Peter Sombrero,
Eine Schaltung, die die Generatorspannung nicht über 40 Volt steigen läßt. Damit ist sie für den nachfolgenen Schaltregler wahrscheinlich geeignet.
Alles was da mehr als 35.46V ist, geht in Form von Strom in eine 12V Pufferbatterie, besser noch in eine solche mit 24V. (weniger Verluste an den Vorwiderständen).
Drei Spannungsteiler takten über Buffer und ODER Gatter bei ansteigender Generatorspannung nacheinander einen BCD up-down-Zähler in 3 Stufen aufwärts. Von Null nach A nach B nach A,B. Die Ausgänge C,D bleiben frei.
Die beiden Mos Fet schalten nun nacheinander 20 Ohm, 10 Ohm und dann 20 Ohm //10 Ohm parallel (6.66 Ohm). Wenn die Pufferbatterie 12V hat ergibt das, 1.17A, 2.6A und 4A Ladestrom.
Wenn man nicht puffert sondern Ballast fährt sind es 1.8A, 3.8A und 6A. In letzterem Fall aber ist die Leistung perdu. Die zugehörigen Spannungen kann man der Zeichnung entnehmen.
Bei fallender Generatorspannung, zählt der (c-mos 40192) die 3 Stufen wieder rückwärts von A,B nach B nach A nach Null. Und unter 31V Generatorspannung wird der Zähler durch
Reset auf Null gesetzt und festgehalten. Dann geht das aufwärts zählen wieder los wie beschrieben, bei auf über 35.46V u. weiter ansteigender Spannung.
Bis dahin passiert nichts mehr. Beide Mos Fet sperren.
Keine Ladung der Pufferbatterie mehr. Also höher als 40V geht es nicht. Und unter 31V soll die Schaltung nicht mehr aktiv sein.
Wenn man mehr Spannung und Strom zur Verfügung hat, kann man anders dimensionieren.
Andere Dimensionierung der Eingangsteiler ergibt andere Spannungen. Andere Dimensionierung der Vorwiderstände 20 u.10 Ohm ergibt andere Ladeströme oder Ballastströme.
Diese Mos Fet IRF9540 können 100 Volt u. 19 Ampere. Vielleicht mit Kühlkörper.
Die beiden LED im Emitter von T3, T4 ermöglichen eine gewisse Kontrolle. Man weiß so besser was da auf der Platine vor sich geht.
Eigentlich ist es nicht schwer zubauen. Eine Platine mit Lötpunkten im Euroformat 160 X 100 und selbstlötender Cu Lackdraht 0.25 mm. Dann kann man auf der Lötseite oder auf der
Bestückungsseite verdrahten. Bei oberhalb 35.46V werden die Vorwiderstände 20 Ohm (25W), 10 Ohm (60W) warm. Am besten sie auf Lötstützpunkte oder Klemmen
setzen und die Widerstände nach außerhalb verlegen.
Ein Lötschutzlack erleichtert das löten ganz erheblich.
Einen Schaltregler der 15V-40V auf 15V bei 10A ausregelt hänge ich an.
Viel Glück Peter Sombrero
Wie eine Ladespannung von 120 bis 12 Volt regeln?
Re: Wie eine Ladespannung von 120 bis 12 Volt regeln?
von sombrero » So 26. Sep 2010, 16:42
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Re: Wie eine Ladespannung von 120 bis 12 Volt regeln?
von andreas » So 26. Sep 2010, 19:57
Hallo Peter,
ich halte es in dieser Umgebung für unnötig und schwer bedenklich, eine dynamische Schaltung mit Zähler einzusetzen - speziell wenn dahinter ein Schaltregler sitzen soll. Aus den drei erfaßten Eingangsspannungen sind rein logisch und statisch die nötigen Signale für die Endstufen generierbar.
So ein Schaltregler hat nämlich die Eigenart, Spannungen und Ströme sehr impulsartig zu verändern. Auf solche Impulse reagieren dynamische Schaltungen gewöhnlich recht empfindlich. An dieser Stelle würde ich sogar komplett auf die Cmos-Logik verzichten und nur einige Komparatoren einsetzen, welche per C in der Gegenkopplung auch als vorzüglicher Integrator wirken und so recht unempfindlich gegen Störimpulse sind.
