Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Einstellbaren Spannungswandler abhängig vom Strom steuern


von Henrik H. (henningvanraumle)


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Hey Leute, ich bräuchte mal eure Hilfe

folgendes, ich habe drei AGM Akkus a 278Ah 12V, die erste wird über PV 
und Wind geladen, anschließend wird über einen DC/DC-Wandler (orion-tr 
12/12-18) die Spannung auf eine leicht erhöhte konstante Spannung 
gebracht und mit einem Dou-Laderegler (Steca Solarix 2020-x2) die 
verbleibenden zwei Akkus getrennt voneinander geladen.
Funktioniert soweit auch alles. Das Problem ist allerdings, wenn eine 
der beiden Akkus zu "leer" ist, versucht sie mehr Strom zu ziehen als 
der Laderegler kann und der Regler schaltet ab. Als Übergangslösung habe 
ich nun die Ausgangsspannung vom Wandler soweit runter gedreht wie es 
ging (ca. 13,5V). So werden die Akkus wenigstens zum Teil geladen.

Ursprünglich habe ich an eine einfache Strombegrenzungsschaltung 
gedacht, da ich aber mittlerweile festgestellt habe, dass ich die 
Möglichkeit hätte am Poti vom Wandler parallel eine Schaltung zu löten, 
dürfte dies die einfachere und deutlich verlustärmere Variante sein.
Was ich am Poti gemessen habe: bei ca. 0,8 Ohm habe ich die minimale 
Ausgangsspannung von 8V und bei ca. 15 kOhm (wahrscheinlich mehr, da 
anscheinend ein Elko geladen wird wenn ich messe, am Anfang der Messung 
habe ich ca. 13,5 kOhm und bei 17 kOhm habe ich aufgehört) die maximale 
von 15V.
Ich möchte aktuell, dass der Wandler die Spannung langsam erhöht bis 
entweder ein maximaler Strom von ca. 16A fliest oder eine einstellbare 
maximale Spannung von ca. 14,6V anliegen.

Über Anmerkungen, Anregungen und vor allem Lösungen wäre ich sehr 
dankbar.

mfg Henning

von Harald W. (wilhelms)


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Henrik H. schrieb:

> Funktioniert soweit auch alles. Das Problem ist allerdings, wenn eine
> der beiden Akkus zu "leer" ist, versucht sie mehr Strom zu ziehen als
> der Laderegler kann und der Regler schaltet ab.

Ein gutes Ladegerät regelt sowohl die Spannung, als auch den Strom
(sog. IU-Kennlinie). Vielleicht solltest Du eher in ein neues, ver-
nüftiges Ladegerät investieren, anstatt durch irgendwelche Basteleien
Dein sclechtes Ladegerät zu verbessern. Ausserdem solltest Du darauf
achten, das Deine Akkus nicht tiefentladen werden und dafür einen
passenden Tiefentladescutz einbauen. Der sollte bei ungefähr 11V
abschalten.

von Dieter (Gast)


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Mache bitte eine Skizze. Es koennte ein Konzeptfehler vorliegen.

von Henrik H. (henningvanraumle)


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Unterspannungsschutz ist für alle Akkus vorhanden.
Ja der Laderegler ist nicht optimal gewählt, da er für den direkten 
Betrieb an einer PV-Anlage mit entsprechender Dimensionierung gedacht 
ist, hatte ihn allerdings schon da und möchte gerne seine Funktion 
benutzen, bei vollem Hauptakku einen Verbraucher zuzuschalten (soll 
später mit dem Energieüberschuss im Sommer eine kleine Kühltruhe und im 
Winter einen kleinen Heizer betreiben).
Das Problem ist, dass der Laderegler 20A kann, der DC/DC-Wandler im 
Normalbetrieb 18A, aber auch zeitweise 25A liefert.

