Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verlustarme Hoch-Strombegrenzung 2 bis 10A für Akku


von Star B. (star)


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Kenn jemand eine Schaltung, mit der man den Strom eines Akkus 
elektronisch möglichst verlustfrei (Akku-kapazität ist kostbar) 
begrenzen kann?

Die Schaltung soll zwischen Akku (42V) und Motorcontroller (brushless) 
kommen. Normalerweise wird der Controller über eine Steuer-Spannung 
eingestellt und regelt die Geschwindigkeit.

Die Spannung darf durch die Strombegrenzung aber nicht sinken, weil der 
Controller ab einer gewissen Spannung abschaltet. Also eine 
Leistungsregelung darf nicht über die Spannung, sondern nur über den 
Strom gehen.

Theoretisch sind zwei Ansätze denkbar:
a) Unabhängig vom Controller wird nur ein bestimmter Strom verfügbar 
sein.
b) Eine Schaltung regelt die Steuerspannung des Controllers so, dass ein 
bestimmter Strom in den Controller nicht überschritten wird.

: Verschoben durch User
von Julian B. (julinho)


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mach b)

von Teo D. (teoderix)


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a) wird sehr aufwendig (Schaltregler) und die dahinter liegenden 
Schaltungen dürfen dem nicht entgegen Arbeiten, was aber gerade 
Motorsteuerungen tun....

Also b), die Steuern ja eh schon, warum nicht auch die Stromaufnahme?
(sollte in einer anständigen Steuerung/Reglung eh vorhanden sein)
Bruschlessregler sollten das prinzipiell sehr Energiesparend machen 
(k.P. is nich meine Baustelle).


Störungen immer am besten an deren Quelle bekämpfen!

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Star B. schrieb:
> Die Spannung darf durch die Strombegrenzung aber nicht sinken, weil der
> Controller ab einer gewissen Spannung abschaltet. Also eine
> Leistungsregelung darf nicht über die Spannung, sondern nur über den
> Strom gehen.

Wie stellst Du Dir das vor? Wie soll so eine Strombegrenzung 
funktionieren?

von Gerd E. (robberknight)


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Star B. schrieb:
> Die Spannung darf durch die Strombegrenzung aber nicht sinken, weil der
> Controller ab einer gewissen Spannung abschaltet. Also eine
> Leistungsregelung darf nicht über die Spannung, sondern nur über den
> Strom gehen.

Du willst also die Amper runterskillen? Sowas wünscht sich so mancher 
bei Hochwasser.

Geht aber leider nicht, denn R=U/I. Strom und Spannung können bei 
gegebener Last nicht unabhängig voneinander verändert werden.

von Star B. (star)


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Naja, b) scheint mir auch der bessere Ansatz.
Aber wie komme ich zu einer Schaltung, die abhängig vom eigestellteen 
Stromverbrauch eine Spannung regelt, bis sich ein gewisser 
Stromverbrauch einstellt? Und das bei möglichst keinem Eigenverbrauch?
Im Controller sitz ein sehr niederohmiger Shunt, an dem könnte man die 
Spannung abnehmen ... Ich denke das wäre ein möglicher Angriffspunkt.
Leider kenn ich mich mit Schaltungstechnik überhaupt nicht aus.

Akku -> Steuerspannung -> Controller -> variable Last

Je nach Last geht aber mit einer Steuerspannung mal wenig und mal viel 
Strom in die Schaltung. Es bedarf also einer Regelung.

Umgekehrt bedeutet das, dass man nur von der Messpannung nicht auf eine 
fixe Steuerspannung schließen kann. Die muss sich sozusagen einregeln 
(und nachregeln).

von Sascha (Gast)


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Hört sich nach einer Konstantstromquelle an, aufgebaut mit einem 
Step-Down Schaltregler.

Muss man nur die Strommessung verlustarm gestalten, die 1,25V 
Spannungsabfall bei ner MC34063 Schaltung scheiden aus Effizienzgründen 
hier aus.

Ich schlage sowas vor:
http://www.ebay.de/itm/Stromsensor-Modul-ACS712-Messbereich-20A-Current-Sensor-Strom-Analog-Arduino-/191808905099?hash=item2ca8b39f8b:g:9~kAAOSwG-1Wxay7

Zusammen mit
http://www.ebay.de/itm/20A-1200W-Spannungsregler-Step-up-down-Buck-Strom-Modul-Wandler-Konverter-8-60V-/391298976917?hash=item5b1b3c8c95:g:BU4AAOSw14xWJgrq

Beim Step-Down lötest du das Feedback-Poti aus und machst da 
ACS712+Op-Amp Verstärkerschaltung dran.
Muss man halt mal rechnen was der ACS712 bei 10A liefert und was der 
Feedback-Pin vom Step-Down an Spannung im Betrieb hat.
Steht ja beides im Datenblatt.

von Star B. (star)


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Mh, den Messsensor könnte man nehmen, wenn man nicht an die 
Shunt-Spannung rankommt. Aber da der ja drin ist, kommt man so ohne 
zusätzliche Verluste an den Stromwert (man muss halt die Spannung messen 
können, die wird da nur ein paar mV betragen, der Shunt ist sicher im 
mOhm Bereich bei bis zu 15A, die der Controller macht.

Sieht fast so aus, als wenn man mit einem kleinen Controller-board mit 
A/D und D/A Wandler recht gut bedient ist, ggf muss man die Messspannung 
noch verstärken ?!? Oder lieg ich falsch?

von Sascha (Gast)


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Der ACS712 ist ein High Side Current Monitor mit eingebauter 
Verstärkung.

Der basiert auf einem Hall-Sensor, ist also praktisch Widerstandslos 
(Leiterbahn, Klemmen natürlich noch).

Und der hat feste 66mV/A, was dir 0,66V bei 10A ausgibt. Das ist ein 
Wert, den du mit allen möglichen Arten von Elektronik bereits 
verarbeiten kannst:

- Op Amp + Schaltregler IC
- µC mit 1,25V Bandgap Aref am ADC

Nur weil du schon einen Shunt im System hast, heisst das nicht dass du 
den auch um jeden Preis verwenden musst.

Mein Ansatz wäre ein Step-Down Schaltregler IC (ggf. mit Zusatzmosfet 
für >10A) und ein Op Amp der abhängig vom gemessenen Strom den 
Feedback-Pin bestromt.
Am positiven Eingang vom Op-Amp kann man dann ein Poti anbringen als 
Soll-Wert.

Wenn das ganze µC-gesteuert werden soll, bietet sich ein kleiner Attiny 
als I2C Slave an der als Regler fungiert.

von Star B. (star)


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Da hast du natürlich recht, der externe Stromsensor ist sozusagen nicht 
invasiv.
Ich hab nur nicht ganz verstanden, wozu der fette Schaltregler sein 
muss? Ich hab eine Messspannnung (vom Shunt oder vom Hall), die mehr 
oder weniger proportinal zu fließenden Strom steigt.
Und in Abhängigkeit von deren Differenz zu einer von mir 
voreinstellbaren Spannungen (idealerweise 2 oder 3 per Schalter wählbar 
- Spannungsteiler? ) muss eine Steuerspannung (für den Controller der 
den ganzen Leistungskram macht) hoch und runteregeln bis diese Differenz 
0 wird. Da scheint mir keine Leistungselektronik involviert.
Ein Progrämmchen für einen kleinen Controller würde ich vermutlich 
hinbekommen, stellt sich nur die Frage, ob man für diese Aufgabe einen 
braucht. Und da kommen meine Schaltungstechnik-Defizite ins Spiel ;).

von Sascha (Gast)


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Achso, wenn dein Controller schon dafür zuständig ist, kann der das 
natürlich übernehmen.

Ohne Blockschaltbild ist das schwer festzustellen wie dein System 
aussieht.

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