Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 25A Strombegrenzung bei 43,3V


von Michael W. (mwulz)


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Hallo Leute,

ich hab mir die Rubrik Strombegrenzung durchgelesen, klingt nicht so 
schwer das ganze zu realisieren.

Nur wie mach ich das wenn ich einen Strom auf 25A begrenzen will.

Ich lade damit LiFePo4 (Ladespannung 43,3V)
Das Netzteil bringt mir 27A - ich möchte das NT aber nicht im 
Grenzbereich fahren, daher die Strombegrenzung.

Wäre folgende Lösung machbar?
Ich habe einen Arudino, damit steuere ich eine PWM und damit einen 
Leistungs-Mosfet (der sollte die 25A locker schaffen).

Über einen Allegro Spannungs-Messchip (Elektronischer Shunt welcher mir 
0-5V ausgibt) wird der Strom gemessen und dementsprechend die PWM 
angesteuert.

Was meint Ihr? ist eine PWM dazu brauchbar?
Dadurch der Akku ja immer voller wird und der Strom dann irgendwann mal 
kleiner wird, wird die PWM langsam gegen 100% gehen. Sprich am Ende des 
Ladevorganges hat die PWM 100% (also voll Eingeschalten) erreicht.

lg
michael

: Verschoben durch Admin
von MaWin (Gast)


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Bei deratigen Strömen baut man keinen Linearregler, wenn der Akku leer 
wäre müsste der 325 Watt in Wärme verheizen wozu man mindestens 13 TO220 
MOSFETs benötigt.
Man baut besser einen Schaltregler, bei dem der MOSFET ausgeschaltet 
wird wenn der durch eine Spule langsam steigende Strom 25.1A ereicht und 
durch die Freilaufdiode langsam abklingt, und wieder eingeschaltet wird 
wenn der Strom unter 24.8A sinkt.
Wenn deine Spannungsquelle keine so wechselnde Stromnelastung verträgt, 
musst du am Eingang die PWM Schaltfrewuenz wegfiltern.
Besorge dir also eine Spule die 25A aushält. So 100uH, kleiner bedeutet 
schnelleres Schalten.

von hinz (Gast)


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Michael Wulz schrieb:
> Das Netzteil

Welches denn?

von Matthias K. (kannichauch)


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Wie wird denn im Netzteil die maximale Ladespannung geregelt?
Ist das Netzteil überhaupt schon vorhanden?
Eine doppelte Regelung, einmal der Spannung und einmal des Stromes kann 
ich mit 2 Leistungsschaltungen nicht empfehlen.
Die gesamte Baugröße(etwa doppelte?) wäre schon enorm.
Deswegen ist meine Empfehlung ein korrektes Ladegerät, bei welchem die 
Spannung so heruntergeregelt wird, das weder der gewünschte Strom 
überschritten wird, noch die gewünschte Endspannung.
Meines Wissens geht sowas heutzutage mit einem geregeltem 
Schaltnetzteil.

von Michael W. (mwulz)


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hinz schrieb:
> Michael Wulz schrieb:
>> Das Netzteil
>
> Welches denn?

Ein Netzteil aus einem Cisco 6500 Switch mit 1800 Watt.
Dieses gibt mir 42 V aus - durch ein Poti lässt sich die Spannung +/- 
ein paar Volt adjustieren. Diese hab ich jetzt auf die 
Ladeschlusspannung von 43,3V eingestellt.

von Michael W. (mwulz)


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Matthias K. schrieb:
> Wie wird denn im Netzteil die maximale Ladespannung geregelt?
> Ist das Netzteil überhaupt schon vorhanden?
> Eine doppelte Regelung, einmal der Spannung und einmal des Stromes kann
> ich mit 2 Leistungsschaltungen nicht empfehlen.
> Die gesamte Baugröße(etwa doppelte?) wäre schon enorm.
> Deswegen ist meine Empfehlung ein korrektes Ladegerät, bei welchem die
> Spannung so heruntergeregelt wird, das weder der gewünschte Strom
> überschritten wird, noch die gewünschte Endspannung.
> Meines Wissens geht sowas heutzutage mit einem geregeltem
> Schaltnetzteil.

Ich brauche keine Spannungsstabilisierung - sondern eine Strombegrenzung 
- steht im ersten Posting.
Die Spannungsstabilisierung macht bereits das Netzteil.

