Laderegler zum nachbauen auf einer Lochraster Platine

 
Pau Te
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Laderegler zum nachbauen auf einer Lochraster Platine

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Gepostet: 02.04.2022 - 15:38 Uhr  ·  #1
Es ist ein Schaltregler mit 180W--12V oder 360W--24V. Eingangsspannung darf maximal 120VDC sein.
Dieser Regler arbeitet in PWM, also immer Ausgangwiderstand Quelle = Eingangswiderstand Regler.
Diesen Zustand stellt die Elektronik laufend selber her..
Das Geheimnis liegt darin, dass bei jeder Änderung der Eingangsspannung sich das Tastverhältnis T ändert.
Und zwar Impuls / Impulspause.
Der zugehörige Strom ist für beide gleich, sodass auch beide Leistungen gleich sind. P = I * I * R und auch P = U * U / R

Optimale Leistungsübertragung ist es, aber MPPT wohl nicht. Denn da kommt ja der Innenwiderstand der Quelle zum tragen.
EMK in dem Fall Leerlaufspannung der Quelle Rinnen = Uleer / Ikurz

Denn Eigenverbrauch der Schaltung habe ich klein gehalten durch Widerstände hoch gewählt.
bei 60V--16mA
bei 135V--44mA
Diese Version des Reglers, mit dem seltsamen Design habe ich 5x gebaut.
Freie Platne mit Plexiglas abgedeckt und einem Loch darin um die Ladeschlussspnnung einzustellen..
Die Schaltung folgt.
mfG
Paul
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Carl
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Re: Laderegler zum nachbauen auf einer Lochraster Platine

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Gepostet: 02.04.2022 - 16:30 Uhr  ·  #2
Hut ab erstmal - auf dem Foto rechts unten sol+ das heisst wohl Solarpanel + ? Bei dem hohen Spannungs Eingangsbereich müsste doch auch Windpower gut gehen? Bietest Du das bei Interesse auch fertig gebaut an?
Pau Te
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Re: Laderegler zum nachbauen auf einer Lochraster Platine

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Gepostet: 02.04.2022 - 17:37 Uhr  ·  #3
Hallo Carl,
ja, der Regler müsste auch für Windkraft geeignet sein. Mit Solarpanele habe ich das auch nicht gemessen.
Keine Gelegenheit dazu mitten in der Stadt.
Sondern mit einem Netzteil 150VDC 2.5A.
Aber die Eingangsspannung kann bis 120VDC gehen. Da muss man sich bei Windpower eben noch Gedanken
machen wie man die Spannungsspitzen bei starkem Wind ableitet.
mfG
Paul
Erdorf
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Re: Laderegler zum nachbauen auf einer Lochraster Platine

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Gepostet: 02.04.2022 - 17:58 Uhr  ·  #4
Hallo Paul,

Zitat
Das Geheimnis liegt darin, dass bei jeder Änderung der Eingangsspannung sich das Tastverhältnis T ändert.

Meinst du mit Eingangsspannung die Sol+ Spannung?

Falls ja, könnte das Teil auch für Wind ein wenig MPP bei Akku Ladung machen,
jedenfalls besser als direkte Kopplung über Brückengleichrichter.

Hast du eine Kennlinie z.B. Pulse/Pause in Prozent als Funktion der Eingangsspannung?

Danke
Che
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Re: Laderegler zum nachbauen auf einer Lochraster Platine

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Gepostet: 02.04.2022 - 18:51 Uhr  ·  #5
Unbedingt fehlt auch noch ne Liste, aus welchen Wertepaaren von Strom und Spannung am Eingang was an Strom und Spannung am Ausgang raus kommt.
Ohne dies weiß keiner hier, was der Laderegler kann.
Cp kann auch gleich jeweils berechnet werden, sonst müssten wir es selber machen.
Pau Te
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Re: Laderegler zum nachbauen auf einer Lochraster Platine

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Gepostet: 02.04.2022 - 19:02 Uhr  ·  #6
Nein, eine Kennlinie zu Impuls / Impulspause bezogen auf die Eingangsspannung habe ich auch nicht.
Aber es muss ja beim Tiefsetzen von z.B. 60V auf 12V. Der Impuls 20% die Pause 20%+80% sein.
Bei 120V auf 24V ebenfalls der Impuls 20% die Pause 20%+80% sein.
Aber laden Generator--Brückengleichrichter--Akku ist ja ganz schlecht.
Aber mit diesem Regler müsste es wesentlich besser sein.
Ich habe noch: Kurven über Wirkungsgrad und Quadratischer Anstieg des Eingangswiderstand.
Die Kurven sind ein bischen primitiv.

mfG
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Re: Laderegler zum nachbauen auf einer Lochraster Platine

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Gepostet: 02.04.2022 - 19:23 Uhr  ·  #7
Sorry,
aber das ist dann nicht besser als direkter Anschluss.
Der Akku hat, wenn er Strom braucht, in der Regel nicht die Ladeendspannung.
Das bedeutet dein Regler, macht in der Regel 100% Impulse und keine Pause mehr.
Pulsen tut der nur, wenn der Akku Voll ist, das Ladeende erreicht wird.
Das ist ganz normale PWM Reglung wie sie für Solar z.B. zu Hauf zu bekommen ist.

