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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 0-100V Spannungsversorgung


Autor: Achim (Gast)
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Hallo Leute,

ich will meine µC-Schaltung durch ein Solarpanel betreiben, was 0-100V 
Ausgangsspannung erzeugt. Habe bisher keinen Spannungswandler gefunden 
der mir 3-5V liefert und bis zu 100V abkann. Habt ihr vielleicht ne Idee 
wie man da ran gehen kann?

Gruß Achim

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Achim (Gast)

>der mir 3-5V liefert und bis zu 100V abkann. Habt ihr vielleicht ne Idee
>wie man da ran gehen kann?

Du brauchst eien DC-DC Wandler. Aber von 0-100V wirst du keinen finden. 
Die Guten mit Weitbereichseingang laufen z.B. von 18-72V. Danach wirds 
eng.

MFG
Falk

Autor: Achim (Gast)
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Vielleicht kann man ja was Schaltungstechnisch lösen? Zwei 
unterschiedliche DC/DC-Wandler benutzen oder so.

Autor: The Devil (devil_86)
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Ist ja ein fettes Panel mit 100V. Ist das Leerlauf- oder Nennspannung??

Autor: EZ81__ (Gast)
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Achim: Wie effizient muss es werden und wieviel Strom wird gebraucht? 
Bei welcher minimalen Eingansspannung soll es noch funktionieren?

Autor: Achim (Gast)
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Jep das Panel ist schon groß, die 100V sollen Leerlaufspannung 
darstellen. An Strom benötige ich eigentlich nur 200-300mA. Um die 
minimale Spannung brauch man sich keine Gedanken machen, da noch n Akku 
zur Stromversorgung hinzukommt der dann den Nachtbetrieb abdecken soll. 
Die µC-Schaltung selbst wird 3,3V oder 5V brauchen.

Ich suche nur nach einer Idee, wie man diesen riesigen 
Eingangsspannungsbereich fest auf 3-5V runter bekommt.

Gruß Achim

Autor: Jörg B. (manos)
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Um nicht min. 19W zu verbraten benötigt man auf jeden Fall einen 
Schaltregler. Einfach mal auf den Herstellerseiten mach VCCmax sortieren 
lassen... Bei ON Semiconductor gibt es auch welche bis 200V
http://www.onsemi.com (z.B. NCP1030 und NCP1031)

Einfach mal was suchen gehen...

Autor: markus (Gast)
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Ein DC-DC-Wandler ist wohl die profesionellere Lösung wie mein 
Vorschlag, aber er würde auch Funktionieren und für den privaten 
Gebrauch ausreichend....

Über Widerstände und Z-Dioden die Spannung soweit runterschrauben, bis 
sie mit einem Normalen Linearregler z.B. 7805 geregelt werden kann.

Dann hättest du für deine µC-Schaltung und deine Batteriespannung die 
gleiche Masse!

Autor: Frank Link (franklink)
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Hallo Achim,
wenn Du einen Kühlkörper unterbringen kannst, dann kannst Du auch diese 
Schaltung verwenden.

Ich verwende Sie für meine Röhrenverstärker, aber für den Zweck sollte 
Sie auch zu verwenden sein.

http://www.derplatinenshop.de/images/products/ghsp.gif

Gruss
Frank

Autor: Maik Geßner (speedy)
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hmmm! wenn die spannung von 3,3 V net währen könnt i dir sogar eine 
SChaltung mit Schaltregler liefern, aba durch die 3,3V wirds da schon 
eng!

Und wenn i meine Messreihe nächte woche fertsch bekomm kann i dir sogar 
die leistungdaten mitgeben! einziger nachteil! max. 2,5A und soweit 
willst ja net feuner!

einfach melden!

Autor: Snt Opfer (snt-opfer)
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Sollte nicht das grosse Problem sein, siehe industrielle Meßumformer.
Die "fressen" alles zwischen 15 und 350V DC (bzw. 12 - 230AC max.).
Der DCDC Wandler wird dann erst bei grossen Potentialunterschieden 
aktiv, drunter genügt in der Regel ein normaler Linearregler.