Ich kann und möchte nur nicht das Ladegerät von Anfang an mit volle 27A 
belasten, diese fließen nämlich wenn ich das Netzteil an meine leeren 
LiFePo4 hänge. Das NT kann zwar die 27A liefern, aber das NT immer im 
Grenzbereich zu betreiben ist nicht sinnvoll.

Daher meine Idee mit der PWM. Sprich ich fange bei 10% an und steigere 
langsam mit der Zeit den Strom (das PWM Verhältnis). Ich messe parallell 
den Strom über den Allegro-Chip und passe dann das PWM Verhältnis an.

lg

von Marius S. (lupin) Benutzerseite


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Die PWM kannst du vergessen, es fließen im Einschaltmoment trotzdem die 
27 Amp, eher noch viel mehr, da das Netzteil Kondensatoren am Ausgang 
haben wird, welche sich in den Akku entladen. Im Mittel kannst du 
natürlich deine 25A einstellen.

Lokalisiere doch die Strombegrenzung im Netzteil und mach diese 
einstellbar.

von Marius S. (lupin) Benutzerseite


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Die Strombegrenzung wird aber höchstwahrscheinlich primärseitig (also 
Vorsicht) und sehr ungenau sein.

von Michael W. (mwulz)


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Marius S. schrieb:
> Die Strombegrenzung wird aber höchstwahrscheinlich primärseitig (also
> Vorsicht) und sehr ungenau sein.

Hallo,

habe am Netzteil mehrere Spannungen Ausgangsseitig (3,3V, 12V, -12V und 
42V) also müsste die Strombegrenzung im NT liegen.

Der Tip war gut - ich werde mal das NT zerlegen und das zu lokalisieren 
versuchen.

lg

von Michael W. (mwulz)


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Marius S. schrieb:
> Die PWM kannst du vergessen, es fließen im Einschaltmoment trotzdem die
> 27 Amp, eher noch viel mehr, da das Netzteil Kondensatoren am Ausgang
> haben wird, welche sich in den Akku entladen. Im Mittel kannst du
> natürlich deine 25A einstellen.
>
> Lokalisiere doch die Strombegrenzung im Netzteil und mach diese
> einstellbar.

Das verstehe ich jetzt nicht?
Wenn ich eine PWM habe, dann hab ich ja nur ganz kurze spitze Flanken.

Geglättet nach der PWM (mit Elkos) ist dass dann ja nur eine kleine 
Spannung.

LiFePo4 sollten ja mit CC und CV geladen werden.
Also zuerst Constant Current dann Constant Voltage.

Ich halte den Strom erstmal auf 25A bis die Spannung auf 43,3V gestiegen 
ist.
das Netzteil haltet durch die interne Spannungsstabilisierung die 43,3 
Volt - demnach passiert dann dem Akku nix.

von Harald W. (wilhelms)


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Marius S. schrieb:

> Die Strombegrenzung wird aber höchstwahrscheinlich primärseitig (also
> Vorsicht) und sehr ungenau sein.

Beim Ladestrom spielt eine Abweichung von +-10% normalerweise
keine Rolle. Viel wichtiger für Michael wäre m.E. , ob die
Spannungsstabilisierung des Netzteils die für Li-Akkuladung
nötige Genauigkeit hat.
Gruss
Harald

von Michael W. (mwulz)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Marius S. schrieb:
>
>> Die Strombegrenzung wird aber höchstwahrscheinlich primärseitig (also
>> Vorsicht) und sehr ungenau sein.
>
> Beim Ladestrom spielt eine Abweichung von +-10% normalerweise
> keine Rolle. Viel wichtiger für Michael wäre m.E. , ob die
> Spannungsstabilisierung des Netzteils die für Li-Akkuladung
> nötige Genauigkeit hat.
> Gruss
> Harald

Das Netzteil kommt aus einem Enterprise Cisco Netzwerk Swtich.
Der muss absolut 42 Volt bekommen +/- 1% Toleranz.

Wenn du deiner CPU statt 3,3V 3,5V gibst als Beispiel wird sie dir 
abrauchen.

Ich glaube, für die Akkuladung wird das reichen ;-)

lg
michael

von Udo S. (urschmitt)


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Michael Wulz schrieb:
> Ich glaube

Glauben heisst nicht wissen.
Schau bei deinen Versuchen, daß dir die Bude nicht abbrennen kann, und 
wenns qualmt gut lüften.

von Harald W. (wilhelms)


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Michael Wulz schrieb:

> Das Netzteil kommt aus einem Enterprise Cisco Netzwerk Swtich.
> Der muss absolut 42 Volt bekommen +/- 1% Toleranz.
> Ich glaube, für die Akkuladung wird das reichen ;-)

Gerade so. +-0,5% direkt an den Akkuklemmen wäre besser.

von Michael W. (mwulz)


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Udo Schmitt schrieb:
> Michael Wulz schrieb:
>> Ich glaube
>
> Glauben heisst nicht wissen.

