バッテリー・エリミネーター回路
バッテリーエリミネーター回路とは?
A バッテリーエリミネーター回路(BEC) は、主にラジコン(RC)モデルで使用される電子デバイスで、メインバッテリーパックからの高電圧を、受信機やサーボなどのオンボード電子機器への電力供給に適した、より低い安定した電圧に変換します。そのため、これらのコンポーネント用に別のバッテリーを用意する必要はありません。電子機器が正しい電圧を受け取るようにすることで、BECは潜在的な損傷を防ぎ、信頼性の高い動作を保証します。
BECの主な機能:
- 電圧変換と調整:BECは、メインバッテリーパックからの高い電圧を、より低い安定した電圧、通常5Vまたは6Vに変換します。 船内電子機器への電力供給 レシーバーやサーボなどのこれにより、コンポーネントが最適な動作のために適切な電圧を受けるようになります。
- 追加バッテリーの排除:メインバッテリーから直接必要な電圧を供給することで、BECは電子機器用の別バッテリーの必要性をなくし、RCモデル全体の重量と複雑さを軽減します。
- 省スペース:余分なバッテリーを取り除くことで、モデル内のスペースが広がり、よりコンパクトで合理的な設計が可能になります。
- 効率改善:BECは配線を簡素化し、エネルギーの無駄を省くことで電源システムの効率を高める。
- 熱低減:特にスイッチングBECでは、変換プロセスは発熱を最小限に抑えるように設計されている、 信頼性とパフォーマンスの向上 オーバーヒートの問題を避けることができる。
バッテリー・エリミネーター回路の仕組み
LM317によるバッテリーエリミネータ回路例
この回路は、高電圧のAC230V入力を安定したDC出力に効率よく変換し、さまざまな電源供給に最適です。 電子機器.この変換は、AC入力が変圧器によって電子アプリケーションに適した低電圧に降圧されることから始まる。この低下した電圧ACは、次にフルブリッジ整流器に供給され、効果的に脈動DC電圧に変換されます。
この脈動するDCを安定させるために、1000μFのコンデンサが利用され、電圧を平滑化し、安定したDCを出力する。この安定した直流電圧は、LM317電圧レギュレータによって調整され、一定の出力電圧を確保する。LM317からの出力電圧は、接続された2つの抵抗の値を調整することで微調整が可能で、特定のニーズに合わせたカスタマイズが可能です。さらに、レギュレーターの出力にある10μFのコンデンサーは、残存する電圧リップルを除去する追加フィルターとして機能し、出力が完璧に安定することを保証します。
その結果、出力端子には信頼性の高い安定した直流電圧が得られ、さまざまな電子負荷に使用できるようになります。
RCシステムでコンポーネントを接続するには?総合ガイド
ラジコン(RC)システムでは 主要コンポーネント 一般的には、送信機、受信機、ESC(エレクトロニック・スピード・コントローラー)、モーター(ブラシ付き、センサーレス・ブラシレス、センサー付きブラシレスのいずれか)、サーボ、バッテリー、そして場合によってはBEC(バッテリー・エリミネーター・サーキット)が含まれます。ここでは、モーターの種類、BECの接続、受信機のチャンネルごとに、これらのコンポーネントの接続方法を具体的に説明します:
1. 送信機
- 機能:送信機から受信機へ無線で制御信号を送る。
- 接続:他のコンポーネントとの物理的な接続はなく、レシーバーとワイヤレスで通信する。
2. レシーバー
- 機能:受信機は、送信機からの信号を解釈し、チャンネルを通して適切なコンポーネント(ESC、サーボ)に信号を送ります。
- 接続:
- チャンネル1 (CH1):一般的にステアリング(自動車)やエルロンコントロール(飛行機)に使用される。
- ステアリングサーボ(自動車用)またはエルロンサーボ(飛行機用)を接続する。 をこのチャンネルに送る。
- チャンネル2 (CH2):一般的にスロットルコントロールに使用される。
- ESCの信号線を接続する をこのチャンネルに接続し、モーターの回転数を制御する。
- チャンネル3 (CH3):ライトや追加サーボなどの補助機能に使われることが多い。
- 追加のサーボやデバイスを接続する このチャンネルの二次的な機能を果たす。
- チャンネル4 (CH4):通常、ラダーコントロール(飛行機)またはリアステアリング(四輪操舵の自動車)に使用される。
- ラダーサーボ(飛行機用)またはリアステアリングサーボ(自動車用)を接続する。 をこのチャンネルに送る。
- 追加チャンネル(CH5、CH6など):フラップの調整、ランディングギアの制御、その他のアクセサリーなど、より複雑な機能に使用される。
- 追加デバイスの接続 フラップやランディングギアサーボなどの補助コンポーネントをこれらのチャンネルに接続します。
- チャンネル1 (CH1):一般的にステアリング(自動車)やエルロンコントロール(飛行機)に使用される。