Autor: Omega G. (omega) Benutzerseite
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Was spricht gegen ein ganz normales Schaltnetzteil? Irgendwas was z.B. 
mit einem UC3842 o.ä. aufgebaut ist könnte funktionieren. Ich hatte auch 
so ein ganz normales Schaltnetzteil an eine Solarzelle mit ähnlicher 
Spannung angeschlossen. Dazu habe ich die Spannung vom Panel direkt an 
den Primär-elko angeschlossen.

Autor: Marius S. (lupin) Benutzerseite
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Was für ne batterie hängt denn da dran? kann man die schaltung nicht 
damit betreiben? Vlt nur mit der ersten Zelle?

Autor: Achim (Gast)
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Wow danke für die vielen Rückmeldungen, sorry für die Funkstille war 
krank. Aber weiter im Text.

Die Lösung mit den Z-Dioden hab ich auch schon Favorisiert, weil simpel. 
Das heißt, Spannung über Z-Dioden begrenzen und zusätzlich noch eine 
Strombegrenzung unterbringen. Dann kann man mit jedem herkömmlichen 
Linearregler auskommen.

Was ich als Batterie verwende weiß ich noch nicht so richtig. Werde 
vielleicht sogar einen SuperCap verwenden, da meine Applikation Nachts 
so gut wie nur schlafen soll. Aber eben nur so gut wie. Die Idee dabei 
ist, dass der Cap oder der Akku Tagsüber geladen wird und Nachts 
genügend Strom für kleinere Aktivitäten liefert. Vorteil vom SuperCap 
wäre, dass keine Ladeschaltung benötigt wird und das ganze sehr simpel 
bleibt.

Was haltet ihr von der Z-Dioden-Cap-Variante??

Grüße Achim

Autor: Achim (Gast)
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So ich hab mir gerade den NCP1030 und NCP1031 von Onsemi angeschaut. 
Schicker Schaltregler mit 12V bis 200V Vin und 12V Vout.
Zwei Fragen stellen sich da bei mir:
1. Was ist wenn Vin < 12V ist? Kann ich die trotzdem abgreifen, ich will 
ja eine geringere Spannung.
2. Welche bedeutenden Vorteile liefert die Verwendung eines 
Schaltreglerg gegenüber der Z-Dioden-Variante?

Gruß Achim

Autor: Jörg B. (manos)
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Achim wrote:
> 2. Welche bedeutenden Vorteile liefert die Verwendung eines
> Schaltregler gegenüber der Z-Dioden-Variante?
Du sprichst von Solar und von 200-300mA. Bei 3-5V Nutzspannung müsstest 
Du bei einer Linearregelung (dazu zähle ich jetzt auch mal Z-Diode und 
Widerstand) die 200-300mA über den gesamten Spannungsabfall mitziehen... 
D.H. Du verheizt 95-97% (lässt sich schön leicht ausrechnen da Du ja 
100V hast^^).

Ein Schaltregler hat u.U. nur einen Verlustleistung von 3%.

Autor: Jörg B. (manos)
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Aber ich fand eine andere Frage die weiter oben gestellt wurde noch 
interessant... Wie (worin) wird die Energie gespeichert?
Wenn es eine Reihenschaltung von Akkus ist kann man vielleicht einfach 
den untersten Akku nehmen und muss vielleicht nur 12V auf 3-5V regeln.

Autor: Achim (Gast)
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Soll leider eigentlich keine Reihenschaltung von Akkus werden. Wenns 
geht wäre einer (ob nun Supercap oder Akku) die Idealvariante.

Autor: Randy N. (huskynet)
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Ist nur sone Idee: Ich würde einen Schaltregler selbst bauen, allerdings 
mit zwei Kondensatoren. Der Schaltregler führt dann abwechselnd den 
beiden Kondensatoren Energie zu (das kann sogar erstmal eine feste 
Frequenz sein). Somit hast du die Spannung schonmal ohne allzu große 
Verluste halbiert. Bei einem normalen Schaltregler würde die Energie des 
Solarpanels, wenn der Schaltregler grad nicht durchschaltet, ungenutzt 
bleiben, oder? Auf diese Art kannst du die Spannung auch dritteln, 
vierteln. Die Kondensatoren kannst du am Ende parallelisieren. Damit 
hast du dann einen Spannungsbereich von 0-25V, für  die es dann 
Schaltregler (vielleicht auch Step-up-Regler), die die 3-5V erzeugen 
können.

