Abwärtswandler 60V-15V

[Daniel_K]

Hallo Peter!
Danke für die vielen Infos. Das ist doch fast die gleiche Schaltung wie unter "Laderegler 0-40V ...). Ist diese Schaltung also auch als Aufwärtswandler geeignet?
Noch eine andere Frage: Auf http://www.datasheetarchive.com/ werden "Cross references" angegeben, z.B. für den BC107B den BC237B (den hab ich nämlich rumliegen). Kann man diese kompatiblen Typen ohne Bedenken nutzen, oder welche Parameter sollte man noch vergleichen?
Danke, mfG
Daniel

[sombrero]

Hallo Daniel,
Ja, es ist eine etwas veränderte Schaltung. Diese hier ist für Spannung bis 70V geeignet. An der Zeichnung siehst Du T2,T3,T4,T5,T7,T8 liegen nicht mehr an der Rohgleichspannung.
Sie sind abgetrennt von dieser und liegen an nur 33V. Der Grund ist, sie können alle nur Uce max von 45V vertragen. Aber der Treibertransistor des Mos Fet T1, der T6 muß für die volle
Spannung ausgelegt sein.
Dieser T6 ist ein BF422 mit Uce 250V. Er könnte auch einer mit nur Uce 100V sein.
Wenn man als T1 einen Mos Fet mit höherer Spannung findet und den 4.7 k Widerstand weiter vergrößert kommt man mit der Rohgleichspannung hier 70V noch höher.
Als Aufwärtswandler ist dieser Wandler hier nicht geeignet. Dann müßte man ganz neu über seine Regelung nachdenken. Denn es kommt eine negative Spannung heraus.
Da gibt es bestimmt viel bessere Lösungen.
Aber im Prinzip muß dorthin wo D4 jetzt ist die Induktivität L hin und da wo L jetzt ist muß D4 hin. D4 zeigt mit ihrer Kathode auf Kathode von D3. Dann muß noch der Elko umgedreht werden
sodaß sein Pluspol auf gnd 0V zeigt. Dann hast Du an diesem Elko eine negative ungeregelte Spannung. Das ganze hat einen ganz schlechten Wirkungsgrad. Wie gesagt es gibt Besseres. Näher wollte ich
darauf nicht eingehen.
Der BC237B ist wirklich ein Vergleichstyp für den BC107B. Stromverstärung Ic/Ib 150, Ic 100mA, Uce 45V. Uce ist das wichtigste hierbei. Weitere Parameter muß Du da nicht vergleichen.
Die BC237B läuft genauso wie BC107B.
mfG Peter Sombrero

[Daniel_K]

Hallo Peter,
danke für die Erklärungen. - Auf der Datenblatt-Webseite hab ich rausgefunden, daß der BC177 aus deiner Schaltung mit dem BC557 aus Andreas' Step-down-Schalter kompatibel sein soll, - und beide dem BC212 entsprechen (davon hab ich etliche rumliegen). - Hab heute die Bauteile bestellt, die ich nicht habe.
MfG Daniel

[Daniel_K]

Hallo Peter!
Im Zusammenhang mit deiner Schaltung ist mir eine Frage aufgekommen. Soarpanel und Windrad sind über Dioden parallel angeschlossen. Nachts, bzw. bei etwa gleicher Spannung, ist alles kar. Was macht nun der Generator, wenn das Solarpanel 60V liefert, der Generator aber nur 15-20V? 1. Sinkt durch die Schaltung die Eingangsspannung? Oder 2. dreht der Generator unbelastet hoch, bis er 60V bringt (bzw. durchbrennt)? Oder 3. Wird sein Strom mitgenutzt, um den Eingangskondensator aufzuladen?
MfG Daniel

[sombrero]

Hallo Daniel,
Zu Deinen Fragen wie es mit der Entkopplung durch die beiden Dioden D1-- Sonnengen. D2-- Windgen. ist.
Ohne diese D1,D2, wären die beiden Spannungsquellen Sonnengen. u. Windgen. fortwährend parallel geschaltet. Aber man kann sehen, daß dann die Quelle mit der größeren Spannung auch den
Strom in die Quelle mit der kleineren Spannung einspeist. Aber das darf nicht sein. Wir wollen den gesamten Strom für den Regler usw. haben.
Daher entkoppeln mit D1 u. D2. Ab jetzt kann man nicht mehr von Parallelschaltung reden, sondern muß von Entkopplung reden. Nur in einem Fall jedoch ist noch Parallelschaltung gegeben.
Das ist wenn Spannung-- Sonnengen. u. Spannung-- Windgen. gleich sind.
Zu den Fällen die vorkommen können:

