Hallo, mir geistert eine Frage durch den Kopf. Ich habe aus bisschen Solarzellenbruch eine Zelle mit ca. 2V zusammengesetzt. Daran ist ein Step-Up-Wandler der 5V daraus macht. Wenn der Wandler nun belastet wird bricht die Spannung schnell zusammen - bzw. macht die Sonne was sie will, d.h. es kein konstant hoher (oder halt nur ein sehr kleiner) Strom vom Wandler abgenommen werden. Ich suche nun eine Schaltung, welche die Ausgangsspannung konstant hält, indem der Ausgangsstrom gerade so geregelt wird, dass es stets noch 5V (oder wenigstens 4,9) am Ausgang bleiben. Evtl. hat jemand Erfahrung damit? Viele Grüße Frank
Frank schrieb: > Ich suche nun eine Schaltung, welche die Ausgangsspannung konstant hält, > indem der Ausgangsstrom gerade so geregelt wird, dass es stets noch 5V > (oder wenigstens 4,9) am Ausgang bleiben. Da sich der Ausgangsstrom aus dem Lastwiderstand ergibt, ist eine solche Schaltung physikalisch unmöglich.
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Hallo, ich habe sowas mal simuliert (siehe Anhang). Das macht das. War eher so eine Übungsaufgabe, aber ich speichere sowas immer weg, egal wie sinnlos das ist :-) Vielleicht kannst du was damit anfangen. Optimal ist es vermutlich nicht, am Breadboard hat es aber getan. Warum ich es nie aufgebaut habe: es gibt Z-Dioden oder LM4140. Den habe ich dann wirklich verwendet.
Sorry, Simulation vergessen. LT-Spice. Zickt zwar etwas, läuft aber. Das Modell von Microchip wird halt bemängelt.
Frank schrieb: > Ich suche nun eine Schaltung, welche die Ausgangsspannung konstant hält, > indem der Ausgangsstrom gerade so geregelt wird, Quatsch mit Sosse. Wenn die Leistung deiner Solarzelle nicht reicht, um die angeschlossene Shcaltung zu versorgen, bricht das halt zusammen. Nimm Batterien. Frank schrieb: > Evtl. hat jemand Erfahrung damit? Step Up (und down) Regler funktionieren an Solarzellen nicht, man benötigt MPP Regler wenn man auch maximum power haben will, zum Akkuladen, oder feste PWM Frequenz, wenn man feste Übersetzungsverhältnis haben will, oder hat den Effekt wie du, daß so lange die Sonne üppig scheint man konstante 5V bekommt und wenn sie nicht reicth, eben alles zusammenbricht und sich inene einen dead lock bewegt, also dann auch bei mehr Sonne nicht wieder hochkommt. Das sind die Grundlagen der Photovolatik, die man hätte lesen können, wenn man sich vorher informiertz hätte.
Harald Wilhelms schrieb: > Da sich der Ausgangsstrom aus dem Lastwiderstand ergibt, ist eine > solche Schaltung physikalisch unmöglich. Mein Gedanke war: Die Zeiten mit der sich die Spannung am Ausgang ändert muss nur lang gegnüber einer Messzeit sein, dann kann man etwas selbstregulierendes bauen, was die Spannung am Ausgang im besten Fall nur schwach schwanken lässt. Die Herausforderung ist halt, dass die regulierende Schaltung möglicht einfach ist. Schreiberling schrieb: > ich habe sowas mal simuliert (siehe Anhang). Wow - ich danke dir! Werde es mir ansehen! MaWin schrieb: > Nimm Batterien. Ich weiß nicht was ich dazu sagen soll. Darum geht es halt nicht. MaWin schrieb: > Step Up (und down) Regler funktionieren an Solarzellen nicht Das mache ich aber. MaWin schrieb: > Step Up (und down) Regler funktionieren an Solarzellen nicht, > man benötigt MPP Regler wenn man auch maximum power haben will, > zum Akkuladen, Ich will ja gar nicht den MPP finden, sondern unter irgendeinem Wirkungsgrad (der mir egal ist) konstante 5V raus haben. MaWin schrieb: > Das sind die Grundlagen der Photovolatik, die man hätte lesen > können, wenn man sich vorher informiertz hätte. Ich weiz immer noch nicht waz ich dasu zagen zoll.