Im Anhang eine grobe Skizze

von Dieter (Gast)


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D.h. dass der Laderegler beide Akkus mit praktisch gleicher PWM 
ansteuert und nur Ladeschlussspannungen zum Austasten verwendet.
Schwierig ist das zu  überlisten. Mit der Skizze ist das viel besser zu 
verstehen.

von Dieter (Gast)


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Meine Vermutung ist, dass der Regler es nicht mag, wenn die 
Nebenbatterie staerker entladen wurde.

Loesungsvorschlag:
Einschleifen einer Strommessung und damit die Spannungseinstellung des 
DCDC Wandlers beinflussen.

von Michael B. (laberkopp)


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Henrik H. schrieb:
> Im Anhang eine grobe Skizze

Sieht mal richtig Scheisse aus.

Erst einen MPP Lader um angeblich das letzte prozent aus der Leistung 
einer Solarzelle herauszuholen.

Dann DC Wandler und Ladegeräte die mehr als die durch MPP gewonnenen 
Prozente sinnlos verschwenden.

Mehr Aufwand bedeutet nicht automatisch bessere Lösungen.

von Roland E. (roland0815)


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Warum noch mal der Aufwand zwischen Batterie 1 und dem Rest? Klemm die 
Batterien parallel und fertig. Entweder es ist genug Sonne da oder 
nicht...

von Henrik H. (henningvanraumle)


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Dieter schrieb:
> Loesungsvorschlag:
> Einschleifen einer Strommessung und damit die Spannungseinstellung des
> DCDC Wandlers beinflussen.

Genau das ist mein Vorhaben

von Henrik H. (henningvanraumle)


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Michael B. schrieb:
> Henrik H. schrieb:
>> Im Anhang eine grobe Skizze
>
> Sieht mal richtig Scheisse aus.
>
> Erst einen MPP Lader um angeblich das letzte prozent aus der Leistung
> einer Solarzelle herauszuholen.
>
> Dann DC Wandler und Ladegeräte die mehr als die durch MPP gewonnenen
> Prozente sinnlos verschwenden.
>
> Mehr Aufwand bedeutet nicht automatisch bessere Lösungen.

Wenn es mir um die MPP Funktion gehen würde hättest du recht, allerdings 
benutze sind Module aus dem Einspeisebereich verbaut und ein normaler 
PWM Lader würde die Leistung nicht vertragen.

von Henrik H. (henningvanraumle)


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Roland E. schrieb:
> Warum noch mal der Aufwand zwischen Batterie 1 und dem Rest? Klemm die
> Batterien parallel und fertig. Entweder es ist genug Sonne da oder
> nicht...

Zum einem möchte ich keine Akkus unterschiedlichen Alters 
zusammenschließen, zum anderen möchte ich die Ausfallsichheit, wenn der 
eine Akku leer ist funktioniert der Rest noch noch. Der eine Teil geht 
zwar früher aus, dafür funktioniert der Rest um so länger.

von Willi S. (ws1955)


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Dieses Ladegerät behandelt eine Hauptbatterie und eine Nebenbatterie in 
völlig unterschiedlicher Weise. Eine gleiche Funktion bei beiden 
Batterien ist nicht erreichbar. Die Hauptbatterie wird stets bevorzugt. 
Das System steigt komplett aus, wenn in der Nebenbatterie noch viel drin 
ist und die Hauptbatterie leer ist.

Dieses Ladegerät erwartet am Eingang ein PV-Panel, d.h. eine 
Stromquelle. Der DC/DC ist aber eine niederohmige Spannungsquelle, 
welche bei Überlast dann zusammenbricht. Ein halbwegs brauchbarer 
Betrieb ist damit nicht denkbar.

von Henrik H. (henningvanraumle)


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Willi S. schrieb:
> Dieses Ladegerät behandelt eine Hauptbatterie und eine Nebenbatterie in
> völlig unterschiedlicher Weise. Eine gleiche Funktion bei beiden
> Batterien ist nicht erreichbar. Die Hauptbatterie wird stets bevorzugt.
> Das System steigt komplett aus, wenn in der Nebenbatterie noch viel drin
> ist und die Hauptbatterie leer ist.
>
> Dieses Ladegerät erwartet am Eingang ein PV-Panel, d.h. eine
> Stromquelle. Der DC/DC ist aber eine niederohmige Spannungsquelle,
> welche bei Überlast dann zusammenbricht. Ein halbwegs brauchbarer
> Betrieb ist damit nicht denkbar.

