So, bin wieder da.
Zu Variante 1:
Das Ausfallrisiko eines Akkuweichen-Reglers ist zwar sehr gering, aber sicher noch wesentlich geringer ist das Ausfallrisiko von zwei Reglern, die parallel geschaltet sind, sofern man sie mit Dioden entkoppelt. Davon abgesehen ist es irgendwie absurd, den Strom vom Motorsteller durch zwei Spannungregler nacheinander zu schicken.
(Zu den Dioden komme ich später)
Das grosse Dilemma beim Auslegen der Stromversorgung ist, dass die verschiedenen Designs im Normalfall (nix kaputt) alle bestens funktionieren. Um die Sicherheit bei Defekten zu erhöhen, wäre also die weitest mögliche Redundanz bzw. Doppelstromversorgung anzustreben. Das Bauteil das wohl wirklich unkaputtbar ist, ist die Diode (ich rede jetzt von fetten Leistungsdioden, nicht von 1N400x oder Germaniumdioden...). Selbst wenn man sie mit 100A zum Glühen bringt, verliert sie zwar ihre Sperrfunktion, aber leitet immer noch Strom. Um sie dazu zu bringen, keinen Strom mehr zu leiten, muss man sie wohl mit 500A abfackeln.
Also wären zwei gute alte 2400-NiCd-Packs, mit Dioden entkoppelt, die sicherste Stromversorgung überhaupt. Stimmt, ist sie, immer noch! Würde in den Stingray auch gut rein gehen, aber in alles andere von Allround-E-Seglern über F3J bis hin zur Alpina 4001 eben nicht. Wir hätten mit 2 Packs sogar eine gewisse Kontrolle, die Lademengen sollten bei beiden so in etwa gleich sein, wenn sie aus dem Ruder laufen, stimmt was nicht.
Jetzt müssen die beiden Packs nur durch Alternativen ersetzt werden, die platzmässig oder auch sonst sinnvoll sind.
In einem E-Segler ist der eine Strang ganz klar vom Antriebsakku über das Regler-BEC. Was kann schief gehen? Akku irrtümlich leer geflogen, oder eine Zelle versagt, der Akku-Stecker ist nicht gut gelötet und vibriert ab, der Regler kann in Flammen aufgehen (Kabelverlängerung) usw. Wenn BECs stromlos werden, liefern sie keinen Strom mehr, logisch. Was aber, wenn man ihnen sozusagen rückwärts Strom liefert, von der zweiten Stromversorgung, die bisher nicht mit Dioden entkoppelt wurde? Getaktete (Schalt- oder Switch-)BECs sind dagegen recht immun, Linearregler-BECs (low drop Regler) aber ganz und gar nicht, die lassen den Strom auch rückwärts durch!! Also kann ein defekter Akku, z.B. auch einer mit Kurzschluss, weil er von der Glocke vom Aussenläufer unbemerkt durchgescheuert wurde (jepp - ist mir passiert...) an einem Linearregler durchaus den anderen Akku leersaugen!!
Nicht alle BECs in Motorstellern sind getaktet. Jeti Advance -Regler sind m.W. linear, ebenso die Spannungsregler Dualsky VR-5A und -8A, die ich viel verwende.
Der andere Strang wird ein geeigneter 2s-LiPo oder 2s-LiFePo mit Spannungsreduzierer/regler. Bei mir ist das in kleinen Modellen 2s900 LiPo, in grossen Modellen 2s2300 LiFePo (A123).
Beide Stränge auf gleiche Spannung einzustellen bringt es nicht. Schon minimal unterschiedliche Temperaturgradienten und Bauteileschwankungen in den Reglern würden dafür sorgen, dass je nach Wetter mal der eine Akku, mal der andere Akku bevorzugt als Lieferant genutzt wird.
Da der Motorakku aus RC-Sicht unermesslich gross ist, nehmen wir ihn als Hauptlieferant und stellen ihn z.B. auf 5V. Den anderen nehmen wir als Stützakku und stellen ihn auf 0,2V weniger, also auf 4,8V. Dann würden wir sogar schon im Vario hören, falls der Hauptstrang versagt. Ansonsten merken wir beim Laden, was Sache ist. Wenn in den Stützakku nur wenig geladen werden müssen, hat er nur selten als Stromspitzenpuffer herhalten müssen, wenn mehr geladen wird, stimmt was mit dem Primärstromkreis nicht.
Jetzt zu den Dioden.
Wenn wir z.B. eine 5A-Type wie "Vishay 50SQ100PBF" nehmen und das Datenblatt angucken, sehen wir:
Spannungsverlust (bei 25°) im Leerlauf 0,4V, bei 5A 0,65V, bei 10A 0,75V
Der für Shottky-Dioden typische geringe Spannungsverlust gilt also für niedrige Ströme.
Bei der 60A-Type "Vishay MBR6045WT" lauten die Werte:
1A: 0,35V 5A: 0,45V 10A: 0,5V
Man sollte also ruhig sehr grosszügig dimensionieren, denn uns interessieren ja die Bedingungen in Grenzsituationen (Stromspitzen).
Jetzt noch zur Frage ob LiPo oder LiFePo:
Mit LiFePo wird es knapp, wenn man Reglerverluste und Diodenverluste berücksichtigt und mit mehr als 5V fahren will. Ich selber tue das zwar nicht und habe keine Probleme mit "nur" 5,0V und 4,8V, aber die meisten denken ja doch irgendwie, dass mehr Spannung "besser" sei. Obwohl man damit vermutlich vor allem die Lebensdauer der kleinen Servomotor-Kollektoren verkürzt.
Nach meiner jetzigen Auffassung sind grössere LiPos (für den Stingray z.B. 2s2000) auch bei kalten Temperaturen als Empfänger-Akku geeignet, weil sie ja bei weitem nicht im 20C-Bereich oder höher belastet werden.
Meine Stromversorgungsversion lautet also:
Hauptstrang: Antriebsakku - Steller-BEC 5,5V - Diode - Rx
Stützakku: 2sLiPo oder 2sLiFePo - Linearregler 5,3V - Diode - Rx
Das bekomme ich sogar im eher kleinen Rumpfboot meiner Sprite hin (2m-E-Segler), im F5J geht es sowieso, aber auch die Motormodelle (ausser den kleinen) rüste ich so aus. Seit ich im F5J den zu schwachen Regler durch einen neuen ersetzt habe, muss ich auch dort nie etwas in den Stützakku nachladen (ausser die 5mAh pro Stunde Eigenbedarf des Linearreglers).
Auch die grösseren reinen Segler haben im Prinzip die gleiche Auslegung, aber mit 2 Akkus und 2 Linearreglern. Da gibt es dann noch Details wie einen dritten Linearregler nur an einem der beiden Akkus, der ausschliesslich die blockiergefährdeten Servos (EZFW, Kupplung, Störklappen) bedient.
Bertram
