DC/DC Wandler

[bernhard8]

Im Prinzip habe ich die Schaltung genauso aufgebaut. Allerdings habe ich einen TL494 als PWM-Controller eingesetzt. Ich verwende 100kHz Schaltfrequenz.
Ich habe eine Drossel mit 2x10mH auf einem Ringkern als Spulen verwendet. Dazu 2 Elkos mit 2200µF und eine Schottky Diode. Diese Bauelemente dürften jedenfalls überdimensioniert sein. Die Elkos haben wahrscheinlich keinen guten ESR (alte Dinger) dadurch werde ich auch Wirkungsgrad einbüssen.

Jedenfalls habe ich bisher noch nix besseres gefunden und werde vermutlich mit dieser Schaltung weiterarbeiten.

Die Ansteuerung mit TL494 habe ich von hier: (den Stepup-Teil habe ich durch den Sepic ersetzt)
http://www.trifolium.de/netzteil/kap6_2.html

[jb79]

@windstav: mit dem Peak Power Tacker bin ich noch nicht weitergekommen, das Problem ist eben, daß es sich wieder nur um einen Step Down Converter handelt und man mit der maximalen Eingangsspannung recht begrenzt ist.

Die ELV Schaltung kann hingegen beides, braucht aber noch ne spezielle Ansteuerung, die die Eingangsspannung, Akkuspannung und Ladestrom berücksichtigt und durch das Ändern der Ladespannung das Optimum an Leistung in jedem Zustand rausholt.

Sepic Wandler sind zwar von der Steuerung her einfacher als ein kombinnierter Step-Up und Step-Down Converter, braucht aber 2 Spulen und einen sehr guten Kondensator.

[bernhard8]

Grüß euch, ich habe nun endlich alle Prüfungen absolviert, jetzt kann ich mich wieder meinem Windrad Projekt widmen.

Wie schon erwähnt habe ich mit dem SEPIC Spg. Wandler experimentiert. Ich habe den heute nochmal etwas ordentlicher aufgebaut und getestet. Ich werd diese Ladeschaltung morgen mal auf Lochraster aufbauen und hoffentlich demnächst live am Generator probieren.

Ich habe meine Schaltung nun mit der Hand gezeichnet und hier gepostet. Vielleicht hat jemand anderer was damit angefangen. Hoffentlich kann mans auch entziffern, ist nur eine Bleistift-Gekritzle
Der Wirkungsgrad liegt dzt. bei ca. 70%. Ich habe eine Schaltfrequenz von 133kHz verwendet. Die Elkos sollten alle genug Spannung vertragen (ich habe 50-63Volt Typen). Als Spule habe ich einen Typ von RS genommen. Da sind auf dem Ringkern schon die beiden Spulen drauf (RS-Nr: 213-6707; 2x1.8mH).

Ich hab mir das ganze folgendermassen vorgestellt: Mit dem Trimmer am Ausgang kann man eine Leerlaufspannung vorgeben. Zum Beispiel 12V einstellen.
Links unten habe ich einen Eingang für eine Steuerspannung. Ich gebe hier mit meinem µController am DAC ene Spannung von 0-4V aus. Dadurch kann ich die gewünschte Ausgangsspannung festlegen bzw. den gewünschten Ladestrom (und damit auch die entnommene Leistung vom Generator) ansteuern.

Man kann hier auch mit einem Trimmer probieren eine Spannung anzulegen.

Mit dem Programm werde ich versuchen nun auch schon relativ kleine Leistungen bei niedrigerer Drehzahl zum Laden des Akkus zu verwenden. Ich träume davon so ab 6V ein bissl was abzunehmen und in den Akku reinzuschieben.

Natürlich hab ich seit 2-3 Tagen sowieso keinen Wind mehr, darum dauerts ohnehin wohl wieder eine Weile bis ich alles probieren kann...

[bernhard8]

Das ganze habe ich heute aufgebaut. siehe Foto. Morgen baue ich den Wandler ein und hoffe auf ausreichend Wind zum Testen

[windstav]

Hallo,
Jürgen: Ich habe heute die Schaltung bekommen, habe sie aber noch nicht eingesetzt. Könntest du mir vielleicht helfen , einige Dinge zu verstehen?

