Hallo, ich habe hier einen Flyback Converter mit zwei Primärwicklungen und einer Sekundärwicklung mit Anzapfungen aufgebaut. Für beide Primärwicklungen habe ich jeweils zwei Mosfets verwendet um den Snubber zu sparen. (Das funktioniert ausgezeichnet!) http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1273232 An der ersten Primärwicklung hängen drei Solarmodule in Serie mit einer Gesamtleistung von 180 Watt. (Umax 70 Volt) Die zweite Primärwicklung hängt an einem Pufferakku 12V 7AH. Mit diesem Wandler und dem Pufferakku soll nur die Elektronik dauerhaft versorgt und der Pufferakku geladen werden. Beide Primärpfade habe ich getestet, es läuft einwandfrei. Der PID Wandler regelt die Spannungen stabil. Für bessere Cross Regulierung mussten ein paar Z-Dioden die Leakage Energie sinnvoll verteilen... Nun gibt es mehrere Betriebsarten: 1. Volle Sonne - Pufferakku leer - nur die Solarwicklung wirkt als Primärwicklung - Die Batteriewicklung wird zur Sekundärwicklung (Diese hat ca. 11V) - Die 11 Volt werden mit dem Boostwandler zu 13.8V mit einer Strombegrenzung von 2A und laden den Pufferakku. 2. Keine Sonne - reicht gerade zum Pufferakku laden - nur die Solarwicklung wirkt als Primärwicklung - Die Batteriewicklung wird zur Sekundärwicklung (Diese hat ca. 11V) - Suche MPP durch Variation des Ladestroms 3. Keine Sonne - Düster reicht nicht zum Laden des Pufferakku - die Solarwicklung und die Batteriewicklung wirken als Primärwicklung und halten die Elektronik am laufen. 4. Dunkel, Null Ertrag - nur die Batteriewicklung wirkt als Primärwicklung und hält die Elektronik am laufen Meine Frage bezieht sich auf die Betriebsart 3: Sollte der Kern gleichzeitig von von beiden Primärwicklungen aufgeladen werden oder sollte man das nacheinander tun? Vielen Dank im Voraus Jens Riebold
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Fall 3 wird interessant. Vermutlich erreichst du einen etwas höheren Wirkungsgrad, wenn du zuerst das Restchen Solarstrom in den Trafo hineinbekommst und danach mit Batterie "auffüllst". Um den Job, das Timing hinzubekommen, würd ich einen großen Bogen machen ;) Mir fällt auf, daß in dieser Schaltung die Solarzelle in Fall 3 und 4 auch Saft abbekommt. Oder täusche ich mich?
Hallo Helge, mir ist bei meinem Prototyp aufgefallen, daß bereits 5V auf der Solarseite ausreichen um die Eletronik zu versorgen, d.h. der Pufferakku wird bereits ab 6V geladen... Ziel des ganzen war es die Verluste zu minimieren, erst Laden und dann Verbrauchen reduziert den Wirklungsgrad auf den Wirkungsgrad des Akkus. Auch für die Inverter habe ich diesen Ansatz gewählt, hier mit zwei Wandlern: Solar -> 325V und Batterie (3x12V, 36AH) -> 325V. Damit werden die Solarpumpen für die thermische Solaranlage versorgt. Das die Solarzellen nach dem Schaltplan ebenfalls Spannung abbekommen ist klar. Hier entstehen etwa 60V wenn die Zielspannung erreicht ist. Ich habe in meinem Testaufbau die Clamp Dioden auf der Solarseite nicht bestückt und klemme nur auf der Akkuseite. Eventuell muss ich mir hier noch etwas überlegen, denn ich habe erst bis 30V getestet. Aber eine Klemmschaltung für 70V sollte auch kein Problem sein. Schöne Grüße Jens
Äußerst interessant. Bei einer 70V Solarsäule könnte selbst Sternenlicht für die 5V ausreichen. Allerdings dürfte sich der Ladestrom im mA-Bereich bewegen. Besteht die versorgte Elektronik aus mehr als dem MPPT - Regler? Sonst macht es ja keinen Sinn, daß permanent versorgt wird. Allerdings habe ich die Befürchtung, daß der step up Wandler mit 'gefühlt' 95% Wirkungsgrad vielleicht den Gewinn an Energie auffressen könnte. Einer Shottky an dieser Stelle traue ich einen Spannungsabfall von 0.5-0,6V zu. Die zweite interessante Stelle wird die in die Solarzellen zurückfließende Energie. Zum einen könnte dann vielleicht bereits nennenswert Strom fließen, zum anderen wird die Regelung für Fall 3 durch die Kapazität der Solarzellen eher.. sportlich.. ;) Was mich verwundert, ist die Teilung in verschiedene Akkusysteme. Wenn schon ein kräftiges 36V - System existiert, macht auf den ersten Blick der zusätzliche 12V Akku wenig Sinn.