Auf der anderen Seite, fällt mir grad ein, bringt das wenig, da das, was 
mit den Kondensatoren "gerettet" wurde, ja sowieso nicht gebraucht wird, 
und der Schaltregler am Ende das dafür rausschneidet. Aber vielleicht 
nützt die die Idee ja trotzdem in irgendeiner Form was :-). Der zur 
Verfügung stehende Strom dürfte am Ende auf jeden Fall größer sein.

Autor: Mandrake (Gast)
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Wie wäre es mit einem einfachen Weitbereichsnetzteil für das 
Wechselspannungsnetz? Die richten intern sowieso in der ersten Stufe 
gleich.
Also sollte das ganze auch mit einem solchen Netzteil funktionieren.
Vielleicht genügt der Bereich jedoch nicht. In diesem Fall würde ich 
allerdings ein 230V Netzteil etwas frisieren. Da hat man wenigstens 
schon mal die Trafos und die Regler drin.

Autor: Jörg B. (manos)
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Achim wrote:
> Soll leider eigentlich keine Reihenschaltung von Akkus werden. Wenns
> geht wäre einer (ob nun Supercap oder Akku) die Idealvariante.
Jetzt muss ich doch noch mal nachfragen... Du hast ein Panel mit 100V 
und willst damit NUR den µC oder AUCH den µC betreiben? Welche Spannung 
willst Du speichern?

Autor: Klaus (Gast)
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Hallo,

vielleicht sollte sich der Fragesteller mal mit den technischen Details 
von Solarzelle befassen.
Siehe Wikipedia  http://de.wikipedia.org/wiki/Solarzelle  , speziell 
Unterpunkt  Technische Merkmale.

Das Panel kann sicher nicht mehr den benötigten Strom (bzw. Leistung) 
liefern bis herunter zu "fast Null Volt".


Vielleicht helfen auch die technischen Informationen über professionell 
Solar-Wechselrichter weiter, jedenfalls was Kennlinien und 
Eingangsspannungsbereiche betrifft...

http://www.sma.de/
http://www2.sma.de/de/solartechnik/produkte/solarw...
http://www2.sma.de/de/solartechnik/downloads/
http://download.sma.de/smaprosa/dateien/1350/SB700...

Autor: Achim (Gast)
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@ Klaus
Danke für die Infos werd sie auf alle Fälle mal durchackern.

@Jörg
Keine Angst ich hab kein großes Solarpanel nur um ne µC-Schaltung zu 
versorgen. Sinn davon ist schon die Energieerzeugung (Umwandlung) bzw. 
Einspeisung. Die Controllerschaltung soll nur die Betriebsdaten 
überwachen. Sprich Strom- und Spannung messen und dabei natürlich über 
das Panel versorgt werden. Sobald das Panel nich mehr genügend Leistung 
liefert muss der Akku die Schaltung in der Form versorgen, dass noch 
rudimentäre Funktionen möglich sind. Und "am nächsten Morgen" beginnt 
das Spiel von neuem.

Also zusammenfassend: Panel speist ein. Controller misst und soll so 
lange wie möglich über das Panel versorgt werden.

Gruß Achim

Autor: Marcus Overhagen (Gast)
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Hallo Achim,

Um mit einem Linearregler oder Zenerdioden von 100 Volt
auf 5 Volt zu kommen entsteht bei 300mA eine Verlustleistung
von 28,5 Watt.

Wenn du also Energie erzeugen willst, und diese nicht direkt
als Wärme benötigst, dann nimm lieber einen Schaltregler.

Bei 300mA und 5 Volt benötigt deine Schaltung ca 1,5 Watt.

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