohne Belastung für einen kurzen Moment (ca. 3ms) nach dem Update des Stellsignals in Summe 2,5A. Dadurch bricht die Akkuspannung um ca. 0,15V ein. Das passt zum gemessenen Innenwiderstand (Junsi Ladegerät). Hinter der Diode bricht die Spannung während der Pulse um ca. 0,4V ein. Entsprechend dem Datenblatt der Diode beträgt die Flussspannung bei 0,1A ca. 0,65V und bei 2,5A ca. 0,75V. Man würde als nur 0,1V zusätzlichen Hub erwarten. Gemessen habe ich aber 0,25V. Wie auch immer. Extrem auffallend sind aber die Spitzen nach oben. Diese betragen hinter der Diode ca. 0,8V. Das Ganze ist unabhängig von der Belastung der Servos. Die Spitzen treten in diesem Setup immer auf. Ob dies an der Generatorwirkung oder an dem Schalten der Motorinduktivität liegt, kann ich nicht sagen.
Bei Anschluss eines 4700µF low ESR Kondensators sind die Spitzen nach oben komplett weg bzw. nicht mehr nachweisbar. Die Einbrüche nach unten bleiben in der Höhe unverändert. Die Pulse sind nur nicht mehr rechteckig sondern entsprechend verschliffen. Das ist auch vollkommen klar. Die Servos brauchen in der Aktivitätsphase 5,8Vx2,5A=14,5W. Innerhalb der 3ms werden 0,04J verbraucht. Der Kondensator hat bei 5,8V 0,079J und bei 5,4V 0,069J Energie gespeichert. Es ist also mit sinnvollen Kapazitäten gar nicht möglich einen Akku (mit Diode) zu puffern.
Bei einer nicht geregelten Spannungsquelle nach dem beschriebenen Typ, muss man mit ca. 0,8V Spannungshub bei 10A Last leben. Ich sehe darin aber auch kein Problem. Wie hoch war das wohl früher zu NiXX-Zeiten?
Der Kondensator verhindert die Spannungsspitzen nach oben zuverlässig. Bezüglich des Einwands des hohen Einschaltstroms habe ich den Spannungsanstieg gemessen. Die Spannung am Kondensator steigt in ca. 1ms von 0V auf 5,8V an. Unter der Annahme, dass 2,2*R*C=1ms ist, beträgt der effektive Ladewiderstand 100mOhm. Der Einschaltstrom beträgt in der Spitze somit ca. 60A. Ich verwende generell keine Schalter sondern 2mm Stecker. An diesen Steckern ist kein sichtbarer Funke feststellbar. Man kann jedoch ein Art leichtes "Kleben" der Kontaktfläche feststellten. Eine sichtbare Beschädigung des Stecker ist auch nach ca. 20 Versuchen nicht feststellbar. Dennoch würde ich tatsächlich auf mechanische Schalter verzichten oder die übliche Antiblitz-Lösung mit Widerstand (ohne irgendwelche Zusatzschalter) verwenden.
Fazit: Die Reduzierung der LiFe-Spannung mit einer Siliziumdiode (Nicht-HV) oder die Vereinigung von zwei Lithium-Akkus mit Schottky-Diode (Weiche, HV) funktioniert einwandfrei. Es gibt kommerzielle Weichen, die genau so aufgebaut sind. Die Modulation der Spannung von weniger als 1V selbst unter größter Last halte ich für generell unproblematisch. Von Spannungsspitzen nach oben ist im REGELFALL auszugehen. Ich denke nicht, dass es sich hier um eine Ausnahmeerscheinung handelt. Da individuelles Nachmessen zu aufwändig wäre, ist die Verwendung eines Kondensators (bspw. 4700µF, low ESR) dringend anzuraten.
Viele Grüße
Stefan