Helge A. schrieb: > Äußerst interessant. Bei einer 70V Solarsäule könnte selbst Sternenlicht > für die 5V ausreichen. Allerdings dürfte sich der Ladestrom im > mA-Bereich bewegen. Zumindest kann ich bei total bedecktem Himmel noch den kleinen Pufferakku laden. > Besteht die versorgte Elektronik aus mehr als dem MPPT - Regler? Sonst > macht es ja keinen Sinn, daß permanent versorgt wird. > Die Anlage versorgt die Pumpe der thermischen Solaranlage, hierzu wird dienen die 36V Akkus und ein Inverter. > Allerdings habe ich die Befürchtung, daß der step up Wandler mit > 'gefühlt' 95% Wirkungsgrad vielleicht den Gewinn an Energie auffressen > könnte. Einer Shottky an dieser Stelle traue ich einen Spannungsabfall > von 0.5-0,6V zu. Korrekt, das ist eine schlechte Lösung, hier führe ich die Clamp Diode auf einen Kondensator der per Zehnerdiode auf 70V geklemmt wird. Dann fliesst keine Energie zurück. > Die zweite interessante Stelle wird die in die Solarzellen > zurückfließende Energie. Zum einen könnte dann vielleicht bereits > nennenswert Strom fließen, zum anderen wird die Regelung für Fall 3 > durch die Kapazität der Solarzellen eher.. sportlich.. ;) > > Was mich verwundert, ist die Teilung in verschiedene Akkusysteme. Wenn > schon ein kräftiges 36V - System existiert, macht auf den ersten Blick > der zusätzliche 12V Akku wenig Sinn. Der 12V Akku vereinfacht die Anlage ungemein, denn damit steht sofort sofort Energie für die Elektronik zur Verfügung, desweiteren hängen an diesem Akku noch die Rauchmelder des Hauses und ein paar LED Notlampen für den Fall eines Stromausfalls.
> 1. Volle Sonne - Pufferakku leer > 2. Keine Sonne - reicht gerade zum Pufferakku laden > 3. Keine Sonne - Düster reicht nicht zum Laden des Pufferakku Hmm, diese 3 kümmern sich offenbar gar nicht um die Elektronik am Ausgang, vor allem erhalten sie nicht die Regelung der 6V. > 4. Dunkel, Null Ertrag - nur die Batteriewicklung wirkt als Primärwicklung und hält die Elektronik am laufen Na immerhin ein Moment wo es um die Versorgung der Elektronik geht. Da du intelligenterweise alle deine Bauteile mot ? als NUmmern beschriftest hats, kann ich nur sagen: Da der C? geregelt wird, aber der C? als Versorgung des step up belastet wird, hast du ein Problem mit 2 Regelungen. Der step up muss Cß so belasten und entladen, daß der C? trotz möglichst hohem Energietransfer nicht über 6V kommt. Wenn du beide Primärspulen an eine SPannung legst um den Kern zu laden, beginnt in beiden Spulen der Strom zu fliessen und ja, der Kern wird aufgeladen. Die Spannungen steigen an beiden Spulen (und allen Ausgangsspulen in gegengepolter Richtung) im Windungsverhältnis bis du der Meinung bist, daß der maximale Strom erreicht ist (kurz vor Kernsättigung, beide Ströme sind zu addieren), auf jeden Fall muss die Spannung bei beiden Primärspulen kleiner als die jeweilige Eingangsspannung sein. Schaltet man dann ab, etabliert sich an allen Wcklungen die umgepolte Spannung im Windungsverhältnis, begrenzt durch den Elko, der bisher am wenigsten hoch aufgeladen wurde. Da Elko C? geladen und geregelt werden soll, C? also im Windungsverhältnis nicht tiefer entladen sein darf, darf der step up nicht mehr Strom zum Akkuladen entnehmen. Andersherum muss er so viel entnehmen, daß der notwendige prozentuel nicht genutzte Anteil der Energie pro Puls nicht im heregelten AUsgang lande, sondern in ihm. Es kommt also auf wenige Millivolt an. Meiner Meinung nach ein unbeherrschbares Regelproblem, aber vielleicht fällt Fralla dazu was ein.
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Hallo, erstmal vielen Dank für die konstruktive Kritik an meiner Idee, ich habe viel Zeit und Energie hineingesteckt und musste feststellen, daß es aussichtslos ist hier eine Regelung zuverlässig zu implementieren. Gleichzeitig mit beiden Primärwicklungen den Kern zu laden funktioniert nicht, weil man beim Abschalten der ersten Wicklung durch die Gegeninduktion die Energie der zweiten vernichtet. Nacheinander beide Primärspulen zu laden funktioniert teilweise, doch hat man nie einen linearen Stromverlauf. Hier sieht man Dinge auf dem Oszi, da ist ein Horrorfilm ein Kindergeburtstag. Plan B: Zwei Flybacktransformatoren: Mit einer Schaltung wie im Anhang ohne die Clamp Dioden ist es möglich mit einem Wicklungsverhältnis 6:1 eine höhere Spannung auf der Sekundärseite zu erzeugen als auf der Primärseite. Ich war erstaunt, als ich von 5V bis 60V die Sollspannung auf der Sekundärseite erreicht habe. Bei 5V primär konnte ich zwar nur wenige mA belasten, aber ab 15V waren schon 200mA möglich. Last 75 Ohm. Beim Testen mit geringerer Last (180 Ohm bis 1K Ohm) ist eine Regelung nicht mehr möglich: Es setzt schlagartig ein Klingeln ein und damit reduziert sich die Sekundärspannung. Statt einer linearen Kennlinie hat man dann Betriebsbereiche mit negativer Steigung: Mehr Energie -> weniger Spannung... Da freut sich der PID Regler. Es entsteht ein Chaosgenerator! Mit den Clamp Dioden ist der Flyback super regelbar, doch man erreicht man nur einen beschränten Arbeitsbereich. (30-60V)
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Wenn du experimentierfreudig bist, könntest du die Sekundärseite ähnlich aufbauen, wie ich es in manchen Netzteilen mit Flybackwandlern gesehen habe. Ich hätte vermutet, daß ein Arbeitsbereich von 3:1, also z.B. 20-60V, realistisch ist. Irgendwann wird das Puls-Pausen-Verhältnis ungünstig. Beispiel PC-Netzteil.. http://elektrotanya.com/sunny_atx-230_pc_power_supply_sch.pdf/download.html
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