Aber ein Glaube kann Berge versetzen Mt, 21,18-22 ;-)

> Schau bei deinen Versuchen, daß dir die Bude nicht abbrennen kann, und
> wenns qualmt gut lüften.

ja wird im Freien stattfinden, Zangenamperemeter mit Loggingfunktion, 
und Digitalmultimeter mit Loggingfunktion hab ich.

Ich muss aber zuerst mal meine Strombegrenzung hinbekommen. Da bin ich 
noch keinen Schritt weiter, außer meiner Vorstellung das über eine PWM 
zu lösen.

Dieser Vorstellung will aber anscheinend keiner Glauben schenken...
und kann auch keine andere Lösung bringen ;-(

von Michael W. (mwulz)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Michael Wulz schrieb:
>
>> Das Netzteil kommt aus einem Enterprise Cisco Netzwerk Swtich.
>> Der muss absolut 42 Volt bekommen +/- 1% Toleranz.
>> Ich glaube, für die Akkuladung wird das reichen ;-)
>
> Gerade so. +-0,5% direkt an den Akkuklemmen wäre besser.

Ja das muss ich jetzt mal probieren, möchte aber nicht die Akkus ohne 
Strombegrenzung laden. (zum Schutz des Netzteiles)

von Harald W. (wilhelms)


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Michael Wulz schrieb:

> und kann auch keine andere Lösung bringen ;-(

Wenn es sich wirklich um ein gutes Servernetzteil handelt, sollte
die Ausnutzung des Nennstroms von 27A keine Probleme bringen

von Michael W. (mwulz)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Michael Wulz schrieb:
>
>> und kann auch keine andere Lösung bringen ;-(
>
> Wenn es sich wirklich um ein gutes Servernetzteil handelt, sollte
> die Ausnutzung des Nennstroms von 27A keine Probleme bringen

mhm - ich hab mehrere von die Dinger - könnt ich probieren.
Es ist genau das Teil:

Cisco WS-CAC-1800W
Herstller: Sony
Type: APS162

Leider sind im Internet keine Datenblätter oder ähnl. dazu zu finden dir 
mir über die Strombelastbarkeit eine Aussage geben könnten.

von MaWin (Gast)


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Michael Wulz schrieb:
>> Wenn es sich wirklich um ein gutes Servernetzteil handelt, sollte
>> die Ausnutzung des Nennstroms von 27A keine Probleme bringen

Bloss wie willst du ihn dort begrenzen, das Netzteil wird bei 
Überschreitung = Überlastung einfach abschalten und nicht runterregeln.

von Michael W. (mwulz)


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MaWin schrieb:
>>> Wenn es sich wirklich um ein gutes Servernetzteil handelt, sollte
>>> die Ausnutzung des Nennstroms von 27A keine Probleme bringen
>
> Bloss wie willst du ihn dort begrenzen, das Netzteil wird bei
> Überschreitung = Überlastung einfach abschalten und nicht runterregeln.

dazu meine Strombegrenzung....täglich grüßt das Murmeltier

von Thomas W. (wagneth)


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Was für ein Typ Wandler arbeitet denn in dem Netzteil ?
Was für ein Regler IC ist verbaut ??

von MiWi (Gast)


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Michael Wulz schrieb:
> Ich muss aber zuerst mal meine Strombegrenzung hinbekommen. Da bin ich
> noch keinen Schritt weiter, außer meiner Vorstellung das über eine PWM
> zu lösen.
>
> Dieser Vorstellung will aber anscheinend keiner Glauben schenken...
> und kann auch keine andere Lösung bringen ;-(

Es ist doch relativ egal was die offensichtlich des verstehenden Lesens 
unfähige Menge hier meint.

Oder brauchst Du ein virtuelles Gruppenhändchenhalten damit Du das was 
Du machen möchtest traust zu bauen?

Mach es doch einfach und Glaube nicht lange herum. Und wenn es klappt, 
dann freu Dich, wenn nicht - wieder was - vermutlich durchaus 
spekatulär- gelernt.


