Strom eines Step-Up abhängig von EingangsSPANNUNG machen?

Der chaotische Hauptfaden

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Chaoskreator
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Strom eines Step-Up abhängig von EingangsSPANNUNG machen?

Beitrag von Chaoskreator »

Hallo,

ich möchte mit dem Fahrraddynamo 8 in Reihe geschaltete Mignon-Zellen laden.
Dazu habe ich mir kurzerhand folgende Idee zusammengesponnen:
Dynamo --> Brückengleichrichter aus Schottky-Dioden --> Elko --> Step-Up-Wandler-Modul --> Akkus

Diesen Wandler möchte ich dafür benutzen:
http://www.pollin.de/shop/dt/NTY1ODQ2OT ... L6009.html

Die Schaltung dürfte ähnlich der Schaltung im Datenblatt auf Seite 3 sein:
http://www.pollin.de/shop/downloads/D351434D.PDF

Ich möchte, dass der Ladestrom umso größer wird, je stärker ich in die Pedale trete.
Deshalb folgende Idee:
Shunt von Schaltregler-GND nach Akku-GND.
Ich stelle den Trimmer des Moduls auf eine niedrige Ausgangsspannung ein.
Dann lege ich testhalber ein zusätzliches Poti vom FB-Pin nach Schaltregler-GND und stelle dieses so ein, dass sich eine maximale Ausgangsspannung, z.B. 16 V, einstellt.
Zwischen Poti und Schaltregler-GND kommt ein BC547, welcher wiederum von einem OP (TLC272) angesteuert wird.
An den positiven Eingang kommt die Spannung vom Shunt.
An den negativen Eingang kommt mittels Spannungsteiler die gleichgerichtete Dynamospannung (quasi der Sollwert). Eine Spannungsbegrenzung, z.B. mit Z-Diode an der Stelle würde auch nicht schaden. Damit ergibt sich dann eine Strombegrenzung am Ausgang.
Jetzt sollte der BC547 den FB-Pin umso mehr nach Masse ziehen, je mehr Strom fließen soll.

Meint ihr, das funktioniert so?

Eine ähnliche Schaltung hatte ich mal aufgebaut. Da hatte ich ein Konstantspannungs-Sperrwandlernetzteil auf Konstantstrom für LED-Betrieb umgebaut. Unterschied war nur, dass ich an den negativen Eingang eine Spannungsreferenz gehängt hatte.

Chaoskreator
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flogerass
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Re: Strom eines Step-Up abhängig von EingangsSPANNUNG machen

Beitrag von flogerass »

Wärs nicht sinnvoller den Eingangsstrom zu regeln? Der ist doch bei nem Dynamo halbwegs stabil. Eigentlich bräuchtest du einen schnellen MPPT.
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Chaoskreator
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Re: Strom eines Step-Up abhängig von EingangsSPANNUNG machen

Beitrag von Chaoskreator »

Gerade beim Zähneputzen ist mir auch in den Sinn gekommen, dass eine Regelung des Eingangsstroms sinnvoller wäre. :)
andreas6
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Re: Strom eines Step-Up abhängig von EingangsSPANNUNG machen

Beitrag von andreas6 »

Hallo,

so etwas Ähnliches habe ich mal für den Windgenerator gebaut. Anfänglich gibt es gar keine Last, ab einer einstellbaren Eingangsspannung wird Laststrom gezogen. Erst wenig, mit zunehmender Spannung immer mehr. Die Steilheit der Kurve und ihre Lage ist einstellbar. Gesteuert wird damit ein Schaltwandler, dessen Tastverhältnis in weiten Grenzen einstellbar ist. Alles diskret und analog aufgebaut. Läuft seit Jahren ohne Beanstandungen, derzeit aber mit solarem Antrieb.

MfG. Andreas
Tobi
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Re: Strom eines Step-Up abhängig von EingangsSPANNUNG machen

Beitrag von Tobi »

Genau das hab ich auch schon gemacht, ist im Prinzip ein mpp Regler mit einem fixen Arbeitspunkt. Such mal hier im Forum nach simpler mpp Regler.
raphTec
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Re: Strom eines Step-Up abhängig von EingangsSPANNUNG machen

Beitrag von raphTec »

Mein Nabendynamo ist eine Stromquelle mit 0,5A und bis zu 40V (wenn ich schnell fahre). Da reicht es, die Akkuzellen einfach dauerhaft mit einem Gleichrichter an den Dynamo zu hängen. Schottky haben leider etwas zu viel Leckstrom, hab da noch ne Elektronik fürs Licht drangefrickelt, die mach komische Dinge, wenn der Dynamo angesteckt ist. Muss der besagte Leckstrom sein. Ich würde Si-Dioden vorziehen.
Der Akku, der dauerhaft am Dynamo hängt, hat 10NiCd Zellen in Reihe.
Mit dem Modul würde das Poti am Ausgang auch immer den Akku entladen, weiß nicht, ob das tolerierbar ist...

