전력분배기
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1. 개요
전력분배기는 주로 무선 조종(RC) 모델에서 사용되는 장치로, 하나의 배터리로 RC 장비와 모터에 전력을 공급하여 별도의 배터리 탑재를 줄여 모델의 무게를 감소시킨다. BEC는 저전압 차단 회로를 통해 배터리 전압이 낮아질 경우 모터 전원을 차단하고, '조향' 서보에 전력을 유지하여 안전한 착륙을 돕는 기능을 수행한다. 선형 BEC와 스위칭 모드 BEC가 있으며, 스위칭 모드 BEC는 높은 전력 효율을 제공한다. 최근에는 FPV(일인칭 시점) 카메라 장비에 전원을 공급하기 위해 고전압 리튬 폴리머 배터리 팩을 12V로 변환하는 데에도 사용된다. 또한, 오토바이 및 ATV와 같은 차량에서 배터리 대신 사용되어 무게를 줄이는 데 기여하기도 한다.
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2. 무선 조종 (RC) 모델
전기 구동 방식의 무선 조종 모델에서 BEC는 일반적으로 전자 속도 제어 장치(ESC)의 일부이다. BEC를 사용하면 이러한 모델이 RC 장비를 작동시키기 위한 별도의 배터리 대신 하나의 배터리(추진 전원 배터리)만 탑재할 수 있다. 항공기 사용을 위한 BEC가 장착된 ESC는 종종 배터리에 전원이 거의 남지 않았을 때 발생하는 전압 강하를 감지할 수 있는 저전압 차단 (LVC) 회로를 통합한다. 그런 다음 '조향' 서보에 모델을 조종자에게 안전하게 되돌릴 수 있을 만큼 충분한 전력을 공급하기 위해 '구동' 모터로의 전원을 차단한다. 프로펠러로의 전원은 차단되지만 동력 상실 착륙을 수행하기 위해 제어 표면의 작동은 유지된다. 이 기능이 없으면 배터리가 소모되면 모든 제어가 손실되어 모델이 파손될 가능성이 크다. 경우에 따라 BEC는 ESC의 일부가 아니라 무선 조종 수신기의 일부이다.[1]
2. 1. BEC의 기능
BEC는 전기 구동 방식의 무선 조종 모델에서 전자 속도 제어 장치(ESC)의 일부로, 하나의 배터리로 RC 장비와 구동 모터에 전력을 공급한다.[1] 이를 통해 별도의 배터리를 탑재할 필요가 없어 모델의 무게를 줄일 수 있다. 항공기용 BEC가 장착된 ESC는 저전압 차단 (LVC) 회로를 통합하여 배터리 전압이 낮을 때 모터 전원을 차단하고 '조향' 서보에 전력을 유지하여 동력 상실 착륙을 돕는다.[1]가장 단순한 형태의 RC BEC는 선형 고정 전압 조정기를 사용하며, 일반적으로 수신기에 5V 전원을 공급한다.[1] 소형 모델에는 1.5~2 A, 중형 모델에는 3A, 대형 모델에는 5A 이상의 전류를 제공하는 BEC가 필요하다.[1] 대형 모델의 경우 스위칭 모드 BEC가 더 효율적이다.[1] 선형 조정기 BEC의 전력 손실은 전압 차이와 전류를 곱한 값으로, 예를 들어 12V NiMH 축전지와 5A 피크 전류에서 35W의 손실이 발생하여 41.7%의 효율을 보인다.[1] 반면 스위칭 모드 조정기는 90% 이상의 효율을 달성할 수 있다.[1]
RC BEC는 FPV 사용을 위한 카메라 장비에 전력을 공급하기 위해 더 높은 전압의 리튬 폴리머 배터리 팩을 12V로 변환하는 데에도 사용된다.[1] BEC는 SBEC, UBEC 등 여러 형태로 제공된다.[1]
2. 2. BEC의 종류
