Link zu einer analogen MPPT Schaltung

[jb79]

Schaut gut aus, hier wird also über den Akkustrom geregelt. denke mal der Regler versucht mittels des DC/DC Wandlers so zu arbeiten daß der maximale Ladestrom rausschaut, stimmts?

btw: Welches Programm hast du für das Zeichnen der Schaltung verwendet?

[andreas]

Hallo Jürgen,

der maximale Ladestrom ist das Ziel der Schaltung, so sehe ich das auch. Die Akkuspannung ist ja als nahezu fest zu betrachten, von daher macht eine Regelung auf das Strommaximum am Akku auch eine Leistungsmaximierung. Diese Schaltungen zeichne ich mit sPlan.

MfG. Andreas

[jb79]

Nimmt deine Schaltung auch eine Begrenzung der maximalen Ladespannung vor? Bleiakkus haben es nicht sehr gern wenn man da mit einer viel zu hohen Spannung (und dementsprechenden Strom) reinlädt.

[andreas]

Hallo Jürgen,

die Spannungsbegrenzung macht die ursprüngliche Wandler-Beschaltung. Ich habe die neue Schaltung nur dazugeklemmt und muß noch testen, inwieweit beide Regelungen abgestimmt werden müssen.

MfG. Andreas

[jb79]

Ok, bin schon gespannt auf deine Ergebnisse.

[andreas]

Hallo Jürgen,

die Ergebnisse hängen vom Wetter ab. Wie immer hat man was neues fertig und dann gibts Flaute... Zum Abend hin immerhin 2-3 m/s, da passiert noch nicht viel. Und eigentlich ist das hier mit unter 100 Touren noch etwas unterhalb des normalen Arbeitsbereiches. Aber auch da sollte die Schaltung schon regeln, obschon sie noch nicht ihre Betriebsspannung erreicht hat. Immerhin sehe ich, daß man hier vier Ni-Zellen lädt. Vor dem Wandler 7,5 bis 10 V, dahinter 5,9 bis 6,0. Ladeleistung 0 bis ein gutes halbes Watt... nur Rauschen, mehr nicht.

MfG. Andreas

[andreas]

Hallo Jürgen,

eine kleine Aktualisierung der Schaltung neueren Datums: http://www.edn.com/article/CA6619019.html. Dort auch mit einer sehr detaillierten Funktionserklärung. Offenbar ist der Autor fleißig, man findet einige gute Beiträge von ihm.

MfG. Andreas

[jb79]

Das scheint ja genau das zu sein, was ich mit meinem PIC auch machen wollte: dem DC/DC Wandler eine Spannung vorgeben.
Der LTM4607 hat zwar eine leicht andere Einstellung der Ausgangsspannung als der LTC3780, mit kleinen Abwandlungen der Werte sollte das dann aber mit der vor mir liegenden Experimentierplatine auch funktionieren.
Wer Schwierigkeiten hat, mit SMD Bauteilen zu arbeiten (die LGA-Bauform kann man mit herkömlichen Lötkolben ohnehin nicht löten), der kann sich ja das Evaluation Kit besorgen und die von dir verlinkte Schaltung statt dem dort verbauten Spannungsteiler anhängen.

[andreas]

Hallo Jürgen,

ich habe die Schaltung mit der Stromregelung an den Abwärtswandler geklemmt; dessen eigentliche Spannungsregelung ist abgeklemmt. Sie funktioniert leidlich gut und zeigt das gewünschte Verhalten. Mit zunehmender Drehzahl und Generatorspannung steigt der Ladestrom überproportional an, zuerst gering, dann immer stärker. Damit kann das Windrad immer in einem günstigen Drehzahlbereich laufen, wo eine gute Leistung zu holen ist. Leerlaufzeiten gibt es damit fast gar nicht mehr, es lädt eigentlich immer.

Was mir noch nicht gefällt: Die Taktung ist zu langsam, die paar Hertz lassen meine Generatorspannung und den Ladestrom sichtbar wackeln, sowohl auf den Instrumenten als auch in der Datenerfassung. Und die Schaltung sollte eine Spannungsgrenze bekommen, ab welcher die Eingangsspannung maximal belastet wird, damit die Drehzahl nicht zu weit hoch geht. Da wird wohl eine Z-Diode mit Transistor reichen, welcher den Steuereingang des Wandlers dann nach Null ziehen kann.

Die jeweilige Akkuspannung begrenze ich ohnehin mit Parallelreglern, darauf muß der Wandler also keine Rücksicht nehmen.

Nur mein Wandler ist noch nicht für den Dauereinsatz tauglich, seine Laststrecke ist zu dünn. Da ich inzwischen weiß, was ich bei gutem Wind an Leistungen zu erwarten habe, werde ich dort kräftig nachbessern.

MfG. Andreas

[andreas]

Hallo Jürgen,

mein Wandler ist umgebaut und kann nun einige A bewältigen. Im Trockentest am Netzteil zeigt er zumindest keine Schwächen.

Die Stromregelung funktioniert innerhalb gewisser Grenzen tadellos, leider ist sie selbst mit dem Oscar kaum zu vermessen. Dort fliegen ständig Schaltimpulse durch, die gegen die eigentlichen Regelspannungen sehr groß sind. Intern wird das dann soweit kompensiert, daß am linken OP-Ausgang wieder eine Steuerspannung für den Wandler entsteht, welche über den Regelbereich der Schaltung recht gut die Triggerspannung von 1,25 V (ist für den Ltc1149 und den Mc34063 gleich) einhält. Letztere ließ sich gut anpassen, wenn man hinter dem Poti noch einen Widerstand von 10 kOhm gegen Masse einsetzt.

Der Regelbereich selbst ist mir noch zu klein, vermutlich ist die interne Verstärkung der Stromregelung um einiges zu hoch. Das sollte sich aber noch verbessern lassen.

Ansonsten ist die Schaltung etwas trickreich, speziell in der Stromerfassung. Der OP1 ist ein Analogwertspeicher, der in den Taktpausen (gezeichnete Schalterstellung der Analogschalter) lediglich den vorher gespeicherten Analogwert per C4 hält, weil sein Eingang dort vom Stromfühler abgetrennt ist. Während des Taktes wird er per C3 mit dem neuen Stromwert versorgt und steuert demzufolge seinen Ausgang nach, was eine Steuerspannungsänderung am Wandler bewirkt. Soweit die reine Logik, wäre vermutlich mit einem ungetakteten Wandler auch genau so prima meßbar...

MfG. Andreas