Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Eingang Kurzschließen wenn keine Batterie angeschlossen


von Julian B. (Firma: TU Berlin) (noodlz)


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Hallo,

Ich habe folgendes Problem: Ein Generator (PMSG) wird gleichgerichtet 
und an einen DCDC (Buck) wandler angeschlossen um ihn zu regeln, am 
Ausgang wird eine 12V Batterie geladen. Wenn diese nicht angeschlossen 
ist soll der Generator nach dem Gleichrichter kurzgeschlossen werden um 
ihn zu blockieren, und dafür suche ich eine Lösung.

Hier ist eine Skizze des Problems:
                                               _
 V1=12-60V ------------------------+^+---------UUU--------- V2=12V
           |    |    |        |    |||     |              |
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           |    |    |        |            |              |
     ~-----o    |    |        |            |              |
                |    |      |-+            -             ---
     ~----------o    |    -<|              ^              -
                |    |      |-+            |              |
     ~---------------o        |            |              |
           |    |    |        |            |              |
           -    -    -        |            |              |
           ^    ^    ^        |            |              |
           |    |    |        |            |              |
     GND   -----------------------------------------------|

Der erste FET zwischen V1 und GND ist was ich suche: Einen Schalter, der 
wenn eine Batterie mit V2=12V angeschlossen ist sperrt und wenn keine 
Batterie angeschlossen ist leitet (also den ausgang des Generators 
kurzschließt).
Hat wer eine Idee? Es muss auch keine "ein Bauteil Lösung" sein.

Vielen Dank!
Julian

: Verschoben durch Moderator
von Stefan F. (Gast)


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Was soll UUU sein?

Ich würde an dieser Stelle ganz einfach ein Relais mit Umschaltkontakt 
verwenden.

von Äxl (Gast)


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> Was soll UUU sein?
>>an einen DCDC (Buck) wandler angeschlossen
Na - bestimmt 'ne Spule/Drossel ...

von Stefan F. (Gast)


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Normalerweise verwendet man an dieser Stelle Kombi-Module aus 
Gleichrichter und Laderegler. Diese schliessen den Generator kurz, 
sobald die Ausgangsspannung die Ladeschluss-Spannung überschreitet. Das 
funktioniert in der Regel auch, wenn keine Batterie angeschlossen ist.

von Julian B. (Firma: TU Berlin) (noodlz)


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@stefanus: Danke. Wie kann ich mir solche Kombimodule vorstellen? Ist 
das ein Bauteil? Hast du vielleicht ein Beispiel?

Ein Wechsel-Relais wäre wohl möglich, allerdings will ich nicht ständig 
die Leistung zum geschlossen halten des Relais aufbringen und der 
Widerstand von Relais ist auch ziemlich groß, lieber wäre mir eine 
Lösung mit MOSFETs oder so mit geringeren Verlusten.

Gibt es noch Ideen?

Und ja UUU soll die Spule sein.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Julian B. schrieb:
> Wie kann ich mir solche Kombimodule vorstellen?
> Hast du vielleicht ein Beispiel?

https://www.apendics.de/images/pdf/9020-0043-A.pdf

So etwas ist in jedem Motorrad eingebaut.

Eine einfache (nicht optimale) Variante ist hier erklärt: 
https://www.kreidler-service.de/elektrik-markenubergreifend-f13/eigenbau-spannungsbegrenzer-t1556-10.html
Da kannst du schauen, wie diese Dinger im Prinzip funktionieren.

von Julian B. (Firma: TU Berlin) (noodlz)


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Ok, danke. Das ist sehr interessant was Überspannungsschutz angeht, aber 
mir fällt leider keine Variante ein mit der ich mein Problem Lösen 
könnte. Ich will ja quasi einen schalter mit 0 volt schließen und bei 
5-10 Volt öffnen. Wie ich das mit Thristoren machen soll weiß ich nicht.

von Stephan (Gast)


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Julian B. schrieb:
> Ich will ja quasi einen schalter mit 0 volt schließen und bei
> 5-10 Volt öffnen.

