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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Konstantstromquelle, Spannungsbegrenzung


Autor: Lasse S. (cowz) Benutzerseite
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Hallo,

Kurzform:
Nabendynamo -> Gleichrichter -> Spannungsbegrenzung -> Kondensatoren -> 
MAX1811


Langform:
ich möchte mit einem Nabendynamo meine Schaltung speisen und dabei einen 
LiPo laden. Dies wollte ich prinzipiell mit einem MAX1811 machen.

Dieser hat eine maximale Eingangsspannung von 6.5V, die sollte folglich 
nicht überschritten werden. Vor dem MAX hängt ein Brückengleichrichter.


Um nun die Spannung zu begrenzen bleibt wohl nichts anderes übrig, als 
den nicht benötigten Strom irgendwie zu verheizen.

Bei vielen LED-Fahrradlampen ist von einer Z-Diode die Rede, das war 
prinzipiell auch meine Idee. Nun liest man aber immer wieder, dass das 
nicht wirklich gut sei.

Gibt es denn andere Lösungen? Auch ein Schaltregler bringt ja nichts, da 
der ja die überschüssige Energie auch nicht wegbekommt und somit auch 
irgendwann an seine Eingangsspannungsgrenzen kommt.

Im Anhang mal meine "Idee", nichts großes, aber als Schaltplan 
vielleicht deutlicher, was ich meine. Die angegebene Z-Diode bitte durch 
eine 1N5339 ersetzen, also mit einer Z-Spannung von 5.6V und 5W.


Also bitte, meckert, übt Kritik, oder sagt mir, dass das so 
funktionieren wird ;)


Gruß
Lasse

PS: Spezielle Überspannungsdioden finde ich in dem Spannungsbereich 
nicht.

PPS: Fehlen Infos, bitte bescheid sagen, ich reiche gerne alles nach.

: Verschoben durch Admin
Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Der ist gut, den ueberschuessigen Strom verheizen... Dann mach mal vorne 
und hinten je einen dicken Dynamo ran und heiz den nicht benoetigten 
Strom runter... vielleicht mit ner Sitzheizung... Lass es sein, das wird 
nichts.
Ohne Schaltregler wird das nie was, ausser es geht um ein Fitnessgeraet.

Autor: Zaphod Beeblebrox (brezel) Benutzerseite
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Hey noch Was schrieb:
> Ohne Schaltregler wird das nie was, ausser es geht um ein Fitnessgeraet.

ich wär mir da nich so sicher...
Nabendynamos liefern doch nur 5 oder 6V oder?
Trotzdem wäre schaltregler natürlich eleganter.

Autor: Jens G. (jensig)
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>Nabendynamos liefern doch nur 5 oder 6V oder?
ja - bei definierter Last

>Trotzdem wäre schaltregler natürlich eleganter.

sicher - aber nicht für nur 5-6V (eine Dekade mehr ist wohl eher 
angebracht, um diese Situation zu beherrschen)

Autor: Lasse S. (cowz) Benutzerseite
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Hi,

ein Nabendynamo kann am ehesten als Konstantstromquelle mit 500mA 
angesehen werden, die Leerlaufspannung kann recht hoch werden (manche 
Quellen sprechen von >100V, andere eher im Bereich von ~60V).

Natürlich wäre ein Schaltregler effektiver.

Habe ich aber nich auch da das Problem, dass -wenn ich den Ausgang nicht 
belaste- die Eingangsspannung steigt, bis sie die Schaltregler zerstört?


Und: Warum funktioniert das mit der Z-Diode nicht? Ein "Fitnessgerät" 
wird das Fahrrad dadurch ja wohl eher nicht, ich bezweifel, dass man die 
zusätzliche Leistung überhaupt spürt. Ich fahre sonst auch tagsüber mit 
Licht an, weil es keinen Unterschied macht...

Gruß
Lasse

Autor: MaWin (Gast)
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> Bei vielen LED-Fahrradlampen ist von einer Z-Diode die Rede, das war
> prinzipiell auch meine Idee. Nun liest man aber immer wieder, dass das
> nicht wirklich gut sei.

Es belastet deinen Dynamo und damit dich obwohl kein Strom mehr 
gebraucht wird. Daher nimmt man besser Laderegler. Der MAX1881 wäre dein 
Laderegler, aber er ist untauglich. Er müsste entweder spannungsfester 
sein, oder den Dynamo kurzschliessen (das geht auch, bei quasi 0 
Spannung ist der Strom egal, es wird quasi 0 Leistung verbraten) wie 
hier:

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-fa...

Ein Schaltregler ist überflüssig. Wenn der Akku voll ist, ist er voll, 
und wenn er geladen wird, liegt er mit ca. 6V im optimalen 
Leistungsbereich des Dynamos.

