Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Buck Converter für hohe Ströme gesucht


von Thomas R. (thomasr)


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Ich suche einen Buck Converter, der eine variable DC im Bereich 24-40 
Volt (aus einem Kfz. Generator, also B6U) in konstante 12-14.4 Volt 
wandeln kann, mit bis zu 200A dauernd.

Leider finde ich nur Converter bis ca. 100A. Victron hat so ein Teil 
sogar als Buck-Boost im Programm. Auch die üblichen CN Quellen liefern 
nur bis 100A.

Ließen sich diese ausgangsseitig parallel schalten? Oder muß es "in 
einem Stück" sein?

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Das ist der falsche Ansatz. Die Ausgangsspannung von KFZ-Generatoren 
wird über ihre Erregerwicklung gesteuert, dann braucht man sich um den 
hohen Ausgangsstrom nicht weiter zu kümmern.

von Michael B. (laberkopp)


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Thomas R. schrieb:
> Ich suche einen Buck Converter, der eine variable DC im Bereich 24-40
> Volt (aus einem Kfz. Generator,

Achtung, moderne 'KFZ Generator'en aka Lichtmaschinen verwenden Z-Dioden 
als Gleichrichterdioden die irgendwann ab 34V zu leiten anfangen um die 
gedacht kurzzeitige Energiespitze abzufangen. Mit fehlender Regelung 
bzw. absichtlich voller Pulle Erregung werden die dauerüberlastet und 
überhitzen.

-> blöde Idee.

übrigens begrenzen die Lichtmaschinen auch den Strom, steht ja nicht 
ohne Grund '70A' oder was ähnliches drauf.

Dennoch gibt es so was
https://de.aliexpress.com/item/32848450882.html
und eigentlich noch viel mehr Surplus aus dem gestorbenen 36V Bordnetz 
um alte 12V Verbraucher zu versorgen geben, aber die kamen wohl nie über 
das Prototypenstadium hinaus.

von Thomas R. (thomasr)


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Michael B. schrieb:
> Thomas R. schrieb:
>> Ich suche einen Buck Converter, der eine variable DC im Bereich 24-40
>> Volt (aus einem Kfz. Generator,
>
> Achtung, moderne 'KFZ Generator'en aka Lichtmaschinen verwenden Z-Dioden
> als Gleichrichterdioden die irgendwann ab 34V zu leiten anfangen um die
> gedacht kurzzeitige Energiespitze abzufangen. Mit fehlender Regelung
> bzw. absichtlich voller Pulle Erregung werden die dauerüberlastet und
> überhitzen.

Danke für die Warnung aber der Generator stammt aus ca. 1990 ;-)
>
> -> blöde Idee.
>
> übrigens begrenzen die Lichtmaschinen auch den Strom, steht ja nicht
> ohne Grund '70A' oder was ähnliches drauf.

Mit welchem "Stromsensor" denn?? Die Begrenzung erfolgt nur durch die 
magnetischen Eigenschaften!
>
> Dennoch gibt es so was
> https://de.aliexpress.com/item/32848450882.html

Danke für den Link, genau das habe ich gesucht!

> und eigentlich noch viel mehr Surplus aus dem gestorbenen 36V Bordnetz
> um alte 12V Verbraucher zu versorgen geben, aber die kamen wohl nie über
> das Prototypenstadium hinaus.

Ich habe selbst 42Volt Generatoren für Kfz. freigegeben (also deren 
Einsatz verantwortet, Hersteller war Bosch). Einige waren auch in Serie 
so z.B. in der elektrischen Zusatzheizung im Ford Transit der 90er 
Jahre.

von Thomas R. (thomasr)


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Ben B. schrieb:
> Das ist der falsche Ansatz. Die Ausgangsspannung von KFZ-Generatoren
> wird über ihre Erregerwicklung gesteuert, dann braucht man sich um den
> hohen Ausgangsstrom nicht weiter zu kümmern.