Sicher? Und was passiert wenn du den Akku abklemmst?
Dann liegen die 12V am Ausgang an und der Buck-Converter hält die auch 
stabil.

Blockieren kannst du den Motor durch kurzschließen auch nicht. Der 
Generator erzeugt auch bei Kurzsschluss mindestens ca. 2V 
(Diodenflussspannung).
Je nachdem wie kräftig der Antrieb ist und ob der Generator 
strombegrenzt ist kann beim Kurzschließen auch schnell der Motor 
durchbrennen.

Wenn du wirklich auf das Vorhandensein einer Batterie prüfen willst 
musst du den Buck-Converter immer mal wieder abschalten und die Spannung 
am Ausgang messen. (Lastwiderstand, dass die Ausgangskondensatoren auch 
entladen werden.)
Wenn bei ausgeschaltetem Converter die Spannung schnell fällt ist wohl 
kein Akku vorhanden.
Wenn auch bei 0V Generatorspannung kurzgeschlossen werden soll, dann 
muss das wohl ein Relais werden (Öffner).
Messung und Steuerung kann ein kleiner Controller erledigen.

Aber vorher mal noch erklären was ein 12V-Converter zum Laden einer 
Batterie soll??
12V ist keine zum Laden üblicher Akkus passende, und Konstantspannung 
kein geeignetes Ladeverfahren...

von Stefan F. (Gast)


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Julian B. schrieb:
> soll der Generator nach dem Gleichrichter kurzgeschlossen werden um
> ihn zu blockieren,

Ach, der Generator soll blockiert werden! Das war mit entgangen.

Je nach Bauart nützt Dir das Kurzschliessen der Spulen gar nichts. Die 
Lichtmaschinen von Motorrädern und die Dynamos von Fahrrädern bremsen in 
diesem Fall so gut wie gar nicht.

Hast du das mal ausprobiert?

Wie dem auch sei, ich denke dass du das mit einem simplen Relais am 
einfachsten uns zuverlässigsten realisieren kannst. Verwende eins mit 
Wechsler-Kontakt:
1
               +-----------o           o----o
2
               |             Laderegler      Akku
3
          o----o  o--------o           o----o
4
Generator        /
5
          o-----o
6
7
              Kontakt

Bei angeschlossenem Akku zieht das Relais an und dann ist der Kontakt in 
der Gezeichneten Position. Wenn der Akku abgeklemmt wird, fällt das 
Relais ab und schliesst den Generator kurz.

Jetzt musst du nur noch die Spule des Relais mit den Batteriekontakten 
verbinden.

von Stephan (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Je nach Bauart nützt Dir das Kurzschliessen der Spulen gar nichts. Die
> Lichtmaschinen von Motorrädern und die Dynamos von Fahrrädern bremsen in
> diesem Fall so gut wie gar nicht.

Dafür brennen die dann auch nicht durch ;)

Stefanus F. schrieb:
> Bei angeschlossenem Akku zieht das Relais an und dann ist der Kontakt in
> der Gezeichneten Position. Wenn der Akku abgeklemmt wird, fällt das
> Relais ab und schliesst den Generator kurz.

Aber auch nur wenn es ein Laderegler ist und abschaltet, wenn kein Akku 
mehr dranhängt.
Ein 12V-Step-Down-Modul kommt meistens auch mit "Leerlauf" aus und hält 
die 12V. Das Relais bleibt dann angezogen auch wenn man den Akku 
abklemmt.
Wobei Akkuladen mit einem solchen Modul nicht wirklich funktioniert.
Ok, 3s-LiPo könnte man auf Lebensduerfreundlichen 85% halten, braucht 
dann aber nen Balancer, der permanent und nicht erst am Ladeschluss 
balanziert. Und Strombegrenzung.

Sag mal was das ganze werden soll und nicht wie die es bauen möchtest 
...

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