Abwärtswandler 60V-15V

[Daniel_K]

Hallo!

Ich würde mich sehr freuen, wenn ihr mir, einem (fast) Elektronik-Laien und Foren-Neuling helfen könntet, eine einfachen Abwärtswandler zu konstruieren. Ich habe schon so viel gelesen, und weiß in der Fülle des Materials nicht mehr, was für mich passt.

Ausgangslage: Ich habe 2 Solarpanele, parallelgeschaltet, zusammen 60V 2,6A, also etwa 150W, und will 12V Akkus laden. Überladeschutz vorhanden. Zur Zeit nutze ich ein Laptop-Netzteil, das beginnt bei 45V Leerlaufspannung den ersten Ladestrom zu geben, und bringt bei Sonne max. 3,16A

Ziel: Einen einfachen Abwärtswandler selber bauen, der bei 15V bis zu 10A liefert, aber auch bei schwachem Licht noch etwas bringt (wohne in Litauen, da steht die Sonne tiefer als in Deutschland)

Problem: 1. Es gibt so viele Möglichkeiten, was ist für mich das einfachste? - 2. Hilfe bei der genauen Auswahl der Komponenten, bes. der Spule

Lösungsansatz (?): http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/abw_smps.html - einfacher Abwärtswandler, aber welche Bauteile genau? Wie den Mosfet ansteuern?

Für eure Hilfe möchte ich mich schon im Voraus bedanken

Daniel

[andreas]

Hallo Daniel,

sofern Du kein Fertigteil findest, rate ich Dir vom Eigenbau ab. Schaltwandler sind recht anspruchsvolle Konstruktionen, sie erfordern einiges an Wissen und Erfahrung.

Viel sinnvoller scheint mir eine geeignete Verschaltung von mehreren Akkus in Reihe zum Laden, das hat fast keine Verluste und benötigt kaum elektronische Kenntnisse.

MfG. Andreas

[Daniel_K]

Hallo Andeas!

Danke für deinen Rat. Es gibt da für mich aber 3 Einwände: 1. habe ich auch ein kleines Windrad gebaut (ist nur z.Z. kaputt), lade meine Akkus sowohl mit Windrad als auch mit Solarpanel, über Schottkydioden entkoppelt. 2. will ich was lernen und 3. habe ich einen Freund , der mir beim Basteln hilft, nur er ist auf Roboterbau und Programmierung spezialisiert und hat wenig Erfahrung mit der hier gefragten Thematik.

Soweit ich das Problem begreife, ist die Frage, wie den Mosfet ansteuern. Kann man nicht die Ausgangsspannung dafür nutzen? Was wäre, wenn ich über Zenerdiode und Transistor den Mosfet bei 15V schließe, und mit 2. Zenderdiode und Transistor bei z.B. 14,5 V wieder öffne?

MfG Daniel

[bernhard8]

Ich hab mir das Netzteil und Konverterbuch von Jörg Rehrmann gekauft. Da gibts jede Menge darüber zu lesen:
http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Vo ... rwort.html

Wenn du wirklich einen Schaltregler bauen willst solltest du dich auch in die Thematik einlesen. Das Buch beschreibt viele Konverterarten und deren Funktion.

[Daniel_K]

Hallo Bernhard!
Danke für den Tipp, schaue ich mir an.
Habe gerade die Abhandlung von Andreas "Link zu einer analogen MPPT Schaltung" gefunden. Das wäre doch eigentlich das, was ich suche, oder? Und die Schaltpläne scheinen mir auch nicht zu kompliziert (mit Hilfe meines Freundes)
MfG Daniel

[MyCo]

Kannst dir den ja mal Anschauen:
http://cds.linear.com/docs/Datasheet/3703fb.pdf

Der kann bis 100V am Eingang vertragen, und bis 20A am Ausgang regeln. Als Beschaltung kannst du in etwa die Version auf Seite 30 (unten) nehmen, RMax musste verdoppeln und R2 muss etwas kleiner oder R1 etwas größer machen. Dann haste im Prinzip schon einen Schaltladeregler. Das Problem bei der Leistungsklasse ist allerdings, eine passende Spule zu finden, die nicht nur vom Wert her passt, sondern auch den Strom verträgt.

[Daniel_K]

Hallo MyCo!
Danke für den Tip. Gefällt mir gut, aber ich werde wohl probieren, zuerst den Wandler von Andreas nachzubauen.
Ich will ja was dabei lernen. Sicher kann ich doch mit euer Hilfe rechnen - Danke. - Ich hab da auch gleich ein paar Fragen, zuerst zum Step-down-schalter:
1. Q3 - ein IRF4905 (55V, 74A, 0,02Ohm) - mein Solarpanel liefert 60V, im Leerlauf etwas darüber. Kann/muß ich Q3 z.B gegen einen IRF5210 (100V, 40A, 0,06Ohm) tauschen? Müssen R4, R5, R6 angepaßt werden?
2. Kann ich D2 - CTB34 - bedenkenlos gegen eine MBR15100 tauschen?
3. R3 und R7 - 15 Ohm - notwendig? oder nur wegen des Meßgerätes?
Fagen zum PWM:
4. U1A, U1B, U2A - die Spannung zwischen Ausgang und Masse gemessen (richtig?) - Sind RV1, 2, 3 ausreichend für meine 60V max, oder muß ich die Widerstände verändern?
5. Beim Ansehen der Datenblätter im Internet ist mir aufgefallen, daß LM258 Pin 4 auf -V liegt, der LM2903 Pin 4 aber auf Masse. Hat das einen speziellen Sinn, warum in der Schaltung LM2903 Pin4 auf -5V liegt?
6. Anstelle D2-D7 und C12-C18 einen 7905 für die -5V? Q am LM555 dann freilassen?
So, ich denke, für euch sind das keine schweren Fragen, und ich lerne was. Vielen Dank!

[Daniel_K]

Hallo!
Hab mal probiert, die Spule zu berechnen, kann das mal bitte jemand überprüfen?
Ich habe max. Eingangsspannung 60V, Ausgangsspannung 15V, Ausgangsstrom 10A, Frequenz 30kHz. Auf http://schmidt-walter.eit.h-da.de wird mir daraus eine Spule von 96,99uH berechnet. Drahtquerschnitt 3,33mm² (bei 3A/mm²), könnte also mit 3*1,2mm² Draht wickeln.
Bei uns hier habe ich einen Kern gefunden (E30/15/7) mit 1900nH, das wären dann also (7,25) 8 Windungen (und damit 121,6uH).

[andreas]

Hallo Daniel,

der Kern ist zu klein. Auf der von Dir verlinkten Seite gibt es eine Liste der Kerne und ihrer Eignung für die eingegebenen Werte (Knopf Wickeldaten), benutze die bitte zur Auswahl.

MfG. Andreas

[Daniel_K]

Danke, Andreas!
Bei uns hier in Litauen kann ich einen E55/28/21 bekommen, aber warum ist dieser Kern in der Tabelle mit Al max 496nH angegeben, und bei uns mit 6300nH, also mehr als das 10fache? Material ist 3C90 - (bzw 5700nH, Material 3F3). - Gemäß Windungszahl=Wurzel aus L/Al wären das nur 4 Windungen?- Auch alle anderen Kerne, die ich bisher mit der Tabelle verglichen habe, werden hier mit vielfach höherer Al angeboten.

Scheinbar hab ich grade den Grund selbst gefunden - die Kerne sind ohne Luftspalt?