Für Wind wäre dein Regler sogar gefährlich, weil beim Ladeende,
die pausen zunehmen und das Windrad durchdreht.
Hier bräuchte man mindestens eine Diversion load PWM,
welche beim Ladeende die Überschüsse an eine Ersatzlast weg pulst.

z.B. dieser hier: https://www.morningstarcorp.com/products/tristar/
Pau Te
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Re: Laderegler zum nachbauen auf einer Lochraster Platine

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Gepostet: 02.04.2022 - 19:25 Uhr  ·  #8
Hallo Che, da sind die Wertepaare.
den Kurzschlusstest habe ich mit einem 12V Akku als Eingangsspannung gemacht.
Wo bekommt man sonst den hohen Strom 15A her?
mfG
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Re: Laderegler zum nachbauen auf einer Lochraster Platine

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Gepostet: 02.04.2022 - 20:36 Uhr  ·  #9
Danke Paul.
Ist ein geregelter Down-Converter mit recht gutem Wirkungsgrad.
Nur regelt er eben immer auf eine nahezu konstante Spannung, so dass auch der Strom bei konstanter Last etwa gleich bleibt.
Das ist aber nicht der Sinn eines Ladereglers mit MPPT oder wenigstens Übertragungskennlinie.
Letztere fehlt einfach.
Auch müsstest Du mal probieren, wie sich ein Blei-Akku am Ausgang macht, wenn Du 13,6 V eingestellt hast, die Batterie aber gerade bei - sagen wir z.B. 13V Ladespannung ist oder gar weniger. Wird sich Übertrom einstellen.

Da hilft Zur Not ein Widersatnd in Reihe, mit keinem Wert aber dennoch ausreichend belastbar, z.B. 0,3 Ohm.
Hatte ähnliches Problem bei einem Up-Converter, welchen ich vermessen habe. Ist aber ne Notlösung.
Pau Te
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Re: Laderegler zum nachbauen auf einer Lochraster Platine

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Gepostet: 03.04.2022 - 16:30 Uhr  ·  #10
Hallo Che,
Ja , dass es kein MPPT ist was mein Regler kann, dachte ich mir schon. Genau genommen blicke ich nicht ausreichend durch, was MPPT eigentlich ist. Habe es lange nicht für wichtig gehalten bei kleinen Anlagen. Die Übersetzung ist natürlich klar.

Ob der Strom zu gross wird wenn (um bei deinem Beispiel zu bleiben) 13.6 V eingestellt ist und der Zustand des
Akkus 13.0V ist. Das glaube ich nicht denn bei 15A beginnt die Strombegrenzung. Mehr kann er gar nicht.
Vielleicht ist das für einen kleinen Bleiakku schon zu viel.
Aber die Spannung am Ausgang des Reglers ist eine pulsierende Gleichspannung weil der Akku einen
Innenwiderstand hat, mit den Zuleitungen Klemmen usw. Etwa 5kHz bei ca +400mV und -400mV auf den 12V.
Das ist die Rückführung zum Differenzverstärker. Die Zeichnung kommt. Leider habe ich im Moment keine Zeit.
mfG
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Re: Laderegler zum nachbauen auf einer Lochraster Platine

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Gepostet: 03.04.2022 - 16:48 Uhr  ·  #11
Ob es dem Akku zu viel wird ist erst die 2. Frage. Bei größeren nicht.
Die erste ist, dass das Windrad abgewürgt wird, wenn die Batterie zu stromgierig ist.

Hatte ja auch schon mal was probiert und im 1 Bild in Forum/cf3/topic.php?p=55047#real55047 links in der Y-Achse zu den Leistungen gewisse Pulsweiten dazu geschrieben,
die ich mit Z-Dioden Kaskaden erreichen wollte.

Hat aber nur teilweise funktioniert. Solche Zuordnungen einer Übertragungskurve muss man mit Digitaltechnik machen, also einem Minirechner.
Bezüglich MPPT wirst Du bei WIKI etwas finden.

5 kHz, ist das Deine Arbeitsfrequenz? Ich meine, weil die Drossel ziemlich viel myH hat.
Pau Te
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Re: Laderegler zum nachbauen auf einer Lochraster Platine

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Gepostet: 04.04.2022 - 13:29 Uhr  ·  #12
Beschreibung der Schaltung.

1) T13, 2x Z15, u Poti 25k. Einstellung der Ladeschlussspannung. Und langsamer Hochlauf der Ausgangsspannung ca 4sec.

2) Multivibrator schaltet mit T9,T10,T12 die Induktivität150mH. Selbstinduktion erzeugt Gatespannung T 14.

3) Bistabile Kippschaltung (Flip Flop) T1,T2 T3,T4 und Differenzstufe T7,T8.
---T7,T8 macht > = < Vergleich der Referenz (Ladeschlussspannung)) mit der Ausgangsspannung.
--- Die Ausgangsspannung ist pulsierende Gleichspannung mit z.B. 12V u. Sägezahn mit ca 400mV Huckepack.
---Mit L1 350uH ergibt das 5kHz. Im Leerlauf ist Frequenz wesentlich höher.
---Am Ferritkern gerade noch hörbar. Es ist die Zeikonstante t = L1 / Rlast die das bestimmt.
---Ringkerndrosseln habe ich nicht probiert.
--- Damit bekommt man noch höhere Freqenzen und hohe Schaltverluste am Mos Fet T14.
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Che
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Re: Laderegler zum nachbauen auf einer Lochraster Platine

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Gepostet: 04.04.2022 - 22:30 Uhr  ·  #13
Ist "old school" mit diskreten Bauelementen. Würde man heute mit ICs machen.
Das FET ist aber erstaunlich gut. Als N-FET 150V und kurze Schaltzeiten.

Verbleibt eben das Problem, dass die Differenz zwischen eingestellter und Akkuspannung bestimmt, wie stark ein Windrad belastet wird und nicht ne Übertragungskennlinie.
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