MfG. Andreas
ich halte es in dieser Umgebung für unnötig und schwer bedenklich, eine dynamische Schaltung mit Zähler einzusetzen - speziell wenn dahinter ein Schaltregler sitzen soll. Aus den drei erfaßten Eingangsspannungen sind rein logisch und statisch die nötigen Signale für die Endstufen generierbar.
So ein Schaltregler hat nämlich die Eigenart, Spannungen und Ströme sehr impulsartig zu verändern. Auf solche Impulse reagieren dynamische Schaltungen gewöhnlich recht empfindlich. An dieser Stelle würde ich sogar komplett auf die Cmos-Logik verzichten und nur einige Komparatoren einsetzen, welche per C in der Gegenkopplung auch als vorzüglicher Integrator wirken und so recht unempfindlich gegen Störimpulse sind.
MfG. Andreas
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Re: Wie eine Ladespannung von 120 bis 12 Volt regeln?
von sombrero » Mi 29. Sep 2010, 15:10
Hallo Andreas,
Ganz sicher kann man die Spannungen der Eingangsteilern, direkt zum Ansteuern der Mos Fet verwenden. Das ist vom Schaltungsaufwand sogar noch einfacher. Allerdings nur bei drei Eingangsteilern. Bei mehr als dreien kehrt es sich der Aufwand um.
Nach jedem Teiler einen Schmitt-Trigger und dann auf die Transistor Treiber u. Mos Fet.
Dieser cmos 40192 Dezimal-Zähler zählt von 0-9, der cmos 40193 im Binärcode sogar von 0-15. Das ermöglicht viel mehr Stufen, wenn man sie benötigen sollte.
Wenn alle Ausgänge A,B,C,D benutzt werden kann man also 9 bzw 15 Schaltstufen und folglich feinere Abstufung der Vorwiderstände realisieren. Dadurch gibt es für nachfolgenden Schaltregler
keine Probleme mit Schwankungen der Eingangsspannung. Überdies hat der ja noch einen Elko am Eingang und einen Elko u. Akku am Ausgang. Und der Regler würde solche Schwankungen auch schnell ausregeln.
Deine Version hat trotzdem etwas für sich. Sie kommt ohne den Zähler aus. Benötigt aber mehr Mos Fet und Treiber. Auch mehr Vorwiderstände, die aber alle den gleichen
Wert (hier 20 Ohm) haben können.
Denn alle werden immer parallel dazu geschaltet. 20 Ohm, 20 Ohm, 20 Ohm parallel macht 6.66 Ohm usw.
Nun noch, wo siehst Du ein Problem wenn man cmos Zähler in einer Schaltung wie dieser benutzt?
Gerade cmos ist anwendbar für Versorgungsspannungen von 3-18V und verträgt auch Schwankungen während des Betriebs. Dazu ist cmos entwickelt worden.
Er arbeitet zuverlässig und ist Standart in der Elektronik. Eine kleines -C- direkt an Pin Vdd +12V und Pin Vss 0V ist immer gut bei Zählern, Registern,Teilern .
Aber wir wollen ja kein zählen und teilen von Erbsen machen, weil wir wissen, daß es immer mehrere Wege zum Ziel gibt.
Deinen Vorschlag Komparatoren zu benutzen und mit einem Kondensator in der Gegenkopplung etwas zu integrieren habe ich noch nicht verstanden. Ich weiß noch nicht was ich da integrieren soll.
Im Anhang habe ich noch eine Schaltung die ohne den Zähler auskommt und bei nur drei Schaltstufen noch besser ans Ziel erreicht, weil sie einfacher ist.
mfg Peter Sombrero
Ganz sicher kann man die Spannungen der Eingangsteilern, direkt zum Ansteuern der Mos Fet verwenden. Das ist vom Schaltungsaufwand sogar noch einfacher. Allerdings nur bei drei Eingangsteilern. Bei mehr als dreien kehrt es sich der Aufwand um.
Nach jedem Teiler einen Schmitt-Trigger und dann auf die Transistor Treiber u. Mos Fet.
Dieser cmos 40192 Dezimal-Zähler zählt von 0-9, der cmos 40193 im Binärcode sogar von 0-15. Das ermöglicht viel mehr Stufen, wenn man sie benötigen sollte.
