Hallo zusammen, ich hätte da mal eine Frage: Es geht darum eine Schaltung, die mit 3,1V versorgt wird, autark zu betreiben. Dazu verwende ich eine Dynamotaschenlampe als Generator. Wird diese gedrückt (also der Generator in Schwung gebracht), so soll der Programmzyklus einmal abgefahren werden. Das dauert einige 100ms und danach kann die gesamte Schaltung wieder stromlos sein. Nun ist die Frage, wie speichere ich die erzeugte Energie am effektivsten und wie wandle ich sie anschließend effektiv auf die entsprechende Spannung um? Ich habe bereits 2 Varianten versucht: Einmal mit einfachen Brückengleichrichter und Bat47 Dioden. Das Problem hierbei ist, dass es zwar eigentlich wunderbar funktionieren würde, und bei kräftigem Drücken auch gerade noch die erforderliche Energie gespeichert werden kann, jedoch nur, wenn die Kondensatoren (30000-35000µ) bereits auf rund etwa 1,5-2,5V vorgeladen sind. Dann habe ich eine Spannung von knapp über 3V und kann sie direkt an die Schaltung weitergeben. Da Problem hierbei ist, dass einerseits die Spannung abfällt und sich die Spannungsversorgung nicht mehr im zulässigen Rahmen befindet (funktioniert meist trotzdem, aber kann nicht garantiert werden), andererseits sind die Kondensatoren meist komplett entladen, da das Gerät zum Teil lange nicht benutzt wird. Bei Variante B habe ich eine Spannungsverdopplerschaltung verwendet. Hier ergibt sich bei gleichem festen Drücken eine um rund die Hälfte höhere Energieausbeute (also Energie die im Kondensator gespeichert ist) aber ebenso besteht das Problem dass die Kondensatoren vorgeladen sein müssen. Nun Suche ich eine Lösung wie ich die Energie am effektivsten speichern und anschließend die Spannung auf 3,1V bringen kann. Versuche mit Buck-Boost-Konverter direkt zu speisen etc. haben eigentlich meistens den Großteil der Energie direkt in Wärme umgesetzt. Achja bevor ich es vergesse, der Generator hat 20R Innenwiderstand und die Kondensatoren haben eine Gesamtkapazität von rund 35000µ. Was ich mir bereits überlegt habe, jedoch noch keine sinnvolle Lösung gefunden habe: Beim auslaufen des Generators wird ja weiterhin Spannung erzeigt, die jedoch kleiner ist als die im Kondensator bereits gespeicherte und somit über Dioden nicht mehr in den Kondensator geladen werden kann. Habt ihr eine Idee wie ich diese noch sinnvoll „einfangen“ kann? Daher auch meine versuche mit Buck-Boost… Würde mich über jeden Tipp und Hinweis sehr freuen und möchte mich bereits im Voraus bei euch bedanken!! Solltet ihr noch weitere Informationen benötigen, einfach kurz Bescheid geben. LG, Thomas
@ Thomas Bu (tommygun) >Programmzyklus einmal abgefahren werden. Das dauert einige 100ms und >danach kann die gesamte Schaltung wieder stromlos sein. Einfach. >Nun ist die Frage, wie speichere ich die erzeugte Energie am >effektivsten und wie wandle ich sie anschließend effektiv auf die >entsprechende Spannung um? Brückengleichrichter und ein kleiner Elko. >bei kräftigem Drücken auch gerade noch die erforderliche Energie >gespeichert werden kann, jedoch nur, wenn die Kondensatoren >(30000-35000µ) bereits auf rund etwa 1,5-2,5V vorgeladen sind. Dann habe >ich eine Spannung von knapp über 3V und kann sie direkt an die Schaltung >weitergeben. Ist der Generator sooo schwach? Wieviel Strom und Spannung braucht deine Schaltung? >Nun Suche ich eine Lösung wie ich die Energie am effektivsten speichern >und anschließend die Spannung auf 3,1V bringen kann. Zaubern kann keine Schaltung, auch keine Energie aus dem nichts erzeugen. Vielleicht musst du einfach den EnergieVERBRAUCH verringern. > Versuche mit >Buck-Boost-Konverter direkt zu speisen etc. haben eigentlich meistens >den Großteil der Energie direkt in Wärme umgesetzt. ;-) >Achja bevor ich es vergesse, der Generator hat 20R Innenwiderstand und >die Kondensatoren haben eine Gesamtkapazität von rund 35000µ. Das passt nicht zusammen. Wozu so große Kondensatoren? Die müssen duch nur KURZ die Spannung puffern, nämlich in den Ladepausen der Sinuswelle. >gespeicherte und somit über Dioden nicht mehr n den Kondensator geladen >werden kann. Habt ihr eine Idee wie ich diese noch sinnvoll „einfangen“ >kann? Daher auch meine versuche mit Buck-Boost… Mögicherweise könnte man in der Richtung was machen. Das ist aber erst sinnvoll zu bewerten, wenn man das Gesamtsystem kennt.