Aber nur mit FET und PWM wirds nicht gehen, denn wenn der FET schaltet 
schiebt das Netzteil sofort nach, wirklch sofort.  Und das war`s dann 
mit den 25A. Also nimm eine Spule, um das besser zu mitteln. Und eine 
Freilaufdiode um den Strom "am laufen" zu halten. Und damit ist das 
ganze dann ein normaler Stepdown-Wandler - oder auch Stromquelle genannt 
- mit ein bischen ungewöhlichen Parametern, also wo ist das Problem?

Die "Probleme" die Du haben wirst sind eher wie steuerst Du den FET an 
und ist Deine PWM schnell genug um die Speicherspule klein zu halten....

Grüße


MiWi

von Matthias K. (kannichauch)


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Hallo
Mein Vorschlag

Ich halte eine zusätzliche Step-down Schaltung von der Stromstärke für 
zu übertrieben.
Eine zusätzliche Digitalschaltung auch.

Du erwähntest ein Potentiometer im Netzteil zur Einstellung der 
Ladespannung.
Stell auch mal zerstörungsfrei fest, was passiert, wenn die Akkuspannung 
zufällig höher als die Netzteilspannung ist.(Stromausfall)
Die minimale "Akkuleerspannung" oder bei defektem Akku brauchst Du evtl. 
auch.

Dann kannst Du Dir aussuchen:
Ein analog modifiziertes Potentiometer, Vorschlagsweise mit 
Photowiderstand als Optokoppler, initial eine niedrigere Spannung 
einstellend.(Mein Vorschlag). Das erlaubt auch eine zusätzliche 
Spannungsüberwachung.

Oder ein analog gesteuerter Reihenwiderstand aus Mos-Fets, 2N3055 oder 
ähnlich.

Oder eben der bereits erwähnte zusätzliche Stepdown Konverter, wo ich 
aber nicht weiß, wo man dafür billig die Teile herbekommt.

Mfg und viel Erfolg

von MaWin (Gast)


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Matthias K. schrieb:
> Oder ein analog gesteuerter Reihenwiderstand aus Mos-Fets, 2N3055 oder
> ähnlich.

Für 325 Watt? kannstdunich

von Marius S. (lupin) Benutzerseite


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Noch eine weitere Idee, mit allerdings recht großen Eingriffen im 
Netzteil, wäre es die Feedback-Schleife zu ändern.

Meistens funktioniert das so, dass bei zu hoher Ausgangsspannung der 
Feedback Opto-Koppler angesteuert und leitfähig wird. Dadurch weiß die 
Primärseite dann, dass die Ansteuerung runter gefahren werden muss.

Man könnte sich jetzt eine Schaltung überlegen, bei der zwei OP-Ausgänge 
(über  Dioden verknüpft) den Opto-Koppler ansteuern. Der eine OP steuert 
den Opto-Koppler bei zu hoher Ausgangsspannung an, der andere bei zu 
hohen Ausgangsstrom.

Das Problem wird sein die Regelschleife schwingungsfrei hin zu bekommen.
Da muss man in erster Instanz die OPs langsam machen 
(Integrierverstärker) und schauen ab wann es funktioniert :-)

von Michael W. (mwulz)


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Guten Morgen,

danke für die vielen Tips!

Ich war gestern daran das Netzteil mal zu zerlegen, bin aber (da ich 
beruflich hart eingespannt bin) nicht mehr dazugekommen die Reglertype 
rauszufinden.

Ich hab mal grobe Details:

Gleichrichtung mit PFC ist auf einer Platine (oben montiert) diese 
liefert mir die ca. 400V DC als Zwischenkreis.

Auf der Unteren Platine sind dann die Stepdown Converter für die 
Einzelspannungen untergebracht.
Die Regler-IC's sind SMD und auf der Unterseite, daher seh ich noch 
nicht was da drin ist. Ich muss die Platine erst ausbauen (aussm 
Gehäuse).

Ich werde in dem Zuge gleich Fotos machen und die anhängen.

Die Überlegung, das Poti mit welchem ich die Ausgangsspannung einstellen 
kann zu ändern kam mir auch schon. Das Poti durch einen FET zu ersetzen 
und diesen FET dann anzusteuern (um so mit einem Arduino geregelt dann 
die Spannung so zu drehen, dass der Strom im Lot bleibt).

Ich muss beim LiFePo4 ja eh eigentlich nur "CC" und dann "CV" einhalten.
Die Spannung darf dabei nicht über 43,3V hinausschießen, da sonst meine 
BMS auf den Zellen ansprechen.

Details vom NT folgen

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