Analoger SEPIC Laderegler

[MyCo]

Hallo mal wieder,

Wie auch bei meinem digitalen Schaltregler ist auch dieser analoge Laderegler ein SEPIC und kann daher die zu hohe oder zu niedrige Eingangsspannungen auf's Ladeniveau bringen.

Update
Ich habe das ganze jetzt erweitert und nun auf eine gedruckte Platine gebracht. Die Maße sind ca. 19x10cm und speziell an ein Bopla-Gehäuse angepasst. Die Platine ist doppelseitig mit SMD und TH Bestückung. Auf der einen Seite ist die ganze Leistung, auf der anderen die ganze Logik+Steuerung. Auf der Leistungsseite befindet sich zudem das LCD und einige kleine Bauteile, die nicht weiter beim Einbau stören. Die Platine wird also im Prinzip verkehrtherum eingebaut (in den Gehäusedeckel und nicht auf der Rückseite).

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Der Regler funktioniert so, dass er abhängig von der Eingangsspannung einen max. Ladestrom einstellt. Also man kann ihm sagen ab welcher Eingangsspannung er zu Laden beginnt, und wie steil er von da an den Strom abnehmen soll (oder einfach ausgedrück ab welcher Spannung er den max. Strom ziehen darf). Der Vorteil des LTC1624 liegt darin, dass er von sich aus schon alles nötige beinhaltet was ein Laderegler braucht. Man kann ihm eine Ausgangspannung diktieren, die er nicht überschreitet. Damit ist schonmal sichergestellt, dass der Akku nicht überladen wird. Man kann zudem einstellen, mit welchem max. Strom er den Akku lädt, sodass man den Akku nicht unnötig belastet oder überhitzt.

Funktionsprinzip:
Eingangsspannungsabhängige Ladestrombegrenzung mit SEPIC Schaltwandler

Die technischen Details:
3-Phasen Gleichrichter
5V Versorgung über Buck-Wandler (LT1376-5)
16mA Leerlauf Eigenverbrauch mit angeschalteten LCD+Backlight
frühster Ladebeginn: etwa bei 4V am Eingang
max. Eingangsspannung: 36V
max. Ladestrom: ~5A (20A max, wenn man R4 des Wandlers verkleinert)
Passive Kühlung
Überhitzungsschutz mit NTC auf dem Kühlkörper
LCD 16x3
AVR erfasst aktuelle, maximale und Durchschnittswerte, sowie gesamt Ladeleistung und Wandler-Effizienz

Einstellbarer Ladebeginn mit Poti an J13
Einstellbarer Stromanstieg mit Poti an J14
Über J15 kann man von der Analogsteuerung auf Hybrid umschalten, der LTC1624 wird dann vom AVR aus geregelt

Hier die finale Schaltung:

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Nachbauen auf eigenes Risiko

[MyCo]

Habe den oberen Beitrag auf den aktuellen Stand gebracht, falls es doch jemand interessieren sollte

[MyCo]

Scheiße war's, irgendwas ist kaputt gegangen... allerdings ist nichts zu sehen. Der Regler selbst geht noch, nur die Messwertanzeige spinnt. Sie zeigt bei den Eingangswerten nur noch Blödsinn an.

[andreas]

Hallo,

schließe doch die Analogeingänge am Controller mal der Reihe nach einzeln mit der Masse kurz. Dabei sollte jeder Messwert einzeln auch auf Null gehen. Etwas kritisch finde ich die offenen Analogeingänge auf Steckverbinder ohne Schutzwiderstand. Da reicht ein kurzer Impuls von mehr als Betriebsspannung aus, um den Multiplexer zu beschädigen. Allen Analogeingängen würde ich außerdem je zwei Schutzdioden gegen Masse und Versorgung verpassen, das hilft oft sehr gut.

