mit Step-Down Regler über Solar einen LiIon Akku laden

[bapou (Gast)]

Hallo zusammen,

ich versuche ein kleines Solarladegerät für einen Photoakku

(7.2V LiIon, integrierte Schutzschaltung, orginales Ladegerät scheint 
nur eine 8.4V Konstantspannung zu machen)

zusammen zu bauen. Da ich hier im Moment im Ausland bin, und keine 
Werkstatt habe, wollte ich dies aus fertigen Komponenten aufbauen.

Also habe ich ein billiges flexibles 15V 1.5W Solarmodul gekauft
http://www.amazon.com/PowerFilm-Peel-Stick-Solar-Panel/dp/B003VKM87E

und einen fertigen Step-Down Regler
http://www.pololu.com/catalog/product/2104/specs

basierend auf einem LM2841 dahinter geschaltet.
http://www.national.com/ds/LM/LM2841.pdf

Das Problemist nun: Wenn der Akku schon angeschlossen ist und dann die 
Versorgungsspannung am Step-Down Regler kurz weg ist, dann funktioniert 
der Step-Down Regler nicht mehr (Schutzschaltung?).

Eine Diode vor dem Akku könnte vielleicht helfen, aber dann kann ich die 
Spannung nicht sauber regeln, da der Spannungsabfall stromabhängig ist.


Gibt es eine einfache Lösung (da ich keine Werkstatt hier habe) dies zu 
beheben? eine Diode + linearer Spannugsregler hinter den Step Down 
Wandler?

Vielen Dank,

Gruss
Thom

[Julian B. (julinho)]

Vielleicht solltest Du an den Shutdown-Pin eine RC-kombination 
anschließen, damit dieser sauber schaltet.

[Jobst M. (jobstens-de)]

bapou schrieb:
> Gibt es eine einfache Lösung (da ich keine Werkstatt hier habe) dies zu
> beheben? eine Diode + linearer Spannugsregler hinter den Step Down
> Wandler?

Eine Diode vor den Feedback-Spannungsteiler ...!?


Gruß

Jobst

[bapou (Gast)]

Hallo Jobst,

danke für den Tip. Meinst du die Stelle und Richtung die ich im 
angehängten Schaltplan eingetragen habe?

Meine elektronischen Kenntnisse sind recht begrenzt, deswegen die 
Nachfrage.
Was für ein Diodentyp soll ich nehmen? Dort würde der Spannungsabfall in 
der Diode * der maximale Strom (200ma) verbraten werden also vielleicht 
0.1W. Schafft dies jede SMD Diode abzuleiten?

Vielen Dank,
Thom

[Jobst M. (jobstens-de)]

Den Kondensator aber evtl. zwischen Spule und Diode ...

Ob die Diode das schafft, kannst Du in ihrem Datenblatt nachlesen.
Kann sein, ist sogar sehr wahrscheinlich, muss aber nicht.


Gruß

Jobst

[bapou (Gast)]

Hat es einen Grund, warum die Feedback Spannung im Datenblatt vor dem 
Kondensator abgegriffen wird?

Mir ist auch noch nicht klar, warum die Schaltung ohne Diode nicht 
funktioniert hat. Der Step-Down Regler war auf 8.4V gestellt und der 
Akku hatte ca. 7.9V. Damit sollte doch die Spannung am Feedback Eingang 
klein genug sein damit der Regler losläuft.

Der Einbau einer Diode ändert ja nichts an der Spannung am Feedback 
Eingang solange der Regler keine Eingangsspannung hat. Warum soll der 
Regler dann anlaufen?

(Ich stelle die Fragen, da ich erst die Diode bestellen muss bevor ich 
es testen kann).

Gruss
Thom

[Jobst M. (jobstens-de)]

bapou schrieb:
> Hat es einen Grund, warum die Feedback Spannung im Datenblatt vor dem
> Kondensator abgegriffen wird?

Wird sie nicht. Sie wird AM Kondensator abgegriffen, bzw. am Ausgang.

> Mir ist auch noch nicht klar, warum die Schaltung ohne Diode nicht
> funktioniert hat. Der Step-Down Regler war auf 8.4V gestellt und der
> Akku hatte ca. 7.9V. Damit sollte doch die Spannung am Feedback Eingang
> klein genug sein damit der Regler losläuft.

Stimmt. Aber so kann rückwärts keine Spannung mehr in den Wandler.

> Der Einbau einer Diode ändert ja nichts an der Spannung am Feedback
> Eingang solange der Regler keine Eingangsspannung hat. Warum soll der
> Regler dann anlaufen?

Läuft er denn ohne Akku wieder an?

> (Ich stelle die Fragen, da ich erst die Diode bestellen muss bevor ich
> es testen kann).

Kein Entwicker wird seine Schaltung ungetestet produzieren. Ausprobieren 
musst Du schon. Ich gebe auch keine Garantie auf korrekte Funktion.
Die wirst Du hier aber für keine Schaltung bekommen.


Gruß

Jobst

[bapou (Gast)]

Ja, der momentane Abgriff der Feedback Spannung ist natürlich am 
Ausgang. Dies hatte ich falsch gesehen.

Ich werde die Diode einbauen und es ausprobieren. Vielen Dank für deine 
Hilfe.

Thom

[bapou (Gast)]

Hallo Jobst,

die Schaltung (mit Einbau einer Diode vor dem Feedback Abgriff) 
funktioniert. Zumindest mit einem Netzteil als Stromquelle. Bei dem 
momentanen Regenwetter hier schafft die Solarzelle <1/10 ihrer Peak 
Leistung (~8ma Kurzschlussstrom) und damit macht die Schaltung noch gar 
nichts. Ich warte mal auf besser Wetter.

Gruss, und nochmals danke für deine Hilfe,
Thom

[Jobst M. (jobstens-de)]

Solange das Wetter nicht mit macht, hilft Dir evtl. das 
MAD-Reiseladegerät weiter. Mit 10 Batterien konnte man einen Akku laden! 
;-)


Gruß

Jobst

[bapou (Gast)]

Nun gibt es endlich Sonne und damit taucht das nächste Problem auf.

Sobald der Lithium Akku nicht ganz voll ist (und damit die Akkuspannung 
gut unter der eingestellten Ladespannung vom Step-Down Regler ist), 
nimmt der Ladestrom zu. Nun steigt der Eingangsstrom an und die Spannung 
an der Solarzelle knickt ein.

Manchmal stellt sich ein Gleichgewicht ein, bei der die Spannung der 
Solarzelle gerade hoch genug ist damit der Regler noch funktioniert (ca. 
8.5-9V...). Dann lädt es, aber da die Spannung weit unter der Maximum 
Power Point Spannung von ca. 14-15V liegt ist die Leistung der 
Solarzelle recht klein (ca. 50% der MPPT Leistung), das ganze also sehr 
ineffizient.

Manchmal (bei weniger Sonne) knickt die Spannung so ein, dass gar nichts 
mehr lädt, obwohl die Zelle in diesem Bedingungen immer noch einen 
Kurzschlussstrom von ca. 20ma (also 0.3W) hätte.

Das heisst wohl, ein Step Down Regler mit konstanter Ausgangsspannung 
reicht nicht für mein Problem. Man müsste irgendwie den Strom begrenzen, 
oder am besten einen Mini MPPT Tracker haben.

Ich freue mich über Ideen,

Gruss,
Thom