Thomas Bu schrieb: > Einmal mit einfachen Brückengleichrichter und Bat47 Dioden. Warum einen Brückengleichrichter UND Dioden? Zeichen mal eine Schaltplan. Wie wäre es mit Schottky Dioden und evt. nur Einwegegleichrichtung, da hast du statt 1,4V nur noch 0,4V Spannungsabfall an dem Gleichrichter. Versuch macht kluch :-)
@Udo Schmitt (urschmitt) >> Einmal mit einfachen Brückengleichrichter und Bat47 Dioden. >Warum einen Brückengleichrichter UND Dioden? Er meint einen Brückengleichrichter, der aus Schottkydioden aufgebaut ist. >Wie wäre es mit Schottky Dioden und evt. nur Einwegegleichrichtung, Zweipunktgleichrichtung ist noch besser, doppelte Spannung.
Hallo zusammen! Erstmal danke dass ihr so schnell geantwortet habt :) Wie Falk bereits geschrieben hat, habe ich den Brückengleichrichter aus den BAT47 Dioden aufgebaut. Ich habe mich wohl etwas undeutlich ausgedrückt. Nun nochmal kurz zum Strombedarf & der nötigen Spannung: Die Schaltung sollte mit min. 3V versorgt werden um im zulässigen Spannungsbereich laut Datenblättern zu arbeiten. Die Stromaufnahme kann im Mittel als rund 50mA und die Dauer mit 0,6s angenommen werden. Tatsächlich befindet sich ziemlich am Anfang eine Stromspitze mit etwas über 120mA (rund 5ms) und später dann noch der Einschaltstrom eines Mikromotors der etwa 60ms (im Laufe der 200ms dann auf rund 30mA fällt). Die Werte sind grad aus dem Kopf da ich die Unterlagen nicht hier habe, aber sollte so in etwa hinkommen. Ich hab heute mal versucht den Generator direkt an die Schaltung zu hängen. Wenn man drßückt wie nen Wahnsinniger reichts grad so. Die Spannung wird an der Schaltung selbst nicht mehr geregelt. Sie bewegt sich irgendwo im Bereich zwischen 2,5 und 3V...und nach Ablauf des Zyklus, also mit dem Wegfall der Belastung lädt es den Kondensator noch auf locker 4V. Warum ich so grosse C verwendet habe? Nunja, weil ich euch eigentlich unabsichtlich was verschwiegen habe ;) Die Mechanik des Ganzen ist so gebaut, dass erst der Generator fest gedrückt wird (also Betätigung des Rotationsmechanismus der Dynamotaschenlampe) und erst wenn dier Betätigungshebel ganz am Anschlag ist, sollte die Schaltung mit Spannung beaufschlagt werden. Deshalb wollte ich möglichst viel Energie zwischenspeichern und dann mit einem entsprechenden Wandler aus den Kondensatoren etwas zeitversetzt entnehmen. Wenn der Programmablauf(Versorgung der Platine) gleich mit dem Drücken des Generators beginnt, könnte ich noch damit leben...nur wie garantiere ich der Schaltung 3V? Wird wohl auf eine reine Begrenzung gegen Überspannung hinauslaufen.. Der andere Punkt ist, wenn zu schwach gedrückt wird. Dies muss natürlich abgefangen werden. Es würden sich 2 Möglichkeiten anbieten: Variante A: Wenn die Spg zu nieder ist, fällt die Schaltung einfach irgendwann aus und Thema erledigt. Nicht so ganz ideal.. Variante B: Es wird auch eine kleine Batterie mit eingebaut (damit könnte ich auch noch leben), die einspringt wenn durch den Generator zu wenig Energie erbracht wird. Somit ist der Programmablauf sichergestellt. Nur auch hier die Frage: Wie kombiniert man sowas am sinnvollsten? Messen der Spannung am Kondensator, und wenn Sie zu klein wird, Batterie über ein Transistor aufschalten? Oder immer aus einem kleinen Akku speisen und mit der gewonnen Energie den Akku nachladen? Kann mir jedoch nicht vorstellen dass das vernünftig zu betreiben ist... Ich hoffe ich habe euch das Problem halbwegs verständlich erklären können...ansonsten einfach fragen :) Freue mich über Antworten und bin für jeden Tip dankbar! Wünsche euch noch einen schönen Abend! LG Thomas
Eventuell lautet hier das Stichwort "synchronous electric charge extraction". Das Verfahren schaufelt quasi Ladung von der Quelle auf eine Speicherkapazität. Damit kann man einen Kondensator auch auf höhere Spannungen laden, als der Generator liefern würde und danach effizient mit einem Buck-Konverter auf die gewünschte Spannung transformieren. Es gibt glaube ich auch ICs dafür, z.B. von Linear Technology (Nummer ist mir leider entfallen).
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