Hallo Uwe!
Nachdem ich schon die längste Zeit feststellen muss, daß Du in der Rubrik Selbstbau-Elektronik noch immer keinen Beitrag drinnen hast, habe ich eine interessante Schaltung für Bastler zusammengestellt. Leider habe ich kein Zeichenprogramm, daher nur eine Handzeichnung. Die Schaltung besteht aus zwei Teilen. Der erste Teil ist die Gleichrichtung, wie sie in dem Controller für das PWG 400 verwendet wird. der zweite Teil ist der Überladeschutz für die Akkumulatoren. Der Vorteil dieser Schaltung liegt darin, dass sie im Nichtladezustand also ohne Wind weniger Strom braucht als die typische Selbstentladung eines Bleiakkus.
Funktion: Der drei Phasen - Wechselstrom wird über die 6 Schottkydioden MBR3060PT gleichgerichtet. Direkt am Eingang der Generatorspannung liegt der Kurzschlussschalter parallel. Die Dioden sind je 2 in einem Gehäuse und auf Kühlschelle montiert. Beim Überladeschutz sind 3 Darlingtontransistoren direkt parallel an der gleichgrichteten Spannung anliegend. Die Basis der Tip 147 liegt über den 330 Ohm Widerstand direkt am Emitter d.h. der Transistr ist gesperrt und zieht keinen Strom. Wenn der Generator steht, liegt am Tip 147 keine Spannung, weil die Diode MBR 3060 die Batteriespannung nach rückwärts sperrt. Ebenfalls sperrt die Diode 1N4148 nach rückwärts. Beginnt jetzt der Genrator zu laden, steigt die Spannung an der Batterie und an dem durch 3 Widerstände (180K,10K 33K) gebildetem Spannungsteiler mit dem Abgriff an dem 10K Einstellregler. Erreicht die Spannung an dem Mittelabgriff des 10K Einstellreglers einen bestimmten Wert, so beginnt der IC TL 431 LP durchzuschalten. Die Leuchtdiode beginnt zu leuchten und über den 470 Ohm Widerstand beginnt ein Strom in die Basis des Leistungstransistors TIP 147 zu fließen. Dieser Strom steuert den den Transistor Tip 147 bzw.BD 642 durch und er beginnt die gleichgerichtete Generator-Spannung zu begrenzen. Da dabei je nach ankommender Energie entsprechend viel Leistung an den TIP 147 verbraten wird, bedingt dies eine ordentliche Kühlschelle. Die Ladeschlussspannung kann mit dem 10K Einstellregler genau eingestellt werden. Bei Bleiakku beträgt sie 13,8 Volt. Am besten stellt man den Regler ein indem man ein Labornetzgerät an den + und - Eingang der Überladeschutzschaltung anschliesst und bei erreichen der entsprechenden Akku-Spannung mit dem Poti die Leuchtdiode gerade zum leuchten bringt. Viel erfolg beim Basteln!! Und für Ungeübte Vorsicht mit dem Batteriestrom ev. eine Sicherung verwenden, !!!Achtung vor Verpolung!!!
Ich hoffe, damit ist endlich ruhe mit " Der Controller entlädt mir immer die Batterien"
Die Beschaltung bzw die Datenblätter der Bauteile kann leicht gegoogelt werden.
MFG
Alfred



Hallo Uwe
Ich glaube gerade die Problematik mit der Ruhestromaufnahme der einzelnen Controller bei Windstille ist das grösste Problem für die Windfreaks. So gesehen wäre das sicher intressant für so manchen Anwender. Du weisst es am Besten wie man was den Lesern zugänglich machen kann (wie man an Deiner super Hompage sieht). Wenn ich Dir einen Beitrag schicke, kannst Du uneingeschränkt damit machen was Du willst! Übrigens kommt bald ein Beitrag für die beiden PWG 400 !
Gruß Alfred.