Falls dein Dynamo auch eine Stromquelle ist: Maximalstrom bestimmen und einen Boost (oder eher Buck) bauen, der auf den Eingangsstrom regelt. Diesen Eingangsstrom stellst du knapp unter den Maximalstrom des Dynamos ein, dann arbeitet das Ding nahe der Maximal entnehmbaren Leistung, da die Spannung nicht begrenzt wird, weil der Dynamo nie anfängt, den Strom zu begrenzen.

Neulich ist Bastelbruders Beitrag mit der Magnetisierungsgeschichte hier rumgegeistert, das begrenzt natürlich die Maximalspannung, bevor die Kurvenform hässlich wird und der Dynamo sich wegen Kernsättigung nurnoch selbst heizt. Da könnte ich bei mir auch mal messen, wann das passiert.
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Bastelbruder
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Re: Strom eines Step-Up abhängig von EingangsSPANNUNG machen

Beitrag von Bastelbruder »

Bloß so als Anregung:
Ich hab mal die primitive Technik der Hochspannungs-Kondensatorzündungen (Findbegriff CDI) von PVL und Motoplat (macht Motor platt) untersucht und war anfangs verwundert über die von der Drehzahl unabhängige, konstante Ladespannung des Zündkondensators.
Natürlich wird der Kondensator bei doppelter Drehzahl doppelt so oft geladen und entladen. Die Ausnutzung dieses Effekts könnte exakt das gewünschte Ergebnis produzieren.
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Chaoskreator
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Re: Strom eines Step-Up abhängig von EingangsSPANNUNG machen

Beitrag von Chaoskreator »

Die ganze Sache ist doch etwas komplizierter als anfangs gedacht. An einen ständig Strom ziehenden Spannungsteiler hatte ich gar nicht gedacht.
Ich glaube, ich lasse die Sache doch lieber sein und lade mein Handy konventionell auf.
Ursprünglich war angedacht: Dynamo lädt Akkus, Akkus laden mit StepDown mein Handy. Der Zwischenschritt über Akkus deshalb, weil ein ständiges Ein- und Ausschalten des Ladens des Lithium-Akkus für selbigen bestimmt nicht besonders gut ist. Das wäre ja z.B. bei kurzen Stopps der Fall.
raphTec
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Re: Strom eines Step-Up abhängig von EingangsSPANNUNG machen

Beitrag von raphTec »

Nimm einen Ni** Akku, häng den über einen SI-Gleichrichter (wenig Leckstrom) an den Dynamo, der dann immer mit 0,5A Konstantstrom die Akkus lädt. Überladen geht mit dem Strom eher nicht, und wenn ist bei NiMh zum Beispiel nur zu beachten, dass die nicht zu warm werden (unter 40°C). Bei Fahrtwind leicht zu schaffen. Viele Akkuschrauber-Lader haben auch keinen Elko und laden die Akkus direkt nach dem Gleichrichter, meist noch ein Regelhableiter, zum Abschalten oder Phasen[an/ab]schnitt oder sowas. Natürlich braucht man eine gewisse Mindestgeschwindigkeit dafür beim Fahren, wenn der Akku aber 7-8V hat, hat man die eig immer erreicht.

Dann kann man nen DC/DC hinhängen, der das Handy lädt. Habe nicht weiter darüber nachgedacht, aber intuitiv und weil ich es bei mir auch merke: selbst mit Elkos kann man den Ripple da nicht wegbekommen, weil man eine Stromquelle hat und keine Spannungsquelle. Aus diesem Grund geht ein käuflicher Regler eher nicht, mit Ripple kommt deren Regelschleife wahrscheinlich nicht klar, wenns son Chinateil ist. Ripplefrequenz btw je nach Fahrtgeschwindigkeit 40-60Hz.
Daher entweder DC/DC selber bauen, oder eine einfachen LDO nehmen. Der bekommt den Ripple sicher weg und braucht je nach Modell wenig bis keine Außenbeschaltung und man kann den Akku bis "fast ganz leer" nutzen. NiMh toleriert eine gewisse Tiefentladung. NiCd sogar leicht negative Spannungen pro Zelle.

An meinem Rad habe ich NiCd verwendet, auch wegen der Fähigkeit, bei unter Null Grad Ladung aufnehmen zu dürfen/können.

edit:
Nachtrag zur LDO Lösung: Der Akku muss natürlich groß genug sein, damit die Differenz zwischen Entladen (2A ?) und das Laden (0,5A) gepuffert werden kann. Bedingt auch, dass du nur ein Viertel der Zeit, wo du insgesamt Rad fährst, dein Handy lädst.
Zuletzt geändert von raphTec am Di 7. Apr 2015, 19:46, insgesamt 1-mal geändert.
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zauberkopf
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Re: Strom eines Step-Up abhängig von EingangsSPANNUNG machen

Beitrag von zauberkopf »

guck bei bei zabex.de .. der hatte ne mpp regler mal gebastelt.
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