MfG. Andreas

[MyCo]

Das mit dem Masse auf ADC-Eingang habe ich schon probiert, war auch meine erste Idee. Wenn Masse anliegt, gehen die Werte auf 0 (was richtig ist). Lege ich 5V an die Vorwiderstände bei den ADC Pins an, springt der Wert nach oben, lass ich danach die Spannung weg, dann zeigt mir das Display auch für ~5 Sekunden die richtigen Wert an. Messe ich die Werte die am ADC-Pin anlege mit dem Multimeter, und rechne sie um, stimmen sie auch. Also entweder ist mir der Controller verreckt oder er hat irgendein Software Fehler.

Das mit den Dioden halte ich für Blödsinn, der AVR hat diese bereits eingebaut. Und wenn man so rumliest, halten die einiges aus. Das etwas an den offenen ADC-Pins passiert ist, halte ich für unwahrscheinlich. Das ganze lief bisher fest verschlossen in einem Gehäuse. Wenn der Multiplexer defekt wäre, würde er mir auch nicht mehr die korrekten Ausgangswerte anzeigen.

Was mir noch bei meinen Messungen aufgefallen ist, das LCD ging ab und zu aus. Danach war es wieder vollständig da (ohne Startup-Meldung, also kein Controller-Reset).

[andreas]

Hallo,

wenn das nur bei den Eingangswerten passiert, kommt auch Hf-Dreck oder ähnliche Störungen von außen in Frage. Da hilft der Oscar... Ansonsten per Software 2^x-fach Meßwerte summieren und dann passend shiften.

Übrigens hatte ich schon mal einen Controller mit defektem Multiplexer, eben zu durch geringen Schutz bei zu hohen Spannungen beschädigt. Defekt waren dann nur zwei Kanäle nebeneinander, die anderen waren intakt. Das läßt sich durch Kanaltausch sowohl an den Pins als auch in der Software dann bestätigen.

MfG. Andreas

[MyCo]

kleines Update: Ich hatte in den vorherigen Beitrag geschrieben, dass er die Eingangswerte falsch anzeigt. Das war Blödsinn, die Eingangswerte zeigt er korrekt an, die Ausgangswerte sind falsch. Und wenn ich nachmesse werden mir an den ADC-Pins (ADC2/ADC3) jeweils 290mV angezeigt, was komplett daneben ist. Ich habe jetzt mal R42 und R43 ausgelötet um zu sehen woher diese konstante Spannung kommt, und es stellt sich heraus, sie kommt von der AVR-Seite, denn auf der Messseite liegen jetzt die richtigen Werte an. Ich bin von der Seite aus auf ADC4/ADC5, und nun zeigt er mir die richtigen Werte an.
Ich muss nochmal schauen, vielleicht hab ich da irgendwo auch nur einen kurzen und es liegt nicht am AVR selbst.

Was ich nicht verstehe ist, wie kann von der Batterieseite her etwas auf den Messleitungen kaputt gehen, ohne das es empfindlichere Komponenten wie zB. den 5V Schaltregler zu zerlegen. Auf den Messleitungen ist ein 15:1 Spannungsteiler, das heißt um Schaden zu verursachen, müsste da mind. 96V draufgekommen sein... was den 5V Schaltregler sofort in Rauch aufgelöst hätte.

[MyCo]

Fehler behoben. Ich habe den AVR nochmal nachverlötet und seitdem misst er wieder richtig. Wahrscheinlich war vom Einlöten noch zuviel Flußmittel übrig, was die Kontakte zwischen Pin&Pad negativ beeinflußt hat.

[andreas]

Hallo,

Flussmittelreste können in der Tat eine Schaltung auf Leiterkarte beeinflussen. Das tritt eher selten auf, weil Flussmittel nicht sonderlich gut leiten. Praktisch gibt es mitunter Probleme bei HF und/oder hochohmigen Anschlüssen. Und auch erst dann, wenn das Flussmittel noch mit feuchten Resten vorhanden oder aber durch viel Hitze beim mehrfachen Löten recht dunkel verfärbt ist. Helle, trockene Flussmittelreste bereiten in der Regel keinerlei Probleme.

MfG. Andreas

[MyCo]

Update
Habe ein paar Bilder im ersten Beitrag hinzugefügt.