Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik DC DC Stepup Board als Laderegler. Strombegrenzer abhängig vom Lastwiderstand. Hilfe.


von lifthrasil (Gast)


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Guten Tag zusammen,

bin neu hier im Forum und hätte eine Frage an euch, welche mich langsam 
zur Verzweiflung bringt.

Ich baue momentan einen Akkulautsprecher, welcher mit zwei 7,2AH 12V 
Akkus in Reihe betrieben wird, sprich 24V. Später soll es auch noch ein 
Modell mit 36V geben.

Mein Plan war den Akkublock zukünftig über einen DC DC Stepup mit 
geregelter Spannung und Stromstärke im Parallelbetrieb zu laden. So 
hätte man die Möglichkeit an der Box später voll flexibel jegliche 
Spannungsquelle zum Laden anzuschließen. Sprich Autobatterie, Laptop 
Netzteil.

Habe jetzt Versuche mit folgenden 2 Step Ups gemacht und beide machen 
Probleme mit der Strombegrenzung.

https://www.amazon.de/Konstantstrom-Converter-Step-up-Stromversorgungsmodul-Treiber/dp/B0756VQLQ5/ref=sr_1_2?ie=UTF8&qid=1521012623&sr=8-2&keywords=400w+dc+dc+step+up

https://www.amazon.de/DC-Cole-Metres-Adjustable-Converter/dp/B00LL1ZJW6/ref=sr_1_1?s=industrial&ie=UTF8&qid=1521012646&sr=1-1&keywords=600w+dc+dc+step+up

Ich habe die Spannung auf 27,6V (13,8 pro Akku) eingestellt und habe 
zunächst einmal die Strombegrenzung der Module getestet indem ich einen 
30 Ohm Lastwiderstand am Ausgang angeschlossen habe. Ich konnte den 
Strom in Beiden Fällen von den 0,92 A auf etwa 0,5A begrenzen,weiter 
nicht. Anschließend habe ich bei gleicher Einstellung einen 15 Ohm 
Widerstand angeschlossen und es flossen auf einmal knapp 1A. Bei 7,5Ohm 
knapp 2A.

Das darf doch nicht sein oder? Ich dachte der Strom ist geregelt und man 
stellt den Maximalwert ein, der nicht überschritten wird? Anscheinend 
hängt die Strombegrenzung bei den Modulen von der angeschlossenen Last 
ab.

Warum ist das so? Wie soll ich gewährleisten den Strom für die 
Akkuladung richtig zu begrenzen? Soll ich den Akku komplett entladen und 
dann das Modul quasi auf den Zustand des leeren Akkus einstellen?
Habt ihr evtl. eine Empfehlung für ein besseres Step up Board oder 
dergleichen?


Wäre nett, wenn ihr mir weiterhelfen könntet. Bitte in den Antworten 
nicht zu Fachelektronisch werden. Beherrsche als Maschinenbauer leider 
nur weitreichende Grundkenntnisse in der Elektronik und bei 
Digitaltechnik sieht die Sache sehr dunkel aus :D

Danke :)

Gruß

liftrhasil

: Verschoben durch Moderator
von ArnoR (Gast)


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lifthrasil schrieb:
> Anschließend habe ich bei gleicher Einstellung einen 15 Ohm
> Widerstand angeschlossen und es flossen auf einmal knapp 1A. Bei 7,5Ohm
> knapp 2A.
>
> Das darf doch nicht sein oder? Ich dachte der Strom ist geregelt und man
> stellt den Maximalwert ein, der nicht überschritten wird? Anscheinend
> hängt die Strombegrenzung bei den Modulen von der angeschlossenen Last
> ab.

Die Frage ist: bei welcher Eingangsspannung hast du die Experimente 
gemacht? Ich tippe mal auf ~15V. Ein Boost-Converter kann nur Spannung 
hochsetzen. Wenn Ua<Ue, dann wird der inaktiv und schaltet "auf 
Durchgang". Das würde dann zu 1A/15V und 2A/7,5V passen.

von ArnoR (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Das würde dann zu 1A/15V und 2A/7,5V passen.

Sollte natürlich:

"Das würde dann zu 1A/15R und 2A/7,5R passen."

heißen.

von Manfred (Gast)


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lifthrasil schrieb:
> beide machen Probleme mit der Strombegrenzung.