Hallo Uwe und Alfred,

die Schaltung des Überladeschutz (Laderegler) ist nach meiner Ansicht in Ordnung. Diese ist als Shunt- Reglung zu bezeichnen, wobei die drei Leistungstransistoren die Funktion des Shunt übernehmen. Diese müssen den Überschuss an Generatorstrom verbraten, also in Wärme umsetzen. Beispiel: Batterien sind geladen, der Generatorstrom beträgt noch 10 A bei 13,5 Volt ergibt 13,5 x 10 = 135 Watt die in Wärme umgewandelt werden müssen. Der Kühlkörper muss genügend groß gewählt werden, eventuell mit kleinem CPU Ventilator bestücken. Eine andere Version der Wärmeumwandlung besteht aus Mosfet- Transistoren mit in Reihe geschalteten Last- bzw. Heizwiderständen. Der in der Schaltung eingesetzte Kurzschlussschalter muss natürlich mit seinen Kontakten den Maximalen erzeugten Strom des Generators standhalten können. Der Generator wird ja bei Sturm und geschlossenem Schalter den Kurzschlussstrom bewältigen können ohne dass die Wicklung Schaden nimmt. Hier könnte Alfred noch einen Kommentar dazu nachreichen.
Über den Spannungsteiler der Überladeschutzschaltung mit den zwei Festwiderständen und dem Trimmwiderstand fließt ca. ein Ruhestrom von 63 mA. Den geringen Strom in Richtung klein IC lassen wir einmal außer Betracht. Um den Ruhestrom noch geringer zu halten könnten der Widerstände von 180K auf 360K und der 33K auf 66K geändert werden. Müsste in einem Versuch getestet werden. Diese gezeigte Schaltung ist mit geringem Materialeinsatz und Kosten zu bauen. Mein Kommentar: einfach und wirkungsvoll.
@ Alfred: würde mich gerne mit Dir per E-Mail kurzschließen, wenn es Deine Zeit zulässt. Wir müssten etwa im gleichen Alter sein!
Einen Dank noch an Uwe für seine Mühe für das Einstellen des Beitrages und natürlich an den Autor Alfred. SUPER!
Anmerkung: Ich fahre meine Säure Bleiakkus mit 14,4 Volt und bei tieferen Temperaturen sogar noch höher.

Grüße
Harald

Hallo alle,

ich habe grade mal den Regler aufgebaut und ausgemessen. Der Ruhestrom vom Bleiakku beträgt mit den angegebenen Werten grademal 90uA ,eine Änderung des Spannungsteiler ist nicht notwendig. Ich habe allerdings bei den TIP147 jeweils am Emitter einen 0,22Ohm Widerstand in Reihe angeschlossen. Somit verteilt sich der Strom besser bei Exemplarstreuungen der TIPs.

Grüsse Jürgen

Hallo,

Sorry, sollte natürlich 63yA und nicht 63mA in meinem Beitrag heißen! (Bei 14 Volt) Zu diesem kommt noch der Strom des IC.

Super kleiner Ruhestrom, diesen wird man nur selten bei einem Regler finden. @Alfred: Ein Lob für die Schaltung.
Die Emitterwiderstände sorgen für eine gleichmäßige Belastung der Transistoren.

Hier eine gute Beschreibung aus einem Forum über die Funktion der Emitterwiderstände:

"Die Emitterwiderstände funktionieren folgendermaßen: Wenn jetzt, wie in obigem Absatz beschrieben, ein Transistor etwas mehr (Kollektor-)Strom leiten "will" als der andere, so fließt dieser höhere Strom auch durch dessen Emitterwiderstand und es entsteht ein erhöhter Spannungsabfall an ihm. Dieser Spannungsabfall wirkt der Basisspannung des Transistors entgegen, verringert sie, und reduziert dadurch über den Basisstrom auch wieder den Kollektorstrom. Der Transistor wird gewissermaßen "ausgebremst".

Dieses "Ausbremsen" wirkt sich bei beiden parallelen Transistoren gleich aus. "Will" einer davon aufgrund von Bauteiletoleranzen oder Temperaturunterschieden mehr Strom leiten als der andere, wird er durch den Spannungsabfall am Emitterwiderstand zugedreht und der andere Transistor wird im selben Zug etwas weiter aufgedreht. Auf diese Weise werden die Ströme durch beide Transistoren aneinander angeglichen, also symmetriert."
Sehr gut beschrieben.

Grüße
Harald

Hallo nochmal,

habe grade mal ein Layout für obige Schaltung zusammengekloppt. Ich werde
die Schaltung in den nächsten Tagen mal überprüfen und bei Bedarf das Layout
hier ins Forum stellen.

http://freenet-homepage.de/jrhome/Laderegler_Alfred.png

Grüsse

Jürgen

Hallo Jürgen,

das "vorab" Layout sieht schon sehr gut aus.
Die Leiterbahn von D1 zur Batterie + nach Klemme X1/1 sollte um einiges breiter werden.
So wie ich an der Klemmleiste X1 ersehen kann hast Du die Klemme 2 und 3 als "Sense" Anschluss ausgelegt um die Batteriespannung ohne den Leitungsverlust im Hauptstrom zu messen und danach mit der tatsächlichen Batteriespannung zu regeln.
Solltest Du nach dem Layout Platinen anfertigen, möchte ich ganz gerne gegen entsprechende Gebühr usw. eine haben. Eventuell zeigen noch mehr Anwender Interesse daran. Halte uns auf dem Laufenden.