Wenn man einen Kfz. Generator ohne Regelung mit voller Erregung 
betreibt, ist seine Ausgangsleistung bis zum dreifachen der Leistung bei 
geregelten 12/14,4 Volt.

Begrenzend ist lediglich der magnetische Kreis, der den maximalen Strom 
vorgibt. Mit dieser Erkenntnis wurden schon immer Versuche unternommen, 
die Leistung der Generatoren zu erhöhen, z.B. für Zusatzheizungen. 
Leider gab es lange Zeit keine geeigneten Längsregler dafür, so daß das 
nie in Serie ging. Wir haben mit so einer Schaltung aus einem 70A Bosch 
Generator bis zu 3kW bekommen und in einem Serienregler ins Kühlwasser 
geheizt. Das war in den 90ern nur viel zu teuer.

Heutzutage kann ich mit dieser Schaltung den Generator bis an seine 
(mechanischen!) Grenzen betreiben und mit Buck Konverter die gewünschten 
12 Volt erhalten.

Der Riementrieb und die Frontlager des Generators werden natürlich 
erheblich höher belastet, der Elektrik ist das herzlich egal (die 
damaligen Dioden waren bis 200Volt spezifiziert)

Alles mit dem Segen und Zusammenarbeit mit Bosch ;-)

Damals beruflich, heute für das Hobby.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Leider gab es lange Zeit keine geeigneten Längsregler dafür, so
> daß das nie in Serie ging. Wir haben mit so einer Schaltung aus
> einem 70A Bosch Generator bis zu 3kW bekommen und in einem
> Serienregler ins Kühlwasser geheizt. Das war in den 90ern nur
> viel zu teuer.
Sorry aber das ist doch auch der falsche Ansatz. Wenn es mir nur um 
Heizzwecke geht, dann funktioniert das auch mit Wechselstrom, komplett 
ohne Gleichrichtung und ich brauche lediglich die Betriebsspannung der 
Heizung so auszulegen, daß sie im Bereich des Leistungsmaximums des 
Generators liegt. Die Regelung erfolgt anschließend wieder über die 
Erregung des Generators.

Zu Deiner ursprünglichen Frage, so einfach parallelschalten geht nicht, 
sondern man braucht eine Variante des load sharings, damit sich die 
Leistung gleichmäßig über die parallelgeschalteten Stufen verteilt. Bei 
einem einzelnen Wandler würde man mehrere Phasen verwenden, die alle 
gleich (eben nur phasenverschoben) angesteuert werden. So funktionieren 
z.B. Spannungsregler für CPUs auf Mainboards, die einen sehr hohen Strom 
bei geringer Spannung schaffen müssen.

Du müsstest Dir also Wandler suchen, die externes load sharing 
unterstützen.

von Thomas R. (thomasr)


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Ben B. schrieb:
>> Leider gab es lange Zeit keine geeigneten Längsregler dafür, so
>> daß das nie in Serie ging. Wir haben mit so einer Schaltung aus
>> einem 70A Bosch Generator bis zu 3kW bekommen und in einem
>> Serienregler ins Kühlwasser geheizt. Das war in den 90ern nur
>> viel zu teuer.

> Sorry aber das ist doch auch der falsche Ansatz. Wenn es mir nur um
> Heizzwecke geht, dann funktioniert das auch mit Wechselstrom, komplett
> ohne Gleichrichtung und ich brauche lediglich die Betriebsspannung der
> Heizung so auszulegen, daß sie im Bereich des Leistungsmaximums des
> Generators liegt. Die Regelung erfolgt anschließend wieder über die
> Erregung des Generators.