1.Sonne 60V, Wind 20V---Sonne übernimmt den gesamten Strom. Wind übernimmt keinen Strom, sondern läuft im Leerlauf.
Aber Windgen. dreht nur so weit hoch bis auch er 60V erzeugt. Dann arbeiten beide gemeinsam zu etwa 1/2.

2.Sonnengen. ist abgedunkelt u. macht 15V, Windgen. 20V.---Windgen. übernimmt den ganzen Strom. Sonnengen. macht Null Strom. Übernimmt nichts.

3.Sonnengen. 60V, Windgen. 60V---Beide teilen sich zu je 1/2 den Strom. Mit unklarem weiteren Verlauf. Der Verlauf ist abhängig von (Ri sonne u. Ri wind dem Innenwiderstand der Quellen).
Über Ri muß man jetzt erstmal nicht nachdenken.

Wie diese Entkopplung zustande kommt mit Dioden ist ganz einfach.
Ist die Spannung an der Kathode > als die an der Anode kann kein Strom fließen. Die Diode sperrt. Querstrich ist die Kathode.
Ist die Spannung an der Kathode < als die an der Anode fließt Strom. Die Diode leitet.
mfG Peter Sombrero.

[Daniel_K]

Hallo Peter!
Danke für die Antwort. Wie die Dioden entkioppeln, war mir schon klar. - Schlußfolgerung aus deiner Erklärung: bei großen Spannungsunterschieden lieber 2 Wandler bauen, für Wind und für Solar getrennt.
MfG Daniel

[sombrero]

Hallo Daniel,
Du hast recht wenn man Sonne u.Wind zugleich ausnutzen will muß das ganze zweifach aufgebaut werden. Denn hier wird immer nur die Quelle genutzt welche die größere Spannung am
Ausgang hat, die kleinere Quelle leistet ja gar nichts u. fällt unter den Tisch.
Anders hätte man aber zwei Regler, keine Entkopplung von Sonnengen. u. Windgen. an den Eingängen der Regler. Alles geht auf einen Akku. Dann müssen aber die beiden Ausgänge der Regler entkoppelt werden.
Wieder mit zwei leistungsfähigen Dioden deren Kathoden auf den Plußpol des einen Akku zeigen. Ohne Entkopplung an den zwei Reglerausgängen wäre es ja eine Rückführung
ein und derselben Akkuspannung auf T8 des einen Reglers u. T8 des zweiten Reglers. Einer der beiden käme so gar nicht zum Zuge....Der Grund wären Bauelementoleranzen
um T7,T8 herum u. T7,T8 selber. Oder aufwendige Justage.
Noch eine Lösung sind zwei Akkus aber mit getrennten Verbraucherkreisen also 2x12V. Nicht in Serie 1x24V, sondern 2x12V wenn man zwei Wechselrichter anschließen will. Es wäre auch eine Trennung (Entkopplung) der Ausgänge aber ohne Dioden.
Man muß ja immer Kompromisse schließen. Alles kann man ja nicht gleichzeitig haben.
Also hier weder Entkopplung an den Eingängen noch an den Ausgängen. Aber eben 2xAkku.
Aber nach meiner Meinung ist die gezeichnete Lösung mit Entkopplung an Eingängen der Regler die Beste.
Denn muß den Unterschied wie wir besprochen haben 60V zu 20V nicht ganz so krass sehen. Nehmen wir mal an Sonnengen. hat gerade 40V u. Windgen. 35V. Da kann es doch jederzeit sein, daß eine Wolke davor zieht u. Sonnengen 32V u. Windgen. 38V bringen. Da haben doch beide gerade eben gemeinsam etwas in den Akku gebracht. Und in der Nacht ist der eine sowieso gleich Null.