Grüße
Harald

Sodele,

das Layout ist fertig und geprüft. Ich hoffe das Ganze ist auch in Alfreds Interesse, dass ich dies hier veröffentliche.

Änderungen zum Originalschaltplan sind die Emitterwiderstände mit 0,22Ohm und eine Spannungsschutzdiode am Generatoreingang (je nach Generator ,ca. 50V ). Am Batterieausgang sind zwei separate Sense-Leitungen auf die Klemmleiste geführt. Wer sie nicht braucht, lötet einfach Brücken auf die Kupferseite. Die LED sollte KEINE StromsparLED sein, sonst leuchtet sie auch halb, bevor auf die Shunttransistoren umgeschaltet wird. Wem die Kupferbahnen zu wenig Querschnitt aufweisen, kann Kupferdraht (1,5 ... 2,5Quadrat) auf die Kupferseite löten. Bei meinem kleinen FLIP Windrad reicht es aber aus.

Hier die Dateien:
Best.pdf
Layout.pdf
Layout_gespiegelt.pdf
Stromlaufbahn.pdf
Stueckliste.pdf

Viel Erfolg beim Nachbau.

Zum Thema Platinen: Ich kann 10 Stück der Platinen anfertigen und werde pro Interessenten eine abgeben. Mailt mir einfach Eure Adresse via PM hier im Board. Ich schicke Euch die Platine dann kostenlos zu. Die Platinen sind geätzt und mit Lötlack versehen, aber nicht gebohrt, das muss jeder selbst übernehmen.

Windige Grüsse

Jürgen

Achja: Hier noch ein Bild des fertigen Reglers:



Die Leistungstransistoren können direkt ,ohne Isolierung, auf den Kühlkörper geschraubt werden , bei der Diode muss allerdings eine Isolierscheibe und -Nippel verwendet werden .

Nachdem es Problem mit den PDF Dateien gab, habe ich die neuen, gefixten Dateien hochgeladen.

Grüsse Jürgen

Hallo miteinander,
ich weiß, daß mein Kommentar etwas verspätet ist, aber ich habe mir
erst heute die Zeichnung von Alfred angesehen.
Bräuchte etwas Hilfe beim Verstehen, soweit alles klar bis auf den 10 Ohm
Widerstand (unterhalb der TIP147) der liegt doch mit beiden Enden am
Minus Potential? oder versteh ich da etwas nicht richtig?

Gruß
Günter
Westerwald

Hallo Günter,

könnte sein dass die 10Ohm dafür da sind, dass wenn die Minus-Sense-Leitung (noch) nicht angeschlossen ist, der Spannungsteiler nicht einfach vom Potential her in der Luft hängt. Ist aber nur ne Vermutung ,ich fand ihn auch etwas suspekt. Im Layout habe ich ihn mit übernommen, eine Brücke ist ja schnell eingelötet.
Falls die Sense-Leitungen eh auf der Platine gebrückt sind, ist der 10Ohm definitiv überflüssig.

Grüsse Jürgen

Zusatz: Habe grade eine Mail von Alfred erhalten, in der er mich darauf aufmerksam macht, dass die 0,22Ohm / Emitterwiderstände zu hochohmig gewählt sind, für einen Generator der 40A liefert . Er selbst hat sich die Emitterwiderstände aus 1mm Konstantandraht in 20cm Länge gebastelt.

Pi mal Daumen ergibt sich:

Bei Generatorstrom von <14A ---> 3x Emitterwiderstände 5Watt jeweils 0,22Ohm
Bei Generatorstrom von 14A-20A ---> 3x Emitterwiderstände 5Watt jeweils 0,1Ohm
Bei Generatorstrom von 40A ---> 3x Emitterwiderstände 5Watt jeweils 0,025Ohm
Grüsse Jürgen und Danke Alfred

Hallo zusammen,

ich habe diese woche die schaltung in diesem thread für meinen fünfflügler nachgebaut. Nach anfänglichen schwierigkeiten, da ich nicht so bewand bin in sachen elektronic , die ich gelöst habe, wurde die schaltung am freitag auf der arbeit an einem labormessgerät abgeglichen.
Funktioniert alles einwandfrei.

Jetzt zu meiner frage: Ist es möglich in diese schaltung einen lüfter für die kühlkörper zu integrieren der erst dann anspringt wenn die tip147 belastet werden? Mir ist aufgefallen das die kühlkörper doch sehr heiß werden wenn man die eingangsspannung sehr hoch dreht. Wegen der geräuschentwicklung und dem wirkungsgrad wäre es von vorteil wenn, wie gesagt, der lüfter erst dann läuft wenn er gebraucht wird.
Gibt es da eine möglichkeit und wenn ja wie und wo müsste ich den lüfter anschließen?

Gruß
Stefan

Hallo Stefan,

wo ist das Problem ?
Einfach einen Temperaturschalter am Kühlkörper anbringen der einen Lüfter steuert.

Gruß
Jürgen

Hi,

Schaltung ist ansich nicht schlecht, aber meiner Meinung nach nicht zeitgemäss.

Soll aber AUSDRÜCKLICH kein meckern sein!!!

Zeitgemäss wäre;
===========
Überschüssige Energie nicht einfach per Längsregelung in Wärme verbraten, sondern wenn schon verbraten, dann per PWM.

Natürlich nimmt man dann auch vorzugsweise FETs

Alternativ sollte man überdenken;
=====================
Überschüssige Energie irgendwie verwerten, z.B. in einem zweiten Reserveakku leiten, oder per Heizbatt. das Warmwasser erwärmen, oder irgendwie anders sinnvoll nutzen.

Ausserdem kenne ich die "Probleme" der allermeisten Windgeneratoren, speziell habe ich umfangreiche Erfahrungen mit dem HW 400 gemacht, Details kommen in Kürze ENDLICH auf meine Seite, versprochen.

So müsste man einen kleinen Step UP Wandler parallel schalten, der nur aktiv ist, wenn die gleichgerichtete Spannung unter der Akkuspannung ist - was ja sehr oft der Fall ist, wie wir alle wissen. Dieser Wandler müsste stromgereelt sein, und ca. 500 mA abgeben. Ich hab das ausprobiert, es funktioniert. So kann erheblich öfter Energie in den Akku fliessen, denn wie schon erwähnt wissen wir alle ja, das es sehr sehr viele Zeiten gibt, wo sich das Teil dreht, aber eben nicht schnell genug. Hier kann dann der Akku geladen werden.

Falls ihr mir nicht glaubt, macht mal folgendes Experiment; schnappt euch eine ca. 5 oder 10 Watt, oder von mir aus auch eine 20 W 12 V Halogenlampe (nicht mehr als 20 W, besser 10W) und schaltet sie einfach mal an zwei der 3 Phasen, die am Eingang des "Reglers" liegen. Ihr werdet sehen, das die Lampe sehr sehr oft recht hell leuchtet, während der Akku aber nicht geladen wird !!! GEnau diese Energie wandelt der Step UP um.

Ich werde da mal auf meine Seite eine Schaltung anbieten.

Allerbeste Grüsse vom "Besserwisser"

Nicht jeder hat jedoch das technische Wissen und die Möglichkeit dazu eine PWM über Microcontroller zu realisieren. Und ob ein NE555 dazu ausreicht, weiß ich nicht. Deswegen haben andere Lösungen meiner Meinung nach insbesondere für den Selbstbau ihre Existenzberechtigung. Hier im Forum wurde auch schon diskutiert, dass ein noch besserer Wirkungsgrad für höhere Ladespannungen durch einen Step-Down-Wandler erreicht werden könnte, so dass man einen MPPT hat.

Hallo zusammen,

hauptsächlich ging es mir bei dem nachbau der schaltung meinen akku kostengünstig vor überladung zu schützen. Da die schaltung selbst für meine verhältnisse noch nachbaubar war und die bauteile nicht die welt gekostet haben finde ich diese lösung mehr als ausreichend für mich.

Zum lüfter einbau, ich habe halt gehofft das man den lüfter einfach in die schaltung integrieren kann ohne viel zusätzliche bauteile.

War heute nachmittag mit meinem windrad aus diesem Forum/CF3/topic.php?t=1986 thread im feld um den laderegler zu testen. Dabei ist mir aufgefallen das die ladespannung am eingang des ladereglers doch sehr stark geschwankt hat, wie ich das ohne laderegler kannte. Wobei am ausgang also an der batterie die ladespannung sehr gleichmäßig war, meist so 0,4 bis 1 volt darunter lag. Empfinde ich als sehr vorteilhaft weis aber nicht warum das so ist. Leider war es nicht möglich die batterie auf eingestellte ladeschlußspannung in der kurzen zeit zu bekommen um auch das unter realen bedingungen zu testen.

Gruß
Stefan

Hallo Stefan,

diese Schaltung ist recht günstig aufzubauen und erfüllt im Prinzip seinen Zweck.
Abwandlungen mit Mosfet und Heizelementen sind auch machbar.
Nicht jeder möchte hunderte von Euros für eine "auf dem Stand der neusten Technik" ausgelegte Reglung ausgeben.
Bei einer Einspeisung in das VSE, RWE usw. Netz sieht die Welt natürlich anders aus.

Für eine zusätzliche Lüfter Ansteuerung könnte noch ein Tip 147 eingebaut werden, wie im Schaltbild zu sehen.
Anstatt einen 0,22 Ohm Widerstand in der Emitterleitung könnte ein 12- 24 Volt Lüfter angeschlossen werden.
Der Lüfter sollte dann mit der Ansteuerung der anderen "Last" Transistoren anlaufen.

Die einfachere Lösung währe natürlich mit wie Seti 2 schon angesprochen hat mit einem Temperaturschalter am Kühlkörper.

Sind die beiden Sense separat an der Batterie angeschlossen worden?

Grüße
Harald

Hallo Harald,

ich habe die "sense" leitungen jeweils mit plus und minus leitung der batterie (ein kabel) verbunden so wie man das auf der handzeichnung von Alfred auf der ersten seite sehen kann.

Ich hätte da mal eine andere frage: Was bedeutet eigendlich der begriff "sense" und für was wurde der anschluss separat im späteren layout herausgeführt?

Hoffe ich habe dich richtig verstanden, soll ich noch einen Tip 147 wie die anderen drei Tip´s in die schaltung einfügen und anstelle des 0,22 Ohm wiederstandes plus und minus des lüfters anschließen?
Muss ich dem vierten Tip auch eine kühlschelle verpassen oder bekommt der dann nicht so viel leistung ab so das das nötig wäre?

Gruß
Stefan

Hallo Stefan,

zu1: in Ordnung

Zu 2: Senseanschlüsse kann man als Messanschlüsse bezeichnen. Diese sind dann von der eigentlichen Last unabhängig und messen in diesem Fall die tatsächliche Batteriespannung an den Polen. Es tritt somit keine Verfälschung durch Spannungsabfall in den Hauptstromleitungen auf.
Wird ein extrem großer Querschnitt von der Batterie zum Laderegler gewählt, kann diese Messleitung entfallen und wie schon von Seti2 erwähnt und durch Brücken auf der Platine ersetzt werden. Bei einem Ladestrom von z.B. 1A wirkt sich der Spannungsabfall nicht messbar aus, bei 10A oder höher mit kleinem Hauptstromquerschnitt aber schon, die Senseleitungen sind dann von Vorteil.

Zu 3: Du hast richtig verstanden, dieser Transistor dient dann als Schalter für den Lüftermotor


Zu 4: Ein kleinst Kühlkörper für den Lüfter Transistor könnte nichts schaden, kommt aber auf die Leistung des Motors an. Ein Versuch bei Betrieb oder mit einem Netzgerät kann das aber abklären.

Werden die "Last" Transistoren z.B. an einen Ölradiator geschraubt, kann eine Heizung für einen kleinen Raum realisiert werden, oder warmes Wasser in einem Boiler erzeugt werden.

@ Alfred, ist meine Information so in Deinem Sinn?

Grüße
Harald

Hallo Harald,

danke dir für deine genauen und verständlichen ausführungen und erklärungen auch für einen nicht-elektroniker wie ich einer bin.
Werde die schaltung so abändern und testen wie du es mir vorgeschlagen hast und hoffentlich bald im dauereinsatz haben.

Gruß
Stefan

Konnte diese Teile bei Conrad nicht ausfindig machen, welche Teile soll ich da nehmen?

D1 MBR3060 MUR620CT TO220AB DIODE

D3 P6KEXXC P6KEXXC CB417-15 DIODE

VR1 TL431 TL431CLP TO92-CLP VOLTAGE REGULATOR