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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Laderegler für NiMh Akku für breites Spannungsspektrum


Autor: Stehfun (Gast)
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Hallo,

für ein Uni-Projekt benötige ich eine Ladeschaltung, welche es mir 
ermöglicht, ein NiMh-Akkupack (12V, ca. 4000 mAh) zu laden.

Der Haken an der Sache ist, dass ich in der Lage sein will, sowohl mit 
einem Solarpanel (~17V) als auch mit einem Generator (0-12V) den Akku zu 
laden.

Ich habe mich schon umgeschaut und bin auf Step-Up und Step-Down Regler 
gestoßen, habe aber nichts vernünftiges gefunden.

Ich bräuchte eine Ladeschaltung die quasi mit einem Spannungsspektrum 
von 0-17V klar kommt. Würde gern den Generator, welcher von der 
Windgeschwindigkeit abhängig ist auch bei kleinen Spannungen zum Laden 
nutzen können.

Das Solarpanel sollte den Akku über 3h voll laden können und der 
Generator als Bonus, bzw. nachladen "während der Fahrt".

Habt ihr eine Idee?

Beste Grüße
Stefan

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Stehfun wrote:
> Hallo,
>
> für ein Uni-Projekt benötige ich eine Ladeschaltung, welche es mir
> ermöglicht, ein NiMh-Akkupack (12V, ca. 4000 mAh) zu laden.
>
> Der Haken an der Sache ist, dass ich in der Lage sein will, sowohl mit
> einem Solarpanel (~17V) als auch mit einem Generator (0-12V) den Akku zu
> laden.

Also 0 V ist schon mal ganz übel. So "Schaltung funktionier zwischen 3 
bis 17V ist eher realistisch.

>
> Ich habe mich schon umgeschaut und bin auf Step-Up und Step-Down Regler
> gestoßen, habe aber nichts vernünftiges gefunden.

Schau mal nach Sepic Wandler. Das kommt eher in die von Dir gesuchte 
Richtung.

>
> Ich bräuchte eine Ladeschaltung die quasi mit einem Spannungsspektrum
> von 0-17V klar kommt. Würde gern den Generator, welcher von der
> Windgeschwindigkeit abhängig ist auch bei kleinen Spannungen zum Laden
> nutzen können.

Tja, von 0V solltest Du Dich verabschieden. Einige Volt müssen es schon 
sein.

>
> Das Solarpanel sollte den Akku über 3h voll laden können und der
> Generator als Bonus, bzw. nachladen "während der Fahrt".

Nun, dann mußt Du Dein Panel so auslegen das es wenigstens ca. 15W 
liefert und das auch unter den schlechtesten Bedingungen unter denen Du 
noch immer 3h erreiche nwillst.

>
> Habt ihr eine Idee?
>
> Beste Grüße
> Stefan

Autor: Stehfun (Gast)
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Hallo, vielen Dank für die schnelle Antwort.

Gut, das mit den 0V ist klar. Also jedenfalls sollte es schon ab einer 
möglichst kleinen Spannung funktionieren.

Das Solarpanel ist schon ausgelegt und liefert sogar 25W (bei besten 
Bedignugen natürlich).

Es geht mir allein um das Laden, davon habe ich nämlich keine Ahnung. 
Studiere Maschinenbau und kenne mich nur bedingt mit solchen Lösungen 
aus.
Aber der SEPIC Wandler ist schon mal ein guter Tipp.

Dachte, dass es evtl. eine schon fertige Lösung gibt. Z.B. Ladeschaltung 
plus DC/DC Wandler. Habe aber bisher nichts gefunden.

Autor: Anon Ymous (avion23)
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Hallo  Stehfun,

das größte Problem ist nicht die Leistung in die Akkus zu bekommen 
sondern das Ladeende zu erkennen.

Die Leistung bekommst du über Schaltwandler. Buck-boost (inverter), 
SEPIC, Cuk sind da die Stichworte. MPP für die Solarzelle wäre auch 
nett. Läuft meiner Meinung nach auf eine Eigenentwicklung heraus. Die 
Regelung kann man in Software machen weil die Regelung sehr langsam sein 
darf.

ABER: Woran erkennst du, dass die Akkus voll sind?
"Echte" Ladealgorithmen beruhen auf einer Temperaturerhöhung im Inneren 
des Akkus. Dafür muss der Ladestrom hoch genug sein, sonst ist keine 
Erwärmung bