PWM-shunt-Regler für 12V Bleiakku

 
Gleichstrom
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Re: PWM-shunt-Regler für 12V Bleiakku

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Gepostet: 21.01.2012 - 11:44 Uhr  ·  #41
Hallo Harald. Sehr schön. Leider kann ich mich nicht näher mit dem Thema beschäftigen, weil ich bis Mai auf meiner internetlosen Scholle in GR verweile. Für Fragen stehe ich zur Verfügung. Viel Erfolg!
Harald
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Re: PWM-shunt-Regler für 12V Bleiakku

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Gepostet: 06.02.2012 - 19:21 Uhr  ·  #42
… und weiter im Text.
Die Schaltung wurde am Wochenende mit einem kleinen Regelbaren Netzteil und eine Widerstandslast ohne Akku getestet. Das Regelverhalten bei diesem kleinen Versuch war sehr gut.
Ich konnte dank eines Dymond Wattmeter als Strom, Volt und Wattmeter die Shuntlast mit 3,4 Ohm (2x Heizwiderstand parallel) bis zu 20 W verbraten, mehr ging nicht da das Netzteil sonst in die Strombegrenzung lief. Ein Regelbereich von 13,28 bis 16,4 V war mit dem 47 K Ohm Poti abzufahren.
Ach ja, mit dem 10K Spindeltrimmer wurde nach dem ersten Anlegen der Betriebsspannung die Ref. Spannung auf 5 V eingestellt wie diese im Originalen Schaltbild bezeichnet wurde.
Die Diode 4148 als Temp. Sensor reagierte auch gut auf die Fingertemperatur, so wie ich aber feststellen konnte gegen meine Vorstellung anders herum. Bei Erwärmung der Diode stieg auch die Spannung am Ausgang für den Akku, was meines Erachtens nicht richtig ist. Bei Temperaturanstieg müsste die Ausgangspannung für den Akku doch kleiner werden, oder mache ich hier einen Gedankenfehler?
Als Powerfet habe ich den 85N06-05 als Last Arbeitstier genommen, dieser soll 60 V und 75/85 A abkönnen. Demnächst folgen noch Bilder dazu. In der Praxis werde ich wohl zwei dieser Fets benutzen. Ich bin der Ansicht, dass diese Schaltung (wenn das mit der Temp. Diode noch geklärt ist) genau das macht was für eine Windgenerator Reglung gefordert wird. Eine ähnliche Schaltung wurde von Bergwind vor längerer Zeit für seinen PWG eingesetzt da der Originale Laderegler (Kontroller) ihm nur den Akku leersaugte.
Der in meinem Bild zu sehende linke blaue Spindeltrimmer wurde gegen das oben erwähnte 47 k Poti ersetzt!
Harald
Harald
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Gepostet: 07.02.2012 - 20:20 Uhr  ·  #43
Harald
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Gepostet: 07.02.2012 - 20:23 Uhr  ·  #44
Harald
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Gepostet: 07.02.2012 - 20:25 Uhr  ·  #45
Gleichstrom
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Re: PWM-shunt-Regler für 12V Bleiakku

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Gepostet: 09.02.2012 - 11:22 Uhr  ·  #46
Hallo Harald. Sehr schön. Das mit dem Tk prüfe ich. Bitte prüfe nochmal deinen Aufbau. Diode richtig gepolt? Störsignal durch berührung mit dem Finger (Antenne)? Mal das Gehäuse mit dem Lötkolben berühren.
Gruß, Heinz
Harald
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Re: PWM-shunt-Regler für 12V Bleiakku

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Gepostet: 09.02.2012 - 21:16 Uhr  ·  #47
Hallo Heinz,
habe im Moment die Schaltung nicht vorliegen bin mir aber recht sicher, dass die TK Diode nach dem Schaltbild eingebaut ist. Werde mal am Wochenende das ganze nochmals mit einem kleinen Akku testen und die beiden OP Eingänge bei Spannungsänderungen mit dem Poti und mit dem Temperaturanstieg an der Diode messen um eine Logische Aussage zu treffen. Man(n) wird dann bestimmt sehen wo es hakelt! Mit den OP Schaltungen stehe ich leider noch nicht so gut im Stoff.
Sind irgendwelche Wegweisenden Erklärungen zu den beiden OP von dir zu berichten. Durch die beiden Kondensatoren eines jeden OP wird eine Frequenzabhängige Gegenkopplung erzeugt, hab ich mal nachgelesen. Was mich etwas stutzig macht ist die unterschiedliche Gegenkopplung der beiden OP über die Kondensatoren. Sind bei einem OP eventuell die + - Eingänge vertauscht?
Werde auch mal den Lötkolbentest an der Diode machen um die Fingerkapazität ganz auszuschließen. Dachte auch schon daran wie bei vielen OP Schaltungen zusehen ist je einen 100nF Kelko an die Versorgungsspannung Pins zu beschalten, hatte aber keine zur Hand.
Nach meiner Meinung ist die Schaltung eine Super Sache, muss aber wenn ich mich mit dem TK nicht irre nur leicht geändert werden.
UF liegt bei der Diode zwischen 0,6 – 0,8 V bei 25 GradC und 0,4- 0,6 V bei 125 Grad C d.h. bei steigender Temperatur würde ein etwas größerer Strom durch die Diode fließen und sich dadurch die Spannung am invertierten Eingang auf einen etwas geringeren Wert einstellen, vorausgesetzt ich liege mit meiner Aussage richtig! Um das zu untermauern werde ich mal die 5 V Ref. etwas senken und das daraus resultierende Messergebnis am Akku ablesen. Dieses Ergebnis sollte auch eine Erhöhung wie mit der Erwärmung der TK Diode anzeigen. Danach muss halt weiter nach der Ungereimtheit gesucht werden.
Gruß Harald
Harald
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Re: PWM-shunt-Regler für 12V Bleiakku

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Gepostet: 13.02.2012 - 08:36 Uhr  ·  #48
Hallo zusammen,
Kommando zurück, die Sache mit der TK- Diode hat sich aufgeklärt die Schaltung funktioniert bestens! Die umgekehrte Funktion der TK- Diode war wirklich auf die Fingerkapazität oder sonstige statische Aufladung zurückzuführen. Der Lötkolbentest (Kolbenspitze in die Nähe der Diode gehalten) funktionierte auf Anhieb, die Ladeendspannung ging wie es sein sollte zurück. Spannungsmessungen an Pin 2 des Invertierten OP Eingangs zeigte eine abfallende Spannung bei der Erhöhung der TK Temperatur wie ich im Vorfeld schon vermutet hatte. Sehr erfreulich war dann noch die Ruhestrommessung der Schaltung, die nur 9,3 mA an einem sehr guten und genauen Gossen Messgerät anzeigte. Die Schaltung ist nach meiner Ansicht mit so wenigen Bauteilen wirklich der Hit und empfehlenswert und somit ein Lob an unseren User „Gleichstrom“ besten Dank für das Einstellen der guten Schaltung.
Gruß Harald
Gleichstrom
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Re: PWM-shunt-Regler für 12V Bleiakku

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Gepostet: 15.02.2012 - 12:19 Uhr  ·  #49
Hallo Harald,
danke! Der 1nF an U2 ist eine Mitkopplung, damit das Teil schwingt. U1 ist nur ein Nachregel-Verstärker, der die Präzision eröht. Sein 100nF Gegenkopplungs-Kondensator soll den Vorgang schön langsam machen, damit es nicht schwingt.
Viel Erfolg.
Gruß, Heinz
Harald
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Hier nun das letzte Bild zum Thema

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Gepostet: 24.02.2012 - 17:47 Uhr  ·  #50
Hallo zusammen,
auf dem folgenden Bild, Leiterbahnenseite der Platine sind noch zusätzlich drei Bauteile zu sehen.
Zwei je 100 nF KerKo sind an die Spannungsversorgungspins der beiden OPs angelötet, das dritte Bauteil ein Varistor (von Finder) ist nach der Feinsicherung von + nach – angelötet um eventuell Spannungsspitzen zu kappen. Höhere eingestreute Störfrequenzen auf der DC Stromversorgung werden durch diesen Tiefpass (Induktivität + große Kapazität) noch zusätzlich abgeleitet. Ich war der Meinung, dass dieses Bauteil nichts schaden kann.
Gruß Harald
lbpuma3
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Re: PWM-shunt-Regler für 12V Bleiakku

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Gepostet: 07.04.2013 - 13:20 Uhr  ·  #51
Hallo, ist der Bauplan auch digital verfügbar? Versuche gerade mit den Conrad Platinen Programm ist aber nicht so einfach für mich. Danke würde mich um eine digitale Version Freund das ich eine Platine bestellen kann.
Danke im voraus
Gleichstrom
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Re: PWM-shunt-Regler für 12V Bleiakku

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Gepostet: 09.04.2013 - 10:58 Uhr  ·  #52
Ich habe leider nichts als Datei. Gruß
Harald
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Nach langer Pause wieder am Werk

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Gepostet: 24.12.2013 - 17:17 Uhr  ·  #53
Hallo Bastler,

nach langer Pause fand ich nun doch wieder ein Ansporn die PWM- Shunt- Reglerschaltung von Gleichstrom in ein altes PC Netzteil Gehäuse einzubauen. Den Leistungsfet und die Doppel Schottky Diode wurden separat am Gehäuse mit entsprechendem Kühlkörper an der Rückseite befestigt. Die Doppel Diode fand einen Platz auf der Grundplatte des Gehäuses. Die TK Diode ist an einer geschirmte 1m Leitung an dessen Ende verlötet und anschließend mit Schrumpfschlauch versiegelt worden. Der Batterieanschluss kann 25 mm² Leitungen fassen, der Shunt selbst und die anzuschließende Spannungsquelle (n) werden mit 6 mm² Kabelschuhen an die im Bild zu sehenden Buchsen angeschlossen. Die Regelung reagiert immer wieder sehr genau auf die am Poti ausgewählte Spannung (z.B. 13,80V usw.) und ändert diese feinfühlig bei jeder kleinsten Änderung der Temperatur an der TK Diode also am Akku selbst.
Den Shunt habe ich aus einer Parallel- und Reihenschaltung aus 48 St. 5W 2,4 Ohm Drahtwiderständen (Shunt ges. 0,8 Ohm) gefertigt. Diese sollen zwei 100Wp PV Module in Schach halten. Eventuell werde ich die Widerstands- Batterie eingießen oder die erzeugte Temperatur mittels Lüfter in Richtung Akkus ableiten. Die Schaltung selbst wurde vorerst wieder mittel Regelbaren Netzteil und MR 16 12 V 50 W Strahler Lampen positiv getestet.
Im Moment bei diesem recht unfreundlichen Wetter werden die beiden PV Module noch nicht montiert und angeschlossen. Im Frühjahr werde ich dann wieder über die Schaltung berichten.

Gruß Harald


Gleichstrom
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Re: PWM-shunt-Regler für 12V Bleiakku

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Gepostet: 25.12.2013 - 21:59 Uhr  ·  #54
Hallo Harald,
das sieht denkbar gut aus. Ich gratuliere. Man beachte das Detail mit den Verteilern aus der Hauselektrik. Es sind die Lösungen dieser kleinen Probleme, die einen wirklich entlasten. Der Kühler für Mosfet und Diode wird reichen und ist auf der Außenseite des Gehäuses am richtigen Platz. Über die Herkunft der Klemmen bis 25 quadrat könntest du berichten.
Ich selbst bastele gerade kontraproduktiv an einem analogen shunt-Regler 400W für mein Haus hier auf der Scholle in GR. Weil ich gern Musik höre und Funkamateur bin wollte ich mir kein digitales Hacken in dieser Leistungsklasse ins Haus holen. Der Aufwand an Kühlung ist größer. Die Schaltung eher einfacher als der PWM-shunt.
Gruß, Heinz
Harald
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Re: PWM-shunt-Regler für 12V Bleiakku

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Gepostet: 26.12.2013 - 13:06 Uhr  ·  #55
Hallo Heinz, 

Das „Aussehen“ ist immer eine Sache aus der Sicht des Betrachters! Ich verarbeite fast immer Materialien die vorhanden sind, das stammt wohl daher dass ich bildlich gesprochen Jäger und Sammler war und noch bin, geformt noch aus der aktiven anfangs Arbeitszeit meines Brötchengebers. Heute wird halt nur noch aus dem Vollen geschöpft und viel weggeworfen. Das Handwerkliche Geschick bleibt dabei aber bestimmt auf der Strecke.
Die beiden Klemmen stammen aus einem abgefackelten Wechselrichter wie auch ein Stück dessen Kühlkörpers.
Eine Skala für das Poti ist mittlerweile auch angefertigt und aufgeklebt.

Je nach Frequenz sind Störungen in den unterschiedlichsten Frequenzbändern Radio und Amateurfunk durch das Ein- Ausschalten oft zu hören. Je nach Wechselrichter Verwendung in meiner großen Insel habe ich das im UKW Bereich auch schon bemerkt. Der kommerzielle Serienladeregler für die 12 V Beleuchtung erzeugt auch beim Unterbrechen der PV Leistung störende Signale im UKW Radio Band. Die beiden Shunt Regler verhalten sich hierbei besser.
Mir schwebt schon seit langen eine Überschuss Heizung mit Transistoren vor. In der Vergangenheit hatte ich mal mit einigen Arbeitspferden des Typs 2N3055 einen Regelbaren Lastwiderstand in Trafoöl gekühlt gebaut um Netzteile zu testen. Dieser uralte Transistortyp ist fast nicht zu killen.
Hallte uns mal mit deiner analogen Schaltung auf dem Laufenden.

Gruß Harald (im Ruhestand)
Harald
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Re: PWM-shunt-Regler für 12V Bleiakku

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Gepostet: 24.07.2014 - 19:29 Uhr  ·  #56
Hallo Bastler,

hier mal wieder seit langem ein Lebenszeichen von mir.
Der Ruhestand bekommt mir sehr gut, bin immer noch sehr aktiv am Arbeiten an meinem Wochenendhaus was mir sehr auch gut tut.
Nun zu einer anderen Sache.
Nachdem ich schon etliche Monate den nachgebauten Laderegler in aktiven Betrieb genommen habe bin ich von der Schaltung sehr begeistert. So genau lässt sich die Ladespannung bis zur zweiten Nachkommastelle über das Poti einstellen. Die Überschusslast wird über Widerstände in Wärme umgewandelt die eventuell im Winter die Akkus etwas erwärmen könnte.
Dieser Regler versorgt jetzt über 120 Wp PV über einen 180 Ah Säure Bleiakku meine LED Lichtversorgung der Insel mit Nebengebäuden.
Weiter PV Module speisen die beiden weiteren je 210 Ah Bleiakkus über einen Shut- und einen MPPT IVT Laderegler. Diese beiden Akkus versorgen zwei DC/AC Wechselrichter für die 230 V der Insel nebst den Nebengebäuden. So habe ich zwei getrennte unabhängige Stromkreise.

Gruß
Harald
seti2
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Re: PWM-shunt-Regler für 12V Bleiakku

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Gepostet: 26.07.2014 - 09:20 Uhr  ·  #57
Hallo Harald,

freut mich ,daß die Schaltung so gut spurt, Danke an "Gleichstrom" für die saubere Entwicklung. Ich habe die Platine noch nicht eingebaut, kommt aber noch. Momentan ist das kleine Windrad abgebaut, soll aber ersetzt werden. Ich arbeite nur noch mit der PV Anlage, welche über einen MPPT-Regler meine Akkus versorgt, da im Winter jedes Bischen Energie benötigt wird.

Viele Grüße

Jürgen
seti2
Harald
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Re: PWM-shunt-Regler für 12V Bleiakku

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Gepostet: 02.08.2014 - 19:23 Uhr  ·  #58
Hallo Jürgen,(Seti2)
an der Schaltung gibt es nichts zu meckern! Das erste Lob an „Gleichstrom“ das zweite an dich für die Erstellung der schönen Platine.
Leider sind bei mir am Hang im oberen Bereich immer noch diese extrem hohen Eichen in der SW Windschneise. Habe aber wenn alles an vorhandenem PV montiert ist 50 A plus 7 A an Ladestrom zur Verfügung, natürlich nur bei entsprechender Sonneneinstrahlung.
Bei Gelegenheit mal wieder Private Post.
Grüße von Harald
Harald
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Re: PWM-shunt-Regler für 12V Bleiakku

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Gepostet: 14.02.2016 - 16:56 Uhr  ·  #59
Hallo Gleichstrom & seti2,(Alfred (A) sollte ich auch nicht vergessen)

nach langer Zeit mal wieder ein Lebenszeichen von mir.
Mittlerweile habe ich mit PV die 1KW Marke überschritten. Auch die 4 1/2 Jahre alten 2x 225 Ah NKW Bleiakkus leben immer noch. Für den Winner 180 Ah Solar Akku stehen jetzt 170Wp an PV über den PWM shunt Regler (wie ja beschrieben und nachgebaut) zur Verfügung. Dieser Akku versorgt nur die LED Beleuchtungen und die 12 V Druckwasserpumpen.
Leider liegt immer noch der PWG 400 Generator im Keller, die hohen Eichenbäume sind immer noch nicht alle im oberen Bereich gekappt.
Das was mal im Moment von meiner Seite.
Grüße auch an das ganze Forum
von Harald
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