Laderegler mit LM5118

Spannungswandler als Laderegler
 
martin160257
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Laderegler mit LM5118

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Gepostet: 25.06.2009 - 22:01 Uhr  ·  #1
Ich habe einen 3 Phasen Scheibengenerator, der ab 200 1/min 10v ac abgibt.
Nach Gleichrichter ergibt sich eine ladefähige Spannung für 12V Akkus. Ich möchte aber auch die darunter liegende Leistung nutzen, und die darüber liegende Spannung. Da der Gen. seine Nennlast bei etwa 800 1/min erreicht und da etwa 40V 20A abgibt. Wenn die obere Spannung für direkte Ladung genutzt wird, wird ein erheblicher Teil im Gen verheizt. Was ich nicht akzeptieren kann. Ist es möglich mit dem LM5118 der von 4-75V arbeitet und eine regelbare Spannung abgibt einen Laderegler zu bauen, der die gleichgerichtete Spannung des Gen für die Ladung einer 24V 250Ah Batterie-Bank aufbereitet? Wie kann ich den Strom so regeln dass der Gen. den Repeller nicht zu sehr abbremst? Lassen sich die Leistungs-Bauteile um den LM5118 so "hochrüsten" dass er im Buck-Modus auch 70V bei 25A verarbeiten kann? Wo kann ich Beispiel-Schaltungen mit dem LM5118 einsehen. Da es kein Wandler-Baustein ist sondern ein Wandler-Controller sollte seine Leistung doch von den externen Bausteinen bestimmt werden. Also eine Parallelschaltung von 5 statt einem FET die Dioden und die Spule anpassen sollte dem Controller zu der Leistung verhelfen. Dazu sollte "Harald" mal etwas sagen, er scheint der Mann für diese Technik zu sein. Mein Repeller dreht bis 950 1/min bevor der aus dem Wind genommen wird, das heist der Gen. kommt auf Spitzenspannungen bis etwa 70V nach Gleichrichtung, die aber immer noch im Regelbereich des Controllers liegen.
Harald
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Re: Laderegler mit LM5118

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Gepostet: 26.06.2009 - 09:48 Uhr  ·  #2
Hallo Martin 160257,

leider bin ich kein Endwickler diverser Schaltungen.
In diesem Link ist die komplette Schaltung für eine Ausgangsspannung von 12 V bei 3 A Strom auf S 23 zu sehen. http://www.national.com/ds/LM/LM5118.pdf
Die Schaltung gibt eine Konstante Spannung z.B. von 12 V ab, der Strom wird wahrscheinlich mit dem Shunt- Widerstand R13 auf 3 A begrenzt.
Für größere Ausgangsströme werden wohl Q1, Q2, L1, D1, D4, D5 und noch andere Bauteile geändert werden müssen. Um diese neuen Werte zu berechen, stehe ich dann doch zu wenig im Stoff, leider.
Die Schaltung ist schon für andere Zwecke von Interesse und kommt zu meinen gesammelten Werken in den Ordner. Die Schaltung selbst ist in meinen Augen nicht als Laderegler zu bezeichnen, eher als eine Konstante Spannungsquelle mit variabler Eingangsspannung im angegebenen Bereich.

http://home.arcor.de/wewima-wi…rator.html
Dieser Link zeigt eine Schaltung mit schaltbaren Elkos für eine schon bei geringeren Generatordrehzahlen einsetzende Ladespannung.
Der nachfolgende Link zeigt eine Spannungsverdopplerschaltung um einen ähnlichen Effekt zu erhalten.
http://www.reinertrimborn.de/Synchrotuning2.htm

Diese Schaltungen würden im Prinzip den unteren Drehzahlbereich des Generators noch ausnutzen, wobei aber nur geringe Leistungen zu erwarten sind. (kleine Ladeströme)
Da Du mit 24 V Anlagenspannung arbeiten möchtest, werden diese doch in etwa bei mittleren Generatordrehzahlen erreicht. Um die 24 V Batterie mit x A laden zu können, werden doch Ladespannungen bis zu 29 V - oder mehr an Spannung benötigt.
Nach meiner Ansicht ist der Generator doch bestens ausgelegt.
Im Prinzip wird nur ein Laderegler mit Ersatzlast benötigt. Je nach Generatortyp kann ein Kurzschlussschalter auf der Drehstromseite noch für eine gewisse Sicherheit sorgen.
Zur Anpassung der Generatorspannung währe ein Drehstromtrafo mit Anzapfungen für unterschiedliche Spannungen noch zu erwähnen, wobei ich dazu keine Praxis Erfahrungen mit Frequenzen unter 50 Hz einbringen kann. Der Wirkungsgrad wird sich in diesem kleinen Frequenzbereich wohl verschlechtern.
Wie schon angedeutet, ich bin kein Entwickler diverser Schaltungen und kann nur aus Erfahrung in Sachen Elektronik hier und da ein paar Tipps und Anregungen zum Besten geben.
Deine Anregung mit dem LM 5118 wahr nicht schlecht, wird aber wohl dabei bleiben.

