Maximaler Strom, Kühlkörper und Temperaturentwicklung an Akkuweichen

Durch die linearen Längsregler, die für die Spannungsregelung eingesetzt werden, entstehen Verluste, die in Wärme umgewandelt werden. Die Spannungsregelung funktioniert wie ein "Ventil". Vorne kommt eine hohe Spannung hinein (z.B. 7,4V), hinten eine geregelte niedrigere Spannung heraus (z.B. 5,6V). Die Differenz von der hohen Eingangs- zur niedrigen Ausgangsspannung (in diesem Fall 1,8V) muss natürlich "irgendwo hin" (bei einem Ventil durch den Überlauf). Im Falle einer Spannungsregelung wird die Differenz in Wärme umgewandelt.

Daher haben alle DPSI RV Systeme großzügig dimensionierte Kühlkörper, die bei sehr hoher Belastung warm werden. Die Dimensionierung der Kühlkörper haben wir sehr sorgfältig berechnet. Alle Produkte von EMCOTEC sind daher hinsichtlich der Wärmeableitung optimiert. Aufwändiges Prüfequipment (z.B. Wärmebildkameras) und langjährige Erfahrung sichern bestmögliche Qualität und Funktionalität.

Der maximal mögliche Dauerstrom, den wir für unsere Produkte angeben, wird auch tatsächlich erreicht. Ein Wert von z.B. 8 Ampère (DPSI RV) oder 4 Ampère (DPSI RV Mini) mag zunächst wenig erscheinen. Wir halten es jedoch für sinnvoller, reale Daten anzugeben als mit Phantasiewerten zu prahlen. 4A Dauerstrom reichen auf jeden Fall für ein Modell mit bis zu 10 Digitalservos hoher Stellkraft. Weitere Messungen haben ergeben, dass der mittlere Strom (=> "Dauerstrom") bei 16 Digitalservos in einem 3m Modell nicht über ca. 4,5A steigt (bei aggressivem 3D-Kunstflug).

Um bei dem Beispiel zu bleiben: bei Verwendung von LiPo-Akkus und 8A Dauerstrom (z.B. beim DPSI RV) werden immerhin ca. 15W Heizleistung erzeugt! Das bedeutet: Die Energie, die in Wärme umgewandelt wird, entspricht der Heizleistung, die eine 15W-Glühbirne erzeugt! Beim einem DPSI System wird diese Heizleistung effektiv auf den Kühlkörper verteilt und optimal abgeleitet. Da in einem DPSI mehr als doppelt soviele Halbleiter wie bei anderen Produkten eingesetzt werden, verteilt sich die Wärme auch erheblich besser und der Temperaturstress eines einzelnen Bauteils verringert sich erheblich (siehe folgende Bilder).

 


Die DPSI RV Produkte verfügen über eine hervorragende Wärmeableitung, die speziell berechnet und in aufwändigen Testreihen erprobt wurde. Auch wenn die Systeme groß und schwer erscheinen, hat dies einen guten Grund: die optimale Wärmeabfuhr auch bei hoher Last. Die gleichmäßige thermische Verteilung ist sehr wichtig, damit es nicht zu Überhitzungen in Bauteilen oder zu thermischen Spannungen im Material führen kann. Hier stellen die DPSI-Produkte das Optimum dar. Das Bild zeigt die Wärmeverteilung in einem DPSI RV nach 10 Minuten Dauerbetrieb unter 8A Last. Die Eingangsspannung betrug 7,4V (2S LiPo-Akku), die Ausgangsspannung war auf 5,9V eingestellt. Die rosaroten Bereiche zeigen die kalten Stellen (Umgebungsluft) dar. Je höher die Temperatur wird, umso mehr verschiebt sich die Farbe über blau nach rot (siehe Balken im rechten Bildrand). Die maximale Temperatur am Spannungsregler beträgt nur 67,6°C, wobei die Temperaturverteilung sehr gleichmäßig ist. Gefährliche "Hotspots" sind nicht vorhanden.


Hier die Rückseite (Kühlkörper) eines DPSI RV nach 10 Minuten Dauerbetrieb bei 8A Last. Wichtig ist die sehr gleichmäßige Wärmeverteilung. Das Temperaturdelta (von der kältesten zur wärmsten Temperatur) beträgt über die Diagonale des Gerätes lediglich 7°C. Auch zu sehen an der extem gleichmäßigen Temperaturverteilung in der unteren Balkenanzeige auf dem Bild. Das ist ein hervorragender Wert. Durch die geringen Temperaturunterschiede im Kühlkörper (und damit auf der Platine) entstehen keine Spannungen im Material, die im schlimmsten Fall zu Haarrissen führen könnten.


Auf diesem Bild ist ein Mitbewerberprodukt zu sehen, welches mit den gleichen Parametern betrieben wurde (8A Dauerstrom nach 10 Minuten Laufzeit, 7,4V Eingangsspannung und 5,9V Ausgangsspannung). Hier ist eine ungünstige Wärmeverteilung zu erkennen. Am Rand der Platine sind kalte Stellen zu sehen, während die Halbleiter (Spannungsregler) extrem heiß sind. Obwohl die 8A weit unter der vom Hersteller angegebenen Maximalstrombelastung liegen, beträgt die maximale Temperatur bereits 137,2°C (siehe Fadenkreuz am rechten Spannungsregler). Neben einer sehr ungleichmäßigen Wärmeverteilung stellen die Hotspots ein Risiko dar. Durch extreme Temperaturunterschiede entstehen thermische Spannungen im Material. Bei weiterer Belastung und damit einhergehender Erhitzung der Bauteile laufen diese sogar Gefahr, sich förmlich auszulöten.

 

   
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