3. エレクトロニック・スピード・コントローラー(ESC)
- 機能:は エスケープ 受信機からの信号に基づいてモーターの速度と方向を制御する。
- 接続:
- モーターワイヤー(ブラシ付きモーター):ブラシ付きモーターを使用する場合、ESCには2本の出力線があります:
- レッド:モーターのプラス(+)線に接続します。
- ブラック:モーターのマイナス(-)線に接続する。
- 注:モーターが間違った方向に動く場合は、この2本のワイヤーを交換してください。
- モーターワイヤー(ブラシレスモーター-センサーレス):センサーレスブラシレスモーターを使用する場合、ESCには3本の出力線があります:
- 一般的に青、黄、オレンジ (または同様のもの)。これらはブラシレスモーターの3本のワイヤーに接続します。モーターが間違った方向に回転する場合は、これらのワイヤーのうちどれか2本を交換してください。
- モーターワイヤー(ブラシレスモーター - センサー付き):センサー付きブラシレスモーターを使用する場合、ESCには3本のメイン電源出力線とセンサーケーブルがあります:
- 電源線3本:青、黄、オレンジ(または類似の)ワイヤーは、対応するモーターワイヤーに接続します。モーターの回転方向が正しくない場合は、どれか2本を交換する。
- センサーケーブル:モーターからのセンサーケーブル(マルチワイヤーコネクター)をESCの専用センサーポートに接続し、ローター位置をフィードバックすることで、よりスムーズで正確なコントロールを実現。
- バッテリー接続:メインバッテリーパックを ESC の電源入力リード線に接続します:
- レッド:ポジティブ(+):プラス
- ブラック:マイナス
- レシーバー接続:ESCの信号線を チャンネル2 (CH2) スロットルコントロール用のレシーバー上にある。
- モーターワイヤー(ブラシ付きモーター):ブラシ付きモーターを使用する場合、ESCには2本の出力線があります:
4. モーター
- ブラシ付きモーター:
- ワイヤー:通常2本:
- レッド:ポジティブ(+):プラス
- ブラック:マイナス
- 接続:モーターとESCをこの2本のワイヤーで接続します。モーターが間違った方向に動く場合は、ワイヤーを交換してください。
- ワイヤー:通常2本:
- ブラシレスモーター(センサーレス):
- ワイヤー:通常3本:
- 青、黄、オレンジ (または同様)
- 接続:モーターとESCをこの3本のワイヤーで接続します。モーターが間違った方向に動く場合は、任意の2本のワイヤーを交換してください。
- ワイヤー:通常3本:
- ブラシレスモーター(センサー付き):
- ワイヤー:4本以上のワイヤー:
- 電源線3本:青、黄、オレンジ(または同様のもの)をESCの対応する出力線に接続します。
- センサーケーブル:ESCのセンサーポートに接続するマルチワイヤーセンサーケーブル。
- ワイヤー:4本以上のワイヤー:
5. サーボ
- 機能:ステアリング(自動車)や操縦面(飛行機)のような部品の動きを制御する。
- 接続:
- チャンネル1 (CH1):
- ステアリングサーボ(自動車用):このチャンネルに接続する。
- エルロンサーボ(飛行機用):このチャンネルに接続する。
- チャンネル4 (CH4):
- ラダーサーボ(飛行機用):このチャンネルに接続する。
- リヤステアリングサーボ(四輪操舵車用):このチャンネルに接続する。
- ワイヤーの色:
- レッド:ポジティブ(+):プラス
- ブラック/ブラウン:マイナス
- ホワイト/イエロー/オレンジ:信号線。
- チャンネル1 (CH1):
6. バッテリー
- 機能:ESC、そしてモーター、受信機、サーボに電力を供給する。
- 接続:
- ワイヤーの色:
- レッド:ポジティブ(+):プラス
- ブラック:マイナス
- これらの配線を使ってバッテリーを ESC に接続します。極性が正しいことを確認してください。
- ワイヤーの色:
7. バッテリーエリミネーター回路(BEC)
- 機能:電圧を調整し、受信機やサーボに電力を供給する。
- レシーバーへの接続:
- ワイヤーの色:
- 入力ワイヤー:
- レッド:バッテリーのプラス端子に接続。
- ブラック:バッテリーのマイナス端子に接続。
- 出力ワイヤー:
- レッド:受信機にプラス(+)。
- ブラック/ブラウン:受信機に対してマイナス(-)。
- BECの出力コネクターをレシーバーの空いているチャンネルに差し込み、電源を供給します。
- 入力ワイヤー:
- ワイヤーの色:
- サーボへの接続:
- ワイヤーの色:
- レッド:ポジティブ(+):プラス
- ブラック/ブラウン:マイナス
- BECから直接サーボに電源を供給したい場合は、BEC出力線をサーボパワーレールに接続し、サーボに安定した電圧を供給します。