In wiefern werden die Akkus unterschiedlich behandelt?
Warum sollte das System komplett aussteigen, wenn der zweit Akku noch 
geladen ist und der Hauptakku leer? Wenn du dich darauf beziehst, dass 
der Regler seine Versorgungsspannung vom Hauptakku zieht, spielt der 
Ladestand des zweiten Akkus keine Rolle. Außerdem werden die Verbraucher 
über den Unterspannungsschutz abgeschaltet bevor der Akku tiefendladen 
ist.

Der DC/DC Wandler ist überlast geschützt und sollte nach ca. 10s auf 18A 
runter regeln, Problem ist dass der Laderegler vorher wegen zu viel 
Strom abschaltet.

von Stefan F. (Gast)


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Mir leuchtet nicht ein, warum ein Laderegler für Bleiakkus bei zu hohem 
Strom abschaltet. Das ergibt für mich keinen Sinn.

Bleiakkus werden zuerst mit einem begrenzten Strom geladen. Wenn der 
nicht mehr erreicht wird, dann begrenzt der Regler die Spannung.

Bei einem entladenen Blei-Akku ist der Ladestrom immer zuerst sehr hoch 
und sinkt dann kontinuierlich ab. Wenn das Ladegerät dann schon 
abschaltet, kann es den Akku nicht laden - es versagt.

Gleiches Problem würde auch auftreten, wenn die Summe aus 
Laststrom+Ladestrom diese Grenze erreicht. Stell Dir mal vor, dein Auto 
würde den Ladevorgang unterbrechen, wenn du alle Lichter und die Heizung 
einschaltest.

Wenn du mich fragst, ist dieser Laderegler eine Fehlkonstruktion oder 
für diesen Anwendungsfall schlicht ungeeignet. Willi S. hat das ja auch 
schon angemerkt.

von Willi S. (ws1955)


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An sich steht alles in der Bedienungsanleitung des Duo-Chargers, aber 
auch ich habe es erst im zweiten Anlauf verstanden.

So lässt sich eine Ladestrombegrenzung gar nicht einstellen.

Vielmehr wird die Eigenschaft des PV-Panels genutzt. Ebendrum darf man 
den Charger auch gar nicht mit was anderem speisen.

Das PV-Panel bestimmt die Leistungsfähigkeit des Charges und der 
maximale Kurzschlussstrom darf 20A nicht übersteigen.

Zweitens muss sich die Quelle wie ein PV-Panel verhalten, d.h. es muss 
eine STROM Quelle sein (nicht wie eine Spannungsquelle).

von Willi S. (ws1955)


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@Henrik

Findest du am DC/DC den FB-Pin ?
Müsste eine Leitung nahe dem U-Poti sein, die evtl über einen Widerstand 
zum Regler-IC geht.

Mit ein paar Bauteilen lässt sich dann eine "lineare" Strombegrenzung 
machen ("CC" Constant Current). Genau das ist es, was du brauchst.

von Dieter (Gast)


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Dieter schrieb:
> Loesungsvorschlag:
> Einschleifen einer Strommessung und damit die Spannungseinstellung des
> DCDC Wandlers beinflussen.

Im Prinzip macht das sowas wie eine Strombegrenzung, allerdings nur in 
dem kleinen Bereich, den diese Manipulation zuläßt, aber das wäre 
ausreichend für Deinen Fall.

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