Wenn alle Ausgänge A,B,C,D benutzt werden kann man also 9 bzw 15 Schaltstufen und folglich feinere Abstufung der Vorwiderstände realisieren. Dadurch gibt es für nachfolgenden Schaltregler
keine Probleme mit Schwankungen der Eingangsspannung. Überdies hat der ja noch einen Elko am Eingang und einen Elko u. Akku am Ausgang. Und der Regler würde solche Schwankungen auch schnell ausregeln.
Deine Version hat trotzdem etwas für sich. Sie kommt ohne den Zähler aus. Benötigt aber mehr Mos Fet und Treiber. Auch mehr Vorwiderstände, die aber alle den gleichen
Wert (hier 20 Ohm) haben können.
Denn alle werden immer parallel dazu geschaltet. 20 Ohm, 20 Ohm, 20 Ohm parallel macht 6.66 Ohm usw.
Nun noch, wo siehst Du ein Problem wenn man cmos Zähler in einer Schaltung wie dieser benutzt?
Gerade cmos ist anwendbar für Versorgungsspannungen von 3-18V und verträgt auch Schwankungen während des Betriebs. Dazu ist cmos entwickelt worden.
Er arbeitet zuverlässig und ist Standart in der Elektronik. Eine kleines -C- direkt an Pin Vdd +12V und Pin Vss 0V ist immer gut bei Zählern, Registern,Teilern .
Aber wir wollen ja kein zählen und teilen von Erbsen machen, weil wir wissen, daß es immer mehrere Wege zum Ziel gibt.
Deinen Vorschlag Komparatoren zu benutzen und mit einem Kondensator in der Gegenkopplung etwas zu integrieren habe ich noch nicht verstanden. Ich weiß noch nicht was ich da integrieren soll.
Im Anhang habe ich noch eine Schaltung die ohne den Zähler auskommt und bei nur drei Schaltstufen noch besser ans Ziel erreicht, weil sie einfacher ist.
mfg Peter Sombrero
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Re: Wie eine Ladespannung von 120 bis 12 Volt regeln?
von andreas » Mi 29. Sep 2010, 21:33
Hallo Peter,
es geht noch ein wenig billiger. Vorschlag (beide Schaltungen von Dir vermischt):
Im Ruhezustand sind G1,3,5 am Eingang auf Low, Ausgang auf High. Entsprechend G2,4,6 am Eingang auf High, Ausgang auf Low. T3 und 4 sind gesperrt. In Stufe 1 schaltet G1 um, D4 sperrt und der Ausgang von G2 geht auf High, T3 leitet über D1 und schaltet damit die erste Laststufe zu. In der zweiten Stufe schaltet G3 und G4 um, wodurch D3 leitet und G2 per High am Eingang dazu bringt, T3 wieder abzuschalten. Dabei wird T4 aktiviert und schaltet die zweite Laststufe zu. Zuletzt kommen G5 und G6 ins Spiel, welche nun erneut über D2 zusätzlich T3 einschaltet, womit beide Laststufen in Betrieb wären. Der Aufwand bewegt sich im Cent-Bereich für vier Kleinleistungsdioden und zwei Widerstände. Das ist übrigens eine simple verdrahtete Logik aus den Digital-Anfangszeiten, an Cmos sehr einfach zu realisieren.
Ansonsten ist mir nicht einsichtig, warum für Cmos ein so hoher Speiseaufwand getrieben wird. Die Versorgung braucht nur sehr wenig, der Vorwiderstand vor der Z-Diode kann deutlich dünner ausfallen. Die Transistoren sind etwa um Faktor zehn überdimensioniert, da geht es deutlich billiger.