BEC는 선형 BEC와 스위칭 모드 BEC로 나눌 수 있다.선형 BEC는 간단한 구조의 선형 고정 전압 조정기를 사용하며, 주로 소형 모델에 사용된다.[1] 제조업체의 데이터 시트에 제안된 표준 회로를 사용하며, 일반적으로 수신기에 5V의 전원을 공급한다.[1] 소형 모델에는 1.5~2A, 중형 모델에는 3A 정도의 BEC가 사용된다.[1] 그러나 선형 BEC는 전력 손실이 크다는 단점이 있다. 예를 들어, 12V의 10셀 NiMH 축전지를 사용하고 피크 전류가 5A일 때, (12V - 5V) × 5A = 35W의 손실이 발생한다.[1] 이는 (5V / 12V) = 41.7%의 효율에 해당하며, 이 손실은 열로 변환되므로 대형 방열판이 필요하다.[1]
스위칭 모드 BEC는 벅 강압 공급 장치를 사용하여 90% 이상의 높은 효율을 달성할 수 있다.[1] 대형 모델에서는 5A 이상의 전류를 제공해야 하므로, 전력 효율이 높은 스위칭 모드 BEC가 주로 사용된다.[1]
규제된 출력을 버퍼링하기 위해 몇 개의 대형 커패시터를 장착하는 것이 좋으며, 대형 비행기나 선박 모델의 경우 액추에이터(서보) 근처에 추가 커패시터로 전원 공급 장치를 버퍼링하는 것도 가능하다.[1]
최근에는 더 높은 전압의 리튬 폴리머 배터리 팩을 12V로 변환하는 RC BEC가 사용되기도 한다. 이는 FPV 사용을 위한 카메라 장비의 인기가 높아짐에 따른 것이다.[1]
2. 3. BEC의 용량
전기 구동 방식의 무선 조종 모델에서 BEC는 전자 속도 제어 장치(ESC)의 일부로, 별도의 배터리 없이 하나의 배터리로 RC 장비를 작동시킨다.[1] BEC가 장착된 ESC는 저전압 차단 (LVC) 회로를 통합하여 배터리 전압 강하를 감지하고, '구동' 모터 전원을 차단하여 '조향' 서보에 충분한 전력을 공급, 동력 상실 착륙을 가능하게 한다.[1]BEC는 선형 고정 전압 조정기를 사용하며, 소형 모델은 1.5~2 A, 중형 모델은 3A, 대형 모델은 5A 이상의 전류를 제공한다.[1] 대형 모델의 경우 스위칭 모드 BEC가 더 효율적이다.[1] 예를 들어, 12V NiMH 축전지를 사용하는 경우, 5A 피크 전류에서 BEC는 35W의 손실을 가지며, 이는 41.7%의 효율이다.[1] 스위칭 모드 조정기는 90% 이상의 효율을 달성할 수 있으며, 출력을 버퍼링하기 위해 대형 커패시터를 장착하는 것이 좋다.[1]
최근에는 FPV 사용을 위한 카메라 장비에 전원을 공급하기 위해 고전압 리튬 폴리머 배터리 팩을 12V로 변환하는 데 RC BEC가 사용된다.[1] BEC는 SBEC, UBEC 등 여러 형태로 제공된다.[1]
2. 4. 추가 고려 사항
대형 커패시터를 사용하여 출력을 안정화하는 것이 좋다. 대형 모델의 경우 액추에이터(서보) 근처에 추가 커패시터를 장착하여 전원 공급 장치를 버퍼링할 수 있다.2. 5. FPV 응용
최근 FPV 사용을 위한 카메라 장비의 인기가 높아짐에 따라, 여러 BEC 제조업체는 더 높은 전압의 리튬 폴리머 배터리 팩을 12V로 변환하여 FPV 카메라 장비에 전원을 공급하는 BEC(전압 조정기)를 제공하고 있다.[1]3. 기타 차량
BEC는 오토바이 및 ATV와 같은 차량에서 배터리 탑재로 인한 무게 증가를 줄이기 위해 사용되기도 한다. 이 경우, 배터리는 일반적으로 자체적으로 전력을 생성하지 않고 교류 발전기에서 나오는 변동하는 전기 펄스를 완화하는 하나 이상의 가벼운 축전기로 대체된다. 전기 전원이 없으므로 전기 시동기를 사용할 수 없다.
3. 1. 작동 방식
전력분배기는 배터리 대신 하나 이상의 가벼운 축전기를 사용하여 교류 발전기에서 나오는 변동하는 전기 펄스를 완화한다. 이를 통해 배터리 탑재로 인한 무게 증가를 줄일 수 있다. 다만, 전기 전원이 없으므로 전기 시동기를 사용할 수 없다는 단점이 있다.
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