Dennoch kann ein Schaltregler sinnvoll sein, wenn er deinen MAX1811 
durch was spannungsfesteres ersetzt. Einen LT3650 würde man mit einer 
Z-Diode die zwischen 32 und 40V leitend wird, schützen, da liefert der 
Dynamo kaum noch irgendwelche Leistung. Im Lademoment würde der LT3650 
natürlich den Dynamo so belasten, daß er nie auf 32V kommt.

Autor: Lasse S. (cowz) Benutzerseite
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Hallo,

ich finde momentan keinen Laderegler, der eine so hohe Eingangsspannung 
aushält. Der LT3650 ist bei Farnell nur aus den USA für Extrageld 
verfügbar, das ist mir zu teuer. Gibt es Alternativen?


*Daten*:
Eingangsspannung: ab spätestens 5V, bis gerne sehr hoch ;)
Strom: 500mA, gerne auch mehr möglich, also z.B. 1A
Akkutyp: LiIon
Besonderheit: Das System (µC, Display, ...) muss während des Ladens mit 
versorgt werden können


Ansonsten: Einen Schaltregler mit obigen Daten vor den MAX1811. Ich 
blicke bei Farnell gerade nicht durch, wo ich da Schaltregler finde.


Nett wäre es auch, wenn der Schaltregler dann vllt. auch gleich geringe 
Spannungen hochregelt (um bei langsamer Fahrt auch was auszukosten). 
(Lohnt sich das überhaupt, oder gibt das SON in dem Bereich eh quasi 
keine Leistung ab?)

Gruß
Lasse

Autor: Lasse S. (cowz) Benutzerseite
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Hi,

niemand ne Idee? :(

Gruß
Lasse

Autor: Klaus De lisson (kolisson)
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Nimm doch einfach einen diskreten Längsregler mit Transistor und 
Z-Diode.
Den Transistor kann man ja so auswählen, dass er hohe Spannungen 
aushält.

http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Se...

http://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsregler


Gruss K

Autor: Lasse S. (cowz) Benutzerseite
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Ein Linearregler ist hier wohl eher nicht die Lösung... Zumindest ist da 
ja nicht mehr viel Unterschied zur Z-Diode zu finden.

Gruß
Lasse

Autor: itsmmer (Gast)
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Aus einem Nabedynamo kommen immer nur im Schnitt 500-600mA. jeder Dynamo 
ist mit 6V/3W angegeben. Mehr ist nicht drin. Es sollen aber 10Watt 
rauskommen Egal wie sehr Du auch strampelst, es bleiben 500ma. Um ein 
"Tablet" zu laden, müssten es aber schon 5V/2A sein. Wie müsste der 
Dynamo umgebaut werden, um so viel da raus zu bekommen?

Autor: Peter II (Gast)
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itsmmer schrieb:
> Aus einem Nabedynamo kommen immer nur im Schnitt 500-600mA. jeder Dynamo
> ist mit 6V/3W angegeben. Mehr ist nicht drin.

falsch.
Wenn man 2 Lampen in Reihe schaltet dann liefert er auch mal 12V bei 
500mA.


die 6V gelten nur bei einer bestimmen last und Geschwindigkeit. Wenn man 
mit einem MPP Regler arbeitet kann man mehr als 3W (bei passenden 
Geschwindigkeit) aus dem Dynamo holen.

Autor: Peter II (Gast)
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Zwölf M. schrieb:
> Der ist gut, den ueberschuessigen Strom verheizen...

das wird gar nicht gemacht. Denn die Spannung am Dynamo bricht bei dem 
zusätzlichen Strom ein, damit wird gar nicht so viel über die Diode 
verheizt.

Man hat kaum eine andere Wahl, denn wenn man nicht denn Nennstrom 
abnimmt, steigt die Spannung sehr stark an.

Autor: GeGe (Gast)
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Ein Problem bei der Sache gibt es auch noch.
Denn wenn die Betriebsspannung erreicht wird und der Ladecontroller nun 
einschaltet, somit der Dynamo belastet wird sackt die Betriebsspannung 
voll zusammen. Der Laderegler ohne Spannung somit das Laden zwangsweise 
eingestellt, die Spannung hinter dem Gleichrichter steigt nun wieder und 
das Spiel beginnt von vorne.
Das ganze geht dann solange bis endlich eine bestimmte Geschwindigkeit 
erreicht wurde wo die Betriebsspannung gerade noch so reicht.
Bei den Tipps mit den Schaltreglern hat man allerdings das selbe 
Problem. Will man das Problem vernünftig lösen, muss man dafür sorgen 
das die Stromentnahme eben Geschwindigkeitsabhängig gesteuert wird.
Ich hatte hier mal einen Versuchsaufbau mit einem ATtiny der die 
Geschwindigkeit ständig ermittelt hat und daraus entsprechend eine PWM 
ausgegeben hat für den Hochsetzsteller.
Bei Tempo 20 konnten da 5W und bei Tempo 40 bis 10W aus nem dem 
Nabendynamo gezogen werden. Last waren hier 7Stück Power-Leds.
Fürs Laden von Akkus müsste dahinter aber wieder ein Stepdown.

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