MfG. Andreas
es geht noch ein wenig billiger. Vorschlag (beide Schaltungen von Dir vermischt):
- dreistufen.JPG (15.14 KiB) 10225-mal betrachtet
Im Ruhezustand sind G1,3,5 am Eingang auf Low, Ausgang auf High. Entsprechend G2,4,6 am Eingang auf High, Ausgang auf Low. T3 und 4 sind gesperrt. In Stufe 1 schaltet G1 um, D4 sperrt und der Ausgang von G2 geht auf High, T3 leitet über D1 und schaltet damit die erste Laststufe zu. In der zweiten Stufe schaltet G3 und G4 um, wodurch D3 leitet und G2 per High am Eingang dazu bringt, T3 wieder abzuschalten. Dabei wird T4 aktiviert und schaltet die zweite Laststufe zu. Zuletzt kommen G5 und G6 ins Spiel, welche nun erneut über D2 zusätzlich T3 einschaltet, womit beide Laststufen in Betrieb wären. Der Aufwand bewegt sich im Cent-Bereich für vier Kleinleistungsdioden und zwei Widerstände. Das ist übrigens eine simple verdrahtete Logik aus den Digital-Anfangszeiten, an Cmos sehr einfach zu realisieren.
Ansonsten ist mir nicht einsichtig, warum für Cmos ein so hoher Speiseaufwand getrieben wird. Die Versorgung braucht nur sehr wenig, der Vorwiderstand vor der Z-Diode kann deutlich dünner ausfallen. Die Transistoren sind etwa um Faktor zehn überdimensioniert, da geht es deutlich billiger.
MfG. Andreas
- andreas
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Re: Wie eine Ladespannung von 120 bis 12 Volt regeln?
von sombrero » Do 14. Okt 2010, 07:15
Peter Sombrero,
Noch etwas zu der Frage wie eine überhöhte Ladespannung verkleinert werden, mit der anfallenden Leistung eine Batterie gepuffert
und gleichzeitig mit dieser Leistung der Generator gebremst werden kann.
(Denn davon lebt der Flügel bei starkem Wind)
Hier ist eine Logik, wie Andreas sie vorgeschlagen hat. Zwei Schmitt Trigger cmos 4584 sind hier mit Dioden und Widerständen so verdrahtet, daß die Ausgänge X, Y, Z
binär die Zustände 0-6 einehmen können.
Die 6 statischen Signale der Spannungsteiler sind invertiert. Die Logik erzeugt aus 6 Eingängen 3 Ausgänge X, Y, Z. Diese steuern 3 Mos Fet und unterschiedliche Lastwiderstände.
X, Y, Z können T4, T5, T6 in beliebiger Folge ansteuern.
In der Tabelle habe ich festgelegt das das binär erfolgen soll. Nach meiner Meinung sind im binären Rhytmus die Lastsprünge am kleinsten, die Zahl der Mos Fet und Lastwiderstände am kleinsten.
Will man auf eine höhere Spannung als 40Volt begrenzen, muß man z.B. den 39k Widerstand des Eingangsteilers vergrößern. Soll der Laststrom verkleinert werden dann
die Lastwiderstände vergrößern. Hier 20 Ohm, 10 Ohm, 5 Ohm.
mfG Peter Sombrero
Noch etwas zu der Frage wie eine überhöhte Ladespannung verkleinert werden, mit der anfallenden Leistung eine Batterie gepuffert
und gleichzeitig mit dieser Leistung der Generator gebremst werden kann.
(Denn davon lebt der Flügel bei starkem Wind)
Hier ist eine Logik, wie Andreas sie vorgeschlagen hat. Zwei Schmitt Trigger cmos 4584 sind hier mit Dioden und Widerständen so verdrahtet, daß die Ausgänge X, Y, Z
binär die Zustände 0-6 einehmen können.
Die 6 statischen Signale der Spannungsteiler sind invertiert. Die Logik erzeugt aus 6 Eingängen 3 Ausgänge X, Y, Z. Diese steuern 3 Mos Fet und unterschiedliche Lastwiderstände.
X, Y, Z können T4, T5, T6 in beliebiger Folge ansteuern.
In der Tabelle habe ich festgelegt das das binär erfolgen soll. Nach meiner Meinung sind im binären Rhytmus die Lastsprünge am kleinsten, die Zahl der Mos Fet und Lastwiderstände am kleinsten.
Will man auf eine höhere Spannung als 40Volt begrenzen, muß man z.B. den 39k Widerstand des Eingangsteilers vergrößern. Soll der Laststrom verkleinert werden dann
die Lastwiderstände vergrößern. Hier 20 Ohm, 10 Ohm, 5 Ohm.
mfG Peter Sombrero
Zuletzt geändert von sombrero am So 17. Okt 2010, 16:46, insgesamt 1-mal geändert.
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