Frank schrieb: > Das mache ich aber. Ohne zu Denken Was genau war daran: "Wenn die Leistung deiner Solarzelle nicht reicht, um die angeschlossene Shcaltung zu versorgen, bricht das halt zusammen." so schwer zu verstehen ? Zusätzlich gilt: "und sich in einen dead lock bewegt, also dann auch bei mehr Sonne nicht wieder hochkommt." Du MÖCHTEST nicht verstehen weil du darauf bestehst, daß es so funktionieren SOLL wie du es willst ?
Frank schrieb: > Die Herausforderung ist halt, dass die > regulierende Schaltung möglicht einfach ist. Die Herausforderung ist, das Du das Ohmsche Gesetz ausser Kraft setzen willst. >> ich habe sowas mal simuliert (siehe Anhang). Simulieren kann man alles. Auch eine Physik ohne Ohmsches Gesetz. > Ich will ja gar nicht den MPP finden, sondern unter irgendeinem > Wirkungsgrad (der mir egal ist) konstante 5V raus haben. Das geht nur ohne Belastung. Bzw. mit einer Belastung, die niedriger als das ist, was die Solarzelle liefern kann. > Ich weiz immer noch nicht waz ich dasu zagen zoll. Tja, Grundlagen lernen. :-) Gruss Harald
MaWin schrieb: > Wenn die Leistung deiner Solarzelle nicht reicht, um die > angeschlossene Shcaltung zu versorgen, bricht das halt zusammen. Dass die Step-Up-Schaltung versorgt werden muss ist klar. Es geht darum, dass die Last die Ausgangsspannung zum Einbrechen bringt. Mit weniger Last wären die 5V ja stabil. Zu Gunsten der Spannung soll der Strom also begrenzt werden. -> Mir kommt es darauf an dass die Spannung fest ist, nicht der Strom.
Frank schrieb: > MaWin schrieb: >> Step Up (und down) Regler funktionieren an Solarzellen nicht > > Das mache ich aber. YMMD! :D
Frank schrieb: > Dass die Step-Up-Schaltung versorgt werden muss ist klar. Es geht darum, > dass die Last die Ausgangsspannung zum Einbrechen bringt. Mit weniger > Last wären die 5V ja stabil. Zu Gunsten der Spannung soll der Strom also > begrenzt werden. -> Mir kommt es darauf an dass die Spannung fest ist, > nicht der Strom. Mein Tipp: Schalte zwischen dem Ausgang (5V) und deiner Last einen 1M Widerstand. Das sollte die Ausgangsspannung (vor dem 1M Widerstand) weitestgehend vor Spannungseinbrüchen schützen.
Frank schrieb: > Mir kommt es darauf an dass die Spannung fest ist, > nicht der Strom. Wenn die Spannung fest sein soll aber nicht genügend Strom vorhanden ist, dann musst du die Last verändern.
Mal ein Gedankenexperiment: ein Komparator mit Hysterese "misst" die Spannung gegen eine Referenzspannung (z.B. Z-Diode) Der Stromregler ist im einfachsten Fall ein Schalter (z.B. ein Relais, obwohl das in dem Anwendungsfall Blödsinn wäre) Aber das wäre dann ein Regler, der zwei Arbeitspunkte kennt: Strom an und Strom aus. Sinkt die Spannung aufgrund der steigenden Last unter die Schaltschwelle, öffnet der Schalter und "regelt" den Strom zu Null. Die Spannung steigt und der Schalter schließt wieder. Vielleicht habe ich die Grundgesetze der Physik auch nicht verstanden, aber so prinzipiell unmöglich erscheint mir so eine Anordung, wie sie der TO fordert, erstmal nicht.