Die ELV Schaltung kann hingegen beides, braucht aber noch ne spezielle Ansteuerung, die die Eingangsspannung, Akkuspannung und Ladestrom berücksichtigt und durch das Ändern der Ladespannung das Optimum an Leistung in jedem Zustand rausholt.

Brauche ich noch eine zusätzliche Schaltung , oder ist die schon integriert?

Wenn du es als Laderegler nehmen willst, dann am besten einen kleinen Widerstand (so 0,5hm) in Serie zum Ausgang und die Spannung minimal über die gewünschte Spannung einstellen.

An Plus oder Minus, oder ist das egal?
Wäre nett , wenn du auch erklären könntest, warum.

Gruß
Stav

[jb79]

Um die Ausgangsspannung und damit den Ladestrom und die Belastung für das Windrad anzupassen kann man den Spannungsteiler anzapfen.

Hoffe ich kann das halbwegs gut erklären, versuche es jedenfalls mal:

Die Ausgangsspannung wird nämlich laut dem Datenblatt des Steuer-ICs (LTC3780), Seite 20 links unten wie folgt eingestellt: Uout=0,8V*(1+R2/R1). Vergleicht man das mit der Bau- und Bedienungsanleitung, die dem USW525 beiliegt, Seite 4, Bild 4, so entspricht R1 aus der Formel R2 in der Schaltung und R2 aus der Formel der Serienschaltung aus R4 und Poti R3 (links in Bild 4 zu finden).

Um auf den Ladezustand der Batterie reagieren zu können muß man also den Spannungsteiler im Betrieb so anpassen daß die am Spindeltrimpoti R3 eingestellte Ausgangsspannung bei leerer Batterie durch die externe Schaltung nach unten korregiert wird, damit der Ladestrom nicht zu hoch wird. Die externe Spannung muß also Batteriespannung und Generatorspannung und den Ladestrom im Blick haben und durch Anpassung des Ladestromes über den Spannungsteiler versuchen das Produkt Ausgangsspannung mal Ausgangsstrom ständig zu maximieren.

Nachdem man das Poti R3 schwer im Betrieb verstellen kann würde ich einen digitalen Potentiometer-IC (X9C103) verwenden. Das ist kurz gesagt ein kleiner IC mit 8 Pins, der ein 10k Poti nachbildet, das man per digitalen Impulsen in 100 Stufen verstellen kann.


Falls dir das zu kompliziert erscheint, nimm die Methode mit dem 0,5Ohm Widerstand (am besten 1 Stück 1Ohm/5W parallel), hängt den zwischen den Plus Anschluß des Ausgangs und Pluspol der zu ladenden Batterie, der Minuspol der Batterie und der Schaltung werden direkt miteinander verbunden, ferig.

Erklärung dazu:
Einstellen tut man das indem die Batterie abgehängt wird, dann im Leerlauf die gewünschte Ladespannung eingestellt wird (ich hab 14-14,1V eingestellt), fertig. Der Widerstand begrenzt dann den Maximalstrom, wenn die Batterie z.B. recht leer ist und nur 12V Ladespannung hat auf z.B. 4A. (14V-12V)/0,5Ohm. Fehlt der Widerstand, so versucht die Schaltung die 14V konstant zu halten, egal welche Spannung die Batterie hat, der Ladestrom steigt so weit an, wie der Generator im Stande ist Leistung zu liefern. Kann der Generator nicht genug Leistung liefern, so wird er dadurch sehr stark gebremst und die Schaltung beginnt möglicherweise wegen zu geringer Spannung oder Überstrom, ein- und auszuschalten. Das manifestiert sich in einem lauten Zirpen und eventuellem Ausgehen der roten LED. Leuchtet sie, so liegt die eingestellte Ausgangsspannung mit einer Toleranz von +/-7,5% an. Ein Ausgehen der Led bedeutet also, daß der Wandler nicht in der Lage ist die Spannung zu halten, meist wegen zu geringer Eingangsleistung bzw. zu großem Laststrom.

[windstav]

Hallo Jürgen,

danke für die sehr gute Erklärung.

Du hast recht , mir ist die erste Variante etwas zu kompliziert. Ich werde daher den Widerstand benutzen.

Gruß
Stav