Grüße
Harald
german mill
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Re: Laderegler mit LM5118

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Gepostet: 26.06.2009 - 20:58 Uhr  ·  #3
martin160257
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Re: Laderegler mit LM5118

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Gepostet: 26.06.2009 - 21:49 Uhr  ·  #4
Hallo german mill,
Die informationen zu dem Modul sind ja schon sehr mager. Und außerdem ist es auch nur ein Buck-Wandler. Ich möchte aber auch die obere Leistung, und die ist erheblich größer als die untere, optimal nutzen. Wenn der Gen z.B. 45V 22A AC abgibt, die an eine Batterie von 24V geleitet wird, dann nimmt die Batterie grob geschätzt 28V 22A auf, der Rest etwa 35V 22A werden im Gen. verbraten. Das sind weit mehr als 50% Verlust, mal ganz abgesehen von der Tatsache, dass 800-1000W Wärme im Gen. ( bei Spitzen-Leistung ) diesem bestimmt nicht gut tun. Diese Leistung will ich nutzen, der Ansatz von Harald da einen Transformator mit verschiedenen Abgriffen zwischen zu schalten ist irgendwie logisch aber er spricht ja selbst von erheblichen Verlusten durch die variable Frequenz zwichen 10 und 160Hz.
Nochmal die Frage Wo kann ich Hilfe bei der Konstruktion und Berechnung bekommen?
german mill
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Re: Laderegler mit LM5118

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Gepostet: 27.06.2009 - 16:14 Uhr  ·  #5
Hallo ,
um es zu definieren, buck ist abwärts, boost demzufolge aufwärts . Also ist es ein boost und kein buck-controller. Die Informatinen sind schon da, nur ein wenig versteckt. Die Problematik wird auf mehreren Seiten etwas in der Theorie beleuchtet.
Aber das ist auch nicht wirklich die Antwort auf Deine Fragen.
Also, Drosseln lassen sich hier
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/ überschlägig berechnen.
Wenn man weiß, was man braucht, könnte man hier bestellen
http://www.spulen.com/
Als Transistoren würde ich vielleicht jeweils 5St. irfp 250 wählen und die auf einen Kühlkörper schrauben, bei den Dioden zwei MUR o.ä.parallel, die können dann schon mal 90A ab.
Den Rest bei Reichelt, da gibts auch Adapter für den Chip. Diesen als Testmuster direkt bei national.com anfordern. Alles auf Lochraster und dann mal sehen :'( . Bei hohen Strömen, so wie sie hier mit Sicherheit vorkommen, verwende ich als Leiter Reste von alten Cu-Dachrinnen, die ich glatt mache und dann auf das Lochraster von unten aufklebe. Benötigte Löcher müssen dann halt nur noch mal nachgebohrt werden. Das ergibt dann einen dicken Leiterzug.

gm
martin160257
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Re: Laderegler mit LM5118

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Gepostet: 28.06.2009 - 23:59 Uhr  ·  #6
Hört sich doch schon mal nicht schlecht an.
Werde das Teil wohl mal so aufbauen und testen und dann die Leistung anpassen.
Ich wollte auch mal testen wie sich ein Mos-FET Schalter mit vorgeschaltetem Kondensator und Schwellwertssteuerung verhält. Das sieht dann so aus dass der Gen. vom Akku durch den FET abgetrennt wird und mit der Leerlauf-Spannung den Kondensator aufläd. Wenn dieser dann die Ladefähige Spannung erreicht hat wirdder FET durchgeschaltet und der Kondensator in den Akku entladen. Wenn die Spannung runter ist sperrt der FET wieder und der Kondensator wird wieder geladen. Je mehr Leistung der Gen. bringt um so breiter werden die Ladeimpulse.
german mill
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Re: Laderegler mit LM5118

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Gepostet: 29.06.2009 - 08:11 Uhr  ·  #7
Hallo ,
wenn Du den Regler nachbauen willst, ich habe noch Drosselkerne für diese Leistung aus ausgeschlachteten Industriegeräten. Du müßtest halt nur etwas Arbeit beim Umwickeln und vermessen investieren. Mit einem Tongenerator und Oszi geht das am einfachsten.
Die andere Idee, die Du hattest, habe ich schon mal probiert, leider nicht mit dem erwarteten Ergebnis. Meiner Ansicht nach ist das mehr was für PV, ich habe so ein Teil an einer Teichpumpe dran mit Solarzelle, da funktioniert es bestens.

gm
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