Akku Kabelverlängerung und Antiblitz
Mehr Kapazität für lange Kabel
Für meine neue Cougar muss ich, wie bei den meisten Impellern leider notwendig, die Kabel vom Regler zum Akku um ca. 30 bis 40 cm verlängern. Um dem Brushlessregler etwas Gutes zu tun und ihn nicht all zu Arg mit Spannungspitzen zu traktieren, habe ich mich entschieden – vorbildlich – zusätzliche Kondensatoren in die lange Leitung einzubauen. Herr Hacker empfiehlt alle 15cm die selbe Kapazität, welche bereits im Regler verbaut ist, in die Strippe einzulöten. Bei meinem YGE 120 LV sind zwei mal 680μF, also (falls die wirklich parallel geschaltet sind?) insgesamt 1.36mF verbaut (wow..). Wenn jedoch diese Kapazität für 30cm (überschlagsmässig die typische Länge ungekürzter Regler- plus-Akku-Kabel) reichen soll, dann erschliesst sich mir die Steigerung der “Kapazitätsdichte” auf die selbe Kapazität pro halbe Strecke nicht. Ich habe daher so viele Fahrräder alle 15cm als zuviel des Guten deklariert und nun 470μF low ESR Elekos (Rubycon ZLH 35v) verbaut. Das muss reichen und der YGE Regler sollte sich dafür eigentlich schon redlich bei mir bedanken.
Vorsicht: Elkos richtig gepolt verbauen. Sonst stinkts und qualmts schon bald aus dem Flieger.
Blitzableiter
So viel Kapazität will geladen werden. Und da ein leerer (low ESR) Elko beim Einstecken eines Akkus für einen Bruchteil einer Sekunde quasi einen Kurzschluss darstellt, wird so ein Vorgang häufig mit einem Blitz und dem dazugehörigen Knall eingeleitet. Blitz und Donner sind zwar was nettes, ausser es schlägt einem ins eigene Hab und Gut ein. In diesem Fall sind es die Stecker, die darunter leiden und sich langsam weg erodieren.
Um das Gefrizzel beim Einstecken des Akkus ein wenig zu entschärfen, habe ich die folgende Widerstandsvorschaltung ersonnen, welche die Kondensatoren etwas gemächlicher auf Spannung bringt.
Der 4mm Goldbuchse des Reglers habe ich einen schmalen Ring aus einer alten Buchse “vorgelötet”. Dieser Vorschaltring ist mit drei parallel geschalteten 1kΩ Wiederständen mit der Buchse verbunden. Beim entsprechend vorsichtigen Einstecken des zweiten (!…) Kabels in die Buchse wird so nun die ganze Kondensatorkaskade steckerschonend über diese Widerstände aufgeladen, bevor der Stecker ganz eingeschoben wird.
In meinem Fall sind die Kondensatoren schon nach zwei Sekunden praktisch auf Akkuspannung und die Blitzgefahr damit gebannt.
Vor 20 Jahren hätte der Physiklaborant in mir das glaubs etwa so gerechnet:
- τ = RC
Wobei τ (die Zeitkonstante) die Zeit in Sekunden darstellt, bis der Kondensator ~63% der am RC-Glied anliegenden Spannung erreicht hat. Nach dem Verstreichen von 3 τ beträgt die Spannung am Kondensator nahezu 100% der Spannung am gesamten RC-Glied und die Ladung ist damit praktisch abgeschlossen.
Unser τ ist bei zwei 470μF Kondensatoren in der Leitung und zwei 680μF am Regler sowie drei parallelen geschalteten 1kΩ Ladewiderständen
- τ = (3*1kΩ⁻¹)⁻¹ * 2.3mF = 0.77S
Ob die 1/8 Watt SMD Widerstände die elektrische Leistung beim Laden der Kondensatoren aushalten? Die maximale Leistung, welche die drei Widerstände gleich nach dem Einstecken eines 5s Akkus abführen müssen, beträgt
- P = U²/R = (5*4.2V)²/333Ω = 1.3W
Bereits nach dem Verstreichen von 1τ, also 0.77s, fällt aber die Leistung an den Widerständen bereits um den Faktor (1-0.63)², also auf 0.18W, um nach einem weiteren τ erneut um den selben Faktor auf 0.02W abzunehmen. Die Wärmekapazität der drei auf 0.125W Dauerleistung ausgelegten Widerstände reicht locker um das Weg zu stecken. Kritisch ist eher die mechanische Belastbarkeit des Aufbaus: Bevor die kleinen Würmchen je auch nur in die nähe ihrer thermischen Lebenserwartung kommen, sind sie längst aufgrund der Kräfte beim Einstecken des Bananensteckers in die ewigen Jagdgründe gegangen.
Wie gut habe ich noch einen Streifen 1kΩ SMD Widerstände in der Elektronikkiste gefunden :D Und jetzt: Gute Nacht.
Tags: Technik