Dann habe ich das wohl nicht richtig erklärt? Damals ging es um EINEN 
Generator der einfach mehr Leistung hergeben sollte. Die Autobatterie 
kann mit AC herzlich wenig anfangen. Also lief der Generator mit 
maximaler Erregung und lieferte irgendeine DC die über einen 
"Längsregler" in Form einer Heizung verbraten wurde so daß hinten noch 
die gewünschten 12/14,4 Volt herauskamen. Funktionierte gut, nur 
erforderte das viele teure Transistoren auf einem wasserdurchströmten 
Wärmetauscher.
>
> Zu Deiner ursprünglichen Frage, so einfach parallelschalten geht nicht,
> sondern man braucht eine Variante des load sharings, damit sich die
> Leistung gleichmäßig über die parallelgeschalteten Stufen verteilt. Bei
> einem einzelnen Wandler würde man mehrere Phasen verwenden, die alle
> gleich (eben nur phasenverschoben) angesteuert werden. So funktionieren
> z.B. Spannungsregler für CPUs auf Mainboards, die einen sehr hohen Strom
> bei geringer Spannung schaffen müssen.
>
> Du müsstest Dir also Wandler suchen, die externes load sharing
> unterstützen.

So etwas dachte ich mir, danke.

von Michael B. (laberkopp)


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Thomas R. schrieb:
> Leider gab es lange Zeit keine geeigneten Längsregler dafür, so daß das
> nie in Serie ging. Wir haben mit so einer Schaltung aus einem 70A Bosch
> Generator bis zu 3kW bekommen und in einem Serienregler ins Kühlwasser
> geheizt. Das war in den 90ern nur viel zu teuer.

Das ist doch vollkommen abstrus.

Auf dem Niveau des Forumsladers, um aus einem (damals gesetzlich 
gegebenen) Fahrraddynamo mehr Leistung zu bekommen. Also Kindergarten.

Wenn ich mehr Leistung will, nehm ich eine mehr leistende Lichtmaschine, 
fertig, z.B. 200A aus dem Sprinter, kaum teurer als die 70A für PKW.

https://www.ebay.de/itm/266004262906

Die Leistung muss so oder so vom Motor über den Keilrippenriemen der 
LiMa zur Verfügung gestellt werden, es spart nichts, eine 
schwachbrüstigere LiMa zu nehmen, deren Leerlaufverluste sind auch nicht 
wesentlich geringer. Die erhöhte Leistung wird nicht hergezaubert. Im 
Gegenteil, dein extra Spannungswandler ist deutlich teurer.

von Thomas R. (thomasr)


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Michael B. schrieb:
> Thomas R. schrieb:
>> Leider gab es lange Zeit keine geeigneten Längsregler dafür, so daß das
>> nie in Serie ging. Wir haben mit so einer Schaltung aus einem 70A Bosch
>> Generator bis zu 3kW bekommen und in einem Serienregler ins Kühlwasser
>> geheizt. Das war in den 90ern nur viel zu teuer.
>
> Das ist doch vollkommen abstrus.

Klar, deshalb haben wir auch mit Bosch zusammen daran gearbeitet ;-)

DAMALS gab es keine 200A Limas!

>
> Auf dem Niveau des Forumsladers, um aus einem (damals gesetzlich
> gegebenen) Fahrraddynamo mehr Leistung zu bekommen. Also Kindergarten.
>
> Wenn ich mehr Leistung will, nehm ich eine mehr leistende Lichtmaschine,
> fertig, z.B. 200A aus dem Sprinter, kaum teurer als die 70A für PKW.
>
> https://www.ebay.de/itm/266004262906
>
> Die Leistung muss so oder so vom Motor über den Keilrippenriemen der
> LiMa zur Verfügung gestellt werden, es spart nichts, eine
> schwachbrüstigere LiMa zu nehmen, deren Leerlaufverluste sind auch nicht
> wesentlich geringer. Die erhöhte Leistung wird nicht hergezaubert. Im
> Gegenteil, dein extra Spannungswandler ist deutlich teurer.

Und heute funktioniert jeder Invertergenerator nach diesem Prinzip :-)) 
wie die kleinen Hondas etc. Die können sich nur die Gleichstromseite 
sparen, da keine Batterie/Bordnetz zu versorgen ist. Aber nur so kann 
der Honda (und andere) aus einem kleinen Generator so hohe Leistungen 
erbringen.

Aber ist ja alles abstrus.

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