- ワイヤーの色:
8. 追加コンポーネント(該当する場合)
- ジャイロ:飛行機やヘリコプターの飛行を安定させる。
- 通常、受信機とコントロールサーフェスサーボの間に接続される。配線はサーボと同様(赤、黒/茶、白/黄/オレンジ)。
- FPV機材:カメラとビデオトランスミッター
- 通常、メイン・バッテリーまたは独立した小型バッテリー・パックで駆動する。 レッド プラス(+)と ブラック マイナス(-)の場合。
最終チェック
- 極性:すべての接続が正しい極性(赤=+、黒=-)であることを確認してください。
- ワイヤーマネジメント:可動部に干渉しないよう、すべての配線を固定してください。
- テスト:ファイナライズする前に 機能テスト システムの電源を入れ、各コントロールをチェックする。
バッテリー除去回路の種類
リニアBEC
メリット
- シンプルなデザイン:導入が容易で費用対効果も高い。
- 低EMI:電磁干渉が非常に少なく、繊細な電子機器に最適。
デメリット
- 効率が悪い:特に高入力電圧で著しい発熱。
- 限られた電流容量:通常、低電流(1.5A~3A)に対応。
- 出力電圧固定:通常、出力電圧は固定で、調整可能な電圧は限られている。
典型的なパラメータ:
- 入力電圧:5V〜8.4V(2Sリポまで)
- 出力電圧:5Vまたは6V(固定)
- 最大電流:1.5A - 3A
- 効率性: 50% – 70%
- サイズ:30mm x 15mm x 5mm
- 放熱:高い。 ヒートシンク
スイッチングBEC(SBEC)
メリット
- 高効率:入出力電圧差が大きくても効率を維持(80%~90%)。
- 調整可能な出力電圧:異なる出力電圧(例:5V、6V、7.4V)を柔軟に設定可能。
- より高い電流容量:より過酷なセットアップにも対応(連続5A、ピーク10A)。
デメリット
- より複雑:部品や回路が増え、コストアップにつながる。
- EMIの可能性:電磁波の干渉が強く、フィルタリングが必要な場合がある。
典型的なパラメータ:
- 入力電圧7.4V - 26V (2S - 6S LiPo)
- 出力電圧:5V/6V/7.4V(調整可能)
- 最大電流:連続5A、ピーク10A
- 効率性: 80% – 90%
- サイズ:40mm x 25mm x 8mm
- 放熱:低、必要最小限の冷却
- EMIへの配慮:干渉を管理するためにフィルタリングが必要な場合がある
BECの分類はやや混乱しやすい。もともとは UBEC (Ultimate BEC)は、Kool Flight社(SEFFオーガナイザーのJeff Myers氏)が開発した最初のアドオンBECの1つの商品名である。このデバイスにより、RCモデルはより高いバッテリー電圧でより多くのサーボを使用できるようになった。時間の経過とともに、「UBEC」という用語は進化し、現在では一般的に「ユニバーサルBEC」と呼ばれるようになり、特に中国を中心とした様々なメーカーが製造する多くのスタンドアロンBECを指すようになった。
その一方で SBEC を意味します。 スイッチングBEC.このタイプのBECは、一般的に3~4個のサーボを扱うのが限界で、3~4個のリポセルしかサポートできなかった内蔵リニアBECよりも効率的です。オリジナルのUBECのような最新のスイッチングBECは、現在ではESC(エレクトロニック・スピード・コントローラー)に直接組み込まれていることが多く、独立したシステムを必要とせずにスタンドアロンUBECの利点を提供します。
ESC内蔵BEC
多くのESC(エレクトロニック・スピード・コントローラー)には、BEC(バッテリー・エリミネーター・サーキット)が内蔵されています。この機能は、ESCがモーターを制御するだけでなく、受信機やサーボに安定した電圧を供給することを可能にします。これらの内蔵BECには、次のようなものがあります。 リニア または スイッチング タイプだ。
一体型BECは配線を簡素化し、追加部品の必要性を減らすため、コンパクトで軽量なRCモデルに最適です。しかし、ハイパワーアプリケーションでは、内蔵BECが十分な電力を供給できない場合、外付けのスタンドアロンBECが必要になることがあります。
結論
バッテリー・エリミネーター・サーキット(BEC)は、安定した信頼性の高い電源を供給することで、複数のバッテリーを不要にし、現代の電子機器において重要な役割を果たしています。リニアBEC、スイッチングBEC、ユニバーサルBECのいずれを選ぶかは、入力電圧と出力電圧の要件、効率、放熱、ノイズなど、いくつかの要因によって決まります。 寛容.これらのパラメータを理解することで、特定のアプリケーションに最適なBECを選択し、性能と信頼性を最適化することができます。
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