mfg Peter Sombrero

[Daniel_K]

Hallo Peter (bzw. auch andere Spezialisten)!
Hab grade die Schaltung von Dir zusammengebaut, stecke aber mit einem Problem fest. Sobald UE etwa 1V über UA, beginnt die Spule zu summen - die Schaltung scheint also ansich richtig zu arbeiten. Mit steigender UE steigt auch die "Summ-frequenz." Aber: IE = IA, obwohl IA doch mit steigender Spannung größer sein müßte als IA. Außerdem steigt UA auch bei angeschlossenem (vollem) Akku problemlos über 15V. - Die Spule ist zwar noch nicht die Richtige, hatte nur Draht für 10 Wdg., aber die Schaltung soll ja sogar ohne Spule funktionieren. - Wer hat einen Tipp, wo ich zu suchen beginnen kann?
MfG Daniel

Hab grade mal die Diode D4 ausgebaut und ein Meßgerät angeschlossen - es fließt kein Strom über die Diode! (Diode selbst ist ok) - Die Spule summt auch ohne angeschlossene Diode. - D.h. wenn T1 sperrt, müßte doch der Strom über die Diode fließen...
MfG Daniel

[andreas]

Hallo Daniel,

einen Strom durch D4 könntest Du nur mit einer hinreichend großen Induktivität messen - Deine ist ja wohl zu klein. Außerdem handelt es sich dann um kurze Spitzen, die mit einem Multimeter nicht erfaßbar sind. Zur Fehlersuche in derartigen getakteten Schaltungen ist ein Oscar vonnöten.

MfG. Andreas

[sombrero]

Hallo Daniel,
Wie ich gelesen habe gibt Dein Schaltungsaufbau schon etwas ab.
Zuerst nur den Kammerton hohes c, aber das andere kommt noch.
Aber zunächst, löte die D4 wieder ein. An D4 kannst Du nichts messen. In D4 fließt nur Strom während der Impulspause, so wie Andreas es schreibt, kann man nur mit dem Oszi etwas sehen.
Und richtig gepolt ist D4, sonst
wären die 15V nicht da. (Kurzschluß über D4)
Falls Du den Ladestrom mit Deinen Mitteln messen kannst, mach das mal. Vielleicht ist der Akku bereits geladen, oder schlecht u. alt u. mit hohem Innenwiderstand, sodaß sich beim
geringen laden sofort mehr als 15V einstellen. Dann wird die Frequenz ganz niedrig u. es wird nicht mehr geladen.

1.Miß die Spannung an Z15 T7 u. an T8 10nF mit dem Multimeter. Also Basis T7 Uein, Basis T8 Uaus. Beide müssen fast gleich sein u. zwar 15V, wenn der Akku 15V hat. Wenn das so ist dann---
2.Akku wegnehmen u. nur mit dem Elko 1000uF. Das ist Leerlauf. Kein Ladestrom möglich. Jetzt wieder Spannung an Z15 messen u. Spannung am selbigen Elko 1000uF.
Beide Spannungen müssen wieder gleich sein, etwa 15V. Und die Frequenz ganz niedrig.
Wenn das so ist, ist die Schaltung ok. Mit der Induktivität hat es erstmal nichts zu tun---
3.Mache jetzt die Spannung an Z15 also T7 kleiner. Vielleicht durch überbrücken der Z15 mit einem Widerstand (1k, 3.3k o.ä.) An Z15 ist jetzt eine kleinere Spannung. Die Uaus muß
dieser Uein jetzt folgen z.B. auf 8V, wenn von Dir so eingestellt durch das überbrücken. Aber beide müssen fast gleich sein.
Wenn das als Messung so herauskommt hast Du gewonnen u. die Schaltung ist ok. Dann kannst Du den Akku wieder anschließen. Und später die Induktivität auf 20Wdg bringen.
Das wäre der vierfache Wert von L. Und ist gut u. soll so sein.
Uein kann man noch vergrößern durch eine Diode in Serie mit Z15 auf 15.7V. Das nur wenn womöglich die Leitungen zum Akku zu lang oder schlecht angeschlossen sind (Übergangswiderstand).
Dann ist eine größere Uein als 15V angebracht.
mfG Peter Sombrero