Schlumpf schrieb: > Aber das wäre dann ein Regler, der zwei Arbeitspunkte kennt: Strom an > und Strom aus. > > Sinkt die Spannung aufgrund der steigenden Last unter die > Schaltschwelle, öffnet der Schalter und "regelt" den Strom zu Null. Die > Spannung steigt und der Schalter schließt wieder. Sowas nennt man PWM. Damit bekommst Du eine mittlere Spannung, die niedriger als die Eingangsspannung ist. Und gerade das will der TO nicht. Gruss Harald
Du hast mit deinem Gedankenexperiment recht. Nur regelst du nicht den Strom, denn der ist durch das Solarpaneel vorgegeben, sondern die Last. Wenn die Spannung fest und der Strom durch das Paneel vorgegeben ist, dann ist laut Ohmschen Gesetz U=I*R die Last R die einzig mögliche Variable.
Harald Wilhelms schrieb: > Sowas nennt man PWM. Ich nenne sowas Zweipunktregler. Harald Wilhelms schrieb: > Damit bekommst Du eine mittlere Spannung, > die niedriger als die Eingangsspannung ist. Und gerade das > will der TO nicht. Wo steht das? Ich lese nur, dass er wenigstens 4,9V am Ausgang braucht. Wäre also nur eine Frage der Empfindlichkeit der Anordnung. Hubert G. schrieb: > Nur regelst du nicht den > Strom, denn der ist durch das Solarpaneel vorgegeben, sondern die Last. So, das Solarpanel gibt den Strom vor? Also wenn es 1A kann, dann macht es das auch.. selbst an einem 1MOhm-Widerstand? Irgendwie fällt es mir schwer, das zu glauben. Hubert G. schrieb: > Wenn die Spannung fest und der Strom durch das Paneel vorgegeben ist, > dann ist laut Ohmschen Gesetz U=I*R die Last R die einzig mögliche > Variable. Dann nenne es halt Last, die geändert wird. Ich nenne es den Strom. Denn faktisch wird der geregelt. Ob ich den Schalter jetzt gedanklich dem Panel zuordne oder der Last ist doch schnurzpiepegal. Ich regle den Strom so, dass die Spannung am Ausgang der Quelle nicht unter einen bestimmten Wert einbricht. Und das ist genau das, was der TO wollte. Oder zumindest habe ich es so verstanden.
Nur zum Verständnis. Ich will nicht sagen, dass das, was der TO da vor hat, sinnvoll ist, aber ich finde ich auch nicht, dass man im Rahmen der Vorgaben ausschließen kann, dass das physikalisch unmöglich ist, wie hier behauptet wurde.
Schlumpf schrieb: > Ich regle den Strom so, dass die Spannung am Ausgang der Quelle nicht > unter einen bestimmten Wert einbricht. Das ist Dein Irrtum, denn genau das tut sie.
Harald Wilhelms schrieb: > Das ist Dein Irrtum, denn genau das tut sie. Aha.. kannst du das auch für nen Deppen wie mich erklären? Also wenn ich eine Batterie mit nem dicken Schiebewiderstand langsam immer mehr belaste, und dabei die Spannung an der Batterie messe und wenn diese einen bestimmten Wert unterschreitet, den Schiebewiderstand von der Batterie trenne, dann fällt deiner Meinung nach die Spannung trotzdem weiter ab? Meiner Meinung nach steigt sie wieder. Und wenn ich dann sehe, dass sie über einen bestimmten Wert gestiegen ist, klemme ich die Last wieder an und das Spiel beginnt von vorne. Meiner Meinung nach pendelt die Spannung immer zwischen den beiden Schaltschwellen. Aber ich lasse mich da gerne eines Besseren belehren.
Schlumpf schrieb: > dann fällt deiner Meinung nach die Spannung trotzdem weiter ab? Ja, für den Verbraucher auf Null.
