Ladeelektronik

[andreas]

Hallo Jürgen,

ich weiß, daß der Fet ganz und gar nicht optimal ist, noch dazu ist es ein uraltes Teil. Aber ich wollte es mal testen und dafür reichte er aus. Und in die Schaltung paßt nun mal ein P-Fet wunderbar rein...

transverter.JPG (29.08 KiB) 10100-mal betrachtet

Das ist die Grundschaltung, heute mal ein wenig im Wind laufen lassen, aber nur an 6V (1k und k33 zusätzlich zu R2in Reihe). Es hat den Ladestrom deutlich hoch gebracht, insofern paßt es. Ich hatte noch einiges mehr drin, war aber entbehrlich. So z.B eine Gatespannungsbegrenzung auf 20 V, aber durch die Auslegung von R3 und R4 erledigt sich das von allein, mehr als 40 V sind ohnehin nicht drin.

Heute habe ich noch eine eingangsspannungsabhängige Strombremse mit reingebaut, aber dazu mehr, wenn sie so spielt, wie angedacht.

MfG Andreas

[jb79]

550µH, sag mal wie bist du auf so einen großen Wert gekommen? Normalerweise haben Schaltregler Speicherdrosseln im Bereich von 10-100µH, oder hat dein Wandler so ne niedrige Frequenz?

[andreas]

Hallo Jürgen,

der Wert ergab sich so, einfach den 28-mm-Ferritring einlagig mit 1,0 gewickelt und fertig. Ein paar Henrys mehr schaden nicht...

Anbei noch ein kleines Bild vom Testaufbau:

transverter-lp.jpg (9.81 KiB) 10075-mal betrachtet

MfG. Andreas

[jb79]

Prinzipiell hast du recht, aber je mehr Induktivität, desto mehr Windungen, desto höher ist der Widerstand der Spule. Auch dieser wirkt sich maßgeblich auf den Wirkungsgrad aus, nebenbei bedeutet eine größere Induktivität ein trägeres Ansprechen auf Lastschwankungen.

[andreas]

Hallo Jürgen,

das stimmt natürlich. Aber im Testbetrieb ist das noch nicht wirklich wichtig, solche Feinheiten kann man später abklären.

Ich habe den Transverter heute mal laufen lassen. Mit einer kleinen Ergänzung, welche den Schaltstrom ab einer bestimmten, einstellbaren Generatorspannung drastisch erhöht. Das hat sehr gut funktioniert, sogar fast zu gut - eine meiner Triggerschaltungen (die für das Zuschalten weiterer Akkus bei hoher Spannung zuständig ist) hat es dabei zerlegt. Nach Reparatur derselben mußte ich feststellen, daß ich dort geschlampt habe. Das ist die einzige Triggerstufe, welche auch eine Anzeige per Led hat und offenbar hat das Ankoppeln der Led direkt am Trigger eine schnelle Umschaltung des Triggers verhindert. Ich werde die Led nun an den Emittern der Gegentakttreibern anbinden, dort sollte es keine Rückwirkungen auf den Trigger geben. In der bisherigen Schaltung konnte ich ein schleichendes Umschalten (vielleicht sogar Schwingen, aber nicht mehr mit dem Oscar untersucht) feststellen, was ja nun gar nicht erwünscht ist. Ich habe beide Treibertransistoren ausgetauscht und nun rennt es wieder.

Ansonsten ist die Spitzenleistung und Energie durch den Transverter heftig hoch gegangen. Daran kann ich sehen, daß die bislang vermutete Fehlanpassung eine Tatsache ist. Nach Rücksprache mit einem Bekannten werde ich die (bisher recht primitive) Strombeeinflussung deutlich flacher auslegen, so daß sich mit ansteigender Eingangsspannung auch ein proportional ansteigender Schaltstrom ergibt. Das ist noch keine Leistungsmaximierung, sondern nur ein vorsichtiger analoger Versuch, dort mehr rauszuholen.

MfG. Andreas

[andreas]

Hallo Jürgen,

Du hast doch mal nach meiner aktiven Z-Diode als harte Spannungsbegrenzung gefragt. Die alte hat nun auch der Transverter zerlegt, daher habe ich mal eine neue gebaut. Eine klassisch berechnete Mehrtransistorstufe bringt es nicht, dort wird die Belastung für einzelne Teile schnell zu hoch oder ich habe es falsch berechnet und allein die Verlustleistungen vergessen.

Also habe ich mal meinen Vorrat an Darlingtons geplündert und etwas ganz simples gebaut, es funktioniert sehr gut:

z-diode.GIF (4.87 KiB) 9924-mal betrachtet

Diese Auslegung ist schon grenzwertig, der TL431 verträgt nur 36 V, kurz vor dem Einsatz der Schaltung liegen sogar um 38 V an ihm an. Wichtig ist aber vor allem, daß man seine Verlustleistung nicht überschreitet, bei dieser hohen Spannung ist die schon mit nur 20 mA überschritten. Also mußte der Darlington ran, der mit einer garantierten Verstärkung von über 1000 auch mit 10 mA an der Basis hinten 10 A ziehen kann. Praktisch läuft das sehr gut, mal eine halbe Stunde mit 1 A laufen lassen.

Für die Dimensionierung der Spannung (aus dem Datenblatt):

U=(1+R1/R2)*2,5V

R3 bleibt immer gleich, wird nicht verändert.

Die Leistungsgrenze obiger Schaltung liegen übrigens bei 100 W durch den TIP147, mehr als 2,5 A kann er hier auch bei optimaler Kühlung nicht vernichten. Bei geringeren Spannungen kann man sicher mehr Strom abbremsen, entscheidend ist die Gesamtleistung, welche 100 W nicht überschreiten darf. Bei 12 V wären dann schon mal 8 A drin.

MfG. Andreas

[jb79]

Schaut ganz gut aus, mit nem Poti kann man die Schaltung auch noch einstellbar machen.

[andreas]

Hallo Jürgen,

gestern mußte die Z-Diode richtig arbeiten. Laut Wetterstation im Nachbarort hatten wir bis 12 m/s (hier kommt immer etwas weniger an) und da ist die Spannung samt Drehzahl doch reichlich hoch gegangen, bis ich dann den Transverter soweit hingedreht hatte, daß er bei hohen Spannungen auch mal den Schaltstrom anhebt. Und solange mußte die Leistung verheizt werden, was auch prima geklappt hat.

Aktuell erfasse ich die Werte vor dem Transverter nicht (habe nur ein paar Instrumente zum Zuschauen drin), nur die Ladewerte dahinter.

MfG. Andreas

[jb79]

Hast du irgendwo Aufzeichnungen, die deine Meßwerte grafisch zeigen?

[andreas]

Hallo Jürgen,

grafisch habe ich da nichts gemacht, nur viele Zahlen erfaßt. Mit etwas Aufbereitung könnte man sich sicher ein paar nette Kurven von Excel zeichnen lassen. Welche Werte oder Kurven interessieren Dich?

MfG. Andreas