Step UP Wandler, auch Booster genannt

 
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Step UP Wandler, auch Booster genannt

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Gepostet: 17.02.2022 - 20:42 Uhr  ·  #1
Hallo,

wenn Windräder zu wenig Spannung bringen, weil man in China bisweilen oder viel zu oft der Meinung ist, ein Generator für die Windkraft habe die Nennspannung bei Nenn-Windgeschwindigkeit zu bringen, also z.B. 24V bei 11 m/s und nicht schon bei etwa 3, dann versucht manch einer mit einem Booster die Spannung zu heben.
Aber klappt das auch?

Ansich sind sie ja so konzipiert, dass sie aus Unterspannungen eine eingestellte Ausgangsspannung machen, und die unbedingt halten wollen, im Sinne einer Spannungsstabilisierung.

Angeregt durch diese Meldung
"Das Problem ist das, wenn der Generator zu geschaltet wird (Egal ob er grade 20V, 40V oder noch mehr bringt) dann leuchtet die LED des Aufwärtswandler kurz auf und dann geht die Drehzahl des Generators fast auf 0" --> Quelle
habe ich mir so einen Booster 10-60V auf 12-90V kommen lassen und ihn vermessen.

Dabei folgende Fälle durchgespielt:
1. U_boost auf 24V eingestellt, Lastwiderstand 24 Ohm
2. Wie 1. aber R_L 13,8 Ohm (getestet nur bei Ue 20V)
3. U_boost auf 27,2V eingestellt (Standby-Spannung Bleiakku 24V) und als Ersatz für diesen eine Leistungs Z-Diode 26,3V 600W benutzt.
4. Wie 3. aber am Eingang einen Vorwiderstand 1,4 Ohm zur Simulation von Wicklungswiderständen eines Generators.
5. Wie 4. aber zusätzlich noch einen Widerstand mit 0,1 Ohm am Ausgang in Reihe, um das "Ladegerät" etwas "weicher" zu machen.

Beschaltung wie folgt:

 

Also jeweils bestückt nach Fall 1 bis 5

Ergebnisse:

 

Fälle 1 bis 4

 

Fall 5 gesondert

Auswertung:

1. Scheinen für den Betrieb an Bleiakkus 12V gedacht zu sein, denn ca. ab 10,3V wird hochgesetzt.
Könnte heißen, dass sie damit Tiefentladung vermeiden wollen.

2. Von da aus (10,3V bis zur eingestellten Boost-Spannung wird der Ausgang sehr genau konstant gehalten.
Es ist bisweilen zu lesen, dass die Eingangsspannung mind. 2V unter der Boost-Spannung sein muss. Das scheint man überwunden zu haben. Auch wird sie bei weiterer Erhöhung an den Ausgang weiter gereicht. Möglicherweise mit einer Umgehungsdiode, denn es besteht ein Unterschied in Höhe einer Flussspannung.

3. Im Fall 3 erfolgt das Hochsetzen zwischen 10,28V und 10,7V brachial, so dass mein Netzteil mit 5,74 A am Lieferende angekommen war. Eignung für Windkraft in dieser Art keines Falles.

4. Im Fall 4 ebenso brachial, auch wenn die eigentliche EMK des generators vor dem Wicklungswiderstand mehr Möglichkeitenh hat, sich zu entwickeln.

5. Das wird verstärkt durch zusätzlichen Reihenwiderstand im Ausgang von 0,1 Ohm. Den könnte man vielleicht erhöhen auf z.B bis zu 0,3 Ohm, ohne dass die Verluste zu hoch werden. Allerdings muss man bei einem HS50 R33 darauf achten, dass er nicht mehr als 14W ab bekommt, sonst braucht er einen Kühlkörper, s. Datenblatt.

Fazit:
In pink sind jeweils die Bereiche hervor gehoben, in denen die Schaltung Booster-typisch arbeitet.
Ob man es mit zusätzlichen Widerständen schafft, dass ein Windrad trotzdem nicht abgewürgt wird, ich kann es nicht sagen.
Leistungsschwächere Booster werden sich wohl nur wenig anders verhalten. Genügen aber wohl, wenn das Prinzip was bringt, da die Eingangsspannung alsbald intern "um sie herum" geleitet wird.

Möglicherweise gibt es auch andere Booster, mit Schaltungen, welche die Spannung am Ausgang nicht so brachial konstant halten wollen...
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