Frank schrieb: > Ich suche nun eine Schaltung, welche die Ausgangsspannung konstant hält, War danach gefragt? Nicht wirklich, oder? AUSGANGS-Spannung war gefodert. Nicht die Spannung am Verbraucher.
Schlumpf schrieb: > Ich regle den Strom so, dass die Spannung am Ausgang der Quelle nicht > unter einen bestimmten Wert einbricht. Und das ist genau das, was der TO > wollte. Oder zumindest habe ich es so verstanden. Was regelst du wenn die Quelle nicht genügend Strom liefert?
Hubert G. schrieb: > Was regelst du wenn die Quelle nicht genügend Strom liefert? Tut mir leid, diese Frage habe ich nicht verstanden. Was ich regle, wenn die Quelle nicht genügend Strom liefert? Ich regle den Strom ab (= NULL), dass die Spannung an der Quelle nicht einbricht. Denn der Erhalt der Quellenspannung war ja das Ziel des TO. Oder was meinst du?
Frank schrieb: > Ich suche nun eine Schaltung, welche die Ausgangsspannung konstant hält, > indem der Ausgangsstrom gerade so geregelt wird, dass es stets noch 5V > (oder wenigstens 4,9) am Ausgang bleiben. Also nicht die Quellenspannung sondern die Ausgangsspannung soll konstant bleiben und das bei sich änderndem Quellenstrom. Solange die Quelle mehr Strom liefern kann als der Verbraucher benötigt, hat der 5V Regler kein Problem die Spannung konstant zu halten. Wenn die Quelle aber weniger Strom liefert als der Verbraucher bei 5V benötigt und du möchtest die 5V trotzdem konstant halten, dann hast du nur die Möglichkeit den Verbraucherwiderstand zu erhöhen.
Frank schrieb: > bzw. macht die Sonne was sie will Das macht die Sonne schon seit sehr vielen Jahren - auch ohne deinen Solarzellenbruch.
Hubert G. schrieb: > Also nicht die Quellenspannung sondern die Ausgangsspannung soll > konstant bleiben Und was ist dann die Ausgangsspannung der Quelle? Die Quellenspannung? Die Ausgangsspannung? Oder was ganz anderes? Solarzelle -- Schaltregler -- Last ^ Quellenspannung = Ausgangsspannung(der Quelle) Natürlich ist die Spannung gegen Masse gemessen, die sowohl bei der Solarzelle, Schaltregler und der Last verbunden ist. (Bevor hier Nachfragen diesbezüglich kommen)
Hatte zu diesem Thema mal eine Idee, bin aber kein
Elektronik-Spezialist...
Folgender Aufbau:
Nach dem 5V Regler kommt ein Spannungsteiler (Poti), an dessen Ausgang
ein Vorwiderstand und eine Diode in Durchlassrichtung auf die Basis von
einem Bipolartransistor geht. Jetzt wird der Spannungsteiler und der
Vorwiderstand gerade so dimensioniert, dass man sich bei 5V am Ausgang
gerade kurz nach der Schwellspannung der Diode (also bei ca. 0,9V bei
einer Siliziumdiode) befindet. Fällt die Spannung am Ausgang nun ab,
dann schnürt die steile Kennlinie der Diode den Basistrom vom Transistor
zu. Durch eben die steile Diodenkennlinie sollte das System ja auf sehr
kleine Spannungsänerungen reagieren, da im Bereich knapp nach der
Schwellspannung sich der Durchlassstrom bei sehr kleinen Spannungen sehr
stark ändert. -> Wird weniger Strom vom Regler abgenommen kann dieser
die 5V halten -> oder eben fast 5V, da eine kleine Spannungsdifferenz ja
zum regeln benötigt wird.
5V----------------------------
|
------- Poti
| |
| O Vorwiderstand
| |
| v Diode
| |
| ---
| A Bipolartransistor
| | |
--------- -----------------
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