Du suchst so etwas wie ein Labornetzteil. Das ist sowohl
Konstantspannuns- als auch Konstantstromquelle.
Deine Regelgröße ist dabei nicht ein Längstransistor sondern die
Erregerwicklung. Vielleicht hilft dir diese Betrachtungsweise bei der
Suche :)
Die Spannungsregelung ist relativ einfach, da scheinst du auch schon
etwas gefunden zu haben. Im Prinzip einfach die Ausgangsspannung mit
Spannungsteiler herunterteilen und mit einer Referenzsspannungsquelle
vergleichen. Dafür einen opamp benutzen. Der opamp verstärkt den Fehler
und steuer einen Transistor, der dir deine Erregerwicklung
durchschaltet.
Für den Strom würde ich einen Shunt verwenden, d.h. einen kleinen
Widerstand. An dem fällt eine dem Strom entsprechende Spannung ab. Diese
kannst du wieder verstärken und dein Ausgangssignal damit steuern.
Die Billigversion, d.h. nur eine Strombegrenzung, besteht aus einem
Shunt an dem bei Maximalstrom ~0,7V abfallen. Dazwischen dann die
Basisstrecke eines Transistors. Bei über 0,7V schaltet der Transistor
durch und regelt die Ausgangsgröße auf null zurück. Durch die Trägheit
deines Systems wird sich ein Gleichgewichtszustand einstellen, wenn
nicht noch Kondensatoren zur Glättung drüber.
Noch eine Idee:
Das ganze mit einem avr regeln. Die Erregerwicklung wird dabei als Spule
gesehen. D.h. diese wird mit PWM bestromt. Die Frequenz muss so hoch
sein, dass der Strom nicht lückt, also nicht abreißt. Freilaufdiode noch
dazu. Das hat den Vorteil, dass du weniger Energie in dem Transistor für
die Erregerwicklung verschwendest.
Spannung + Strom kannst du ebenfalls mit dem AVR messen. PID ist in
Software auch einfacher zu realisieren. Temperatur ist oft schon intern
vorhanden. Das kannst du zusammenwürfeln und ein schönes Ladeprofil je
nach Situation für deine Bleiakkus entwerfen. Z.B. Ausgleichsladung beim
Start mit 14,4V, danach Erhalteladung mit 13,8V. Temperaturdrift mit
einrechnen.