Wie bei Chinaware üblich, ist die Beschreibung schlecht übersetzt und 
unklar. Ich sehe keinen eindeutigen Hinweis, dass die Wandler eine 
einstellbare Strombegrenzug haben.

Die von Dir genannten Ströme kann man rechnen, die passen zu einer 
Konstantspannungsquelle ohne Begrenzung.

von Max M. (Gast)


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Hallo,

Eingangsspannung war eine 12V 18AH Bleigelbatterie. Sprich etwa 
13-13,5V.
Ausgangsspannung bei dem Experiment wie gesagt 27,6V. Also sollte das 
passen. Die Ausgangsspannung regelt er auch konstant auf die 27,6V, 
sprich das funktioniert schon einmal. Nur der Ausgangsstrom ändert sich 
mit der Last. Obwohl es ja ein Konstantstrom sein sollte.

Die Frage ist. Wie wichtig ist die Strombegrenzung überhaupt. Meint ihr 
ein leerer Bleigelakku zieht bei 13,8V (bzw. 27,6V bei 2 Akkus in Reihe) 
überhaupt solch einen hohen Strom, dass es gefährlich wird? 
Normalerweise sollte der Ladestrom ja recht schnell abflachen oder 
nicht. Lieber wär es mir natürlich das ganze eben wie gewollt auf den 
MAX Ladestrom aus dem Akku-Datenblatt zu begrenzen.

Gruß

von Der Andere (Gast)


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lifthrasil schrieb:
> Ich habe die Spannung auf 27,6V (13,8 pro Akku) eingestellt und habe
> zunächst einmal die Strombegrenzung der Module getestet indem ich einen
> 30 Ohm Lastwiderstand am Ausgang angeschlossen habe. Ich konnte den
> Strom in Beiden Fällen von den 0,92 A auf etwa 0,5A begrenzen,weiter
> nicht. Anschließend habe ich bei gleicher Einstellung einen 15 Ohm
> Widerstand angeschlossen und es flossen auf einmal knapp 1A. Bei 7,5Ohm
> knapp 2A.

Das apsst wunderbar. Der Step up kann bei einer Ausgangspannung die 
knapp höher als die Eingangsspannung ist nicht mehr regeln.

Ein Widerstand ist ja auch keine Ersatzschaltung für einen zu ladenden 
Akku.

von ArnoR (Gast)


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Erik O. schrieb:
> Eingangsspannung war eine 12V 18AH Bleigelbatterie. Sprich etwa
> 13-13,5V.
> Ausgangsspannung bei dem Experiment wie gesagt 27,6V. Also sollte das
> passen.

Nö, passt nicht. Wenn du die Strombegrenzung auf 0,5A einstellst und 
eine Last anhängst (15R/7,5R) die bei 27,6V dann 1,84A/3,68A zieht, 
bricht die Ausgangsspannung soweit zusammen, dass der Wandler inaktiv 
wird und einfach die Eingangsspannung (-Uf und Widerstandsverluste) zum 
Ausgang durchschaltet.

von Max M. (Gast)


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@ Der Andere

Verstehe deine Aussage jetzt nicht ganz.
Die Eingangsspannung ist bei 13V, die Ausgangsspannung hält er konstant 
bei 27,6V unabhängig von der Last. Also das funktioniert schon einmal.
So nah zusammen sind die Spannungen jetzt nicht. Weiß nicht ob mann bei 
doppelter Spannung von knapp über Eingangsspannung sprechen kann ^^

Mir ist klar, dass der Widerstand nicht genau wie ein Akku ist. Ich 
dachte halt ich schließe z.B. den 7,5 Ohm Widerstand an, bei welchem 
laut U=R*I 3,68A fließen und stelle dann den Strom auf sagen wir max 2A 
ein. Dann dachte ich halt, dass das Gerät nun nicht mehr als 2A ausgibt, 
auch wenn der Akku später dranhängt. So funktioniert es ja bei einem 
Labornetzteil auch?


@Manfred

In der Beschreibung steht Ausgangsstrom adjustable und es gibt einen 
zusätzlichen Poti mit constant current Adj also CC-Adj.
Zudem habe ich bei einer Konstantstromquelle von 27,6V bei 15Ohm 
rechnerisch 1,84A, kann den Strom aber auf knapp 1A begrenzen. Also 
begrenzt er schon irgendetwas, aber halt eben nicht geregelt und 
abhängig von der Last.

@ArnoR

Nein der Wandler geht nicht in die Knie. Man kann den Wandler bei 15Ohm 
auch bei 1,84A laufen lassen und er hält dabei die 27,6V. Also das 
funktioniert schonmal. Durch drehen am CC-Adj kann man den Ausgangsstrom 
eben bis etwa 1A limitieren, leider nicht tiefer. Die Spannung von 27,6V 
hält er. Also wie gesagt. Er begrenzt, aber eben abhängig von der Last.

von Max M. (Gast)


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Ok jetzt hab ich mir nochmal Gedanken gemacht. Anscheinend habt ihr 
Recht. Die Werte passen ganz gut zur Eingangsspannung.

Anscheinend kann das Modul begrenzen, aber der minimale Wert ist immer 
Eingangsspannung/Lastwiderstand.

Er kann zwar z.B. bei 27,6V und 15Ohm die 1,84A liefern. Drehe ich aber 
am  CC-Adj regelt er wohl vermutlich nur die Ausgangspannung runter bis 
zu den 13V Eingangsspannnung und ich komme auf die 0,86A, die ich 
gemessen habe. Konnte nicht Spannung und Strom gleichzeitig messen, weil 
ich nur ein Multimeter habe, deshalb nur Vermutung. Passt aber gut zu 
den Werten.

Ok das ist jetzt nicht unbedingt das was ich wollte. Habt ihr ne Idee 
wie man evtl. durch ein zusätzliches nachgeschaltetes Bauteil den Strom 
des Step ups begrenzen kann? Die Spannung hält er ja Konstant in dem 
Leistungsbereich, wenn man die Strombegrenzung nicht anrührt :D

von Martin K. (martin_k662)


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Du brauchst entweder Boost-Buck/Buck-Boost oder einen SEPIC DC-DC.
In jedem Fall eine Topologie für die
 gilt.

von Der Andere (Gast)


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Martin K. schrieb:
> Du brauchst entweder Boost-Buck/Buck-Boost oder einen SEPIC DC-DC.
> In jedem Fall eine Topologie für die

Warum sollte er das brauchen? Seine Anforderung war zwei 12V Bleiakkus 
in Reihe zu laden.
Also wird er mit seiner Ausgangsspannung immer über der Eingangsspannung 
sein.

Sein einziges Problem war daß er die Strombegrenzung mit ungeeigneten 
Mitteln getestet hat.

von Max M. (Gast)


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@Der Andere

Wie würdest du die Strombegrenzung testen? Vielleicht funktioniert es ja 
doch und es liegt einfach an meinem bescheidenen Messaufbau.
Ich dachte sogar ich kann das MM einfach kurz schließen, da er den Strom 
ja regelt? Hat nicht funktioniert :D

Wie gesagt, ansonsten muss ich mir was zu Strombegrenzung überlegen.

von Martin K. (martin_k662)


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Der Andere schrieb:
> Warum sollte er das brauchen? Seine Anforderung war zwei 12V Bleiakkus
> in Reihe zu laden.

Es ging ihm doch um korrekte Strombegrenzung?
Wenn die beiden Akkus tiefentladen sind kann es durchaus passieren dass 
die Spannung unter seine Eingangsspannung absinkt, dann würde eine 
korrekte Strombegrenzung größeres Feuerwerk verhindern.

von lifthrasil (Gast)


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Hallo zusammen,

für euch als Rückmeldung. Die Boards funktionieren einwandfrei für 
meinen Verwendungszweck.

Die Strombegrenzung erfolgt letztendlich über  automatisches Absenken 
der Ausgangsspannung. Dadurch wird das Ladespannungs-Potenzial am Akku 
herabgesetzt und logischerweise der Ladestrom zuverlässig begrenzt.

Am Widerstand konnte das natürlich nicht funktionieren, da das Modul die 
Ausgangsspannung minimal auf die Eingangsspannung reduzieren kann und 
selbst bei den 12-13V noch zu viel Strom fließt.

Also alles in Ordnung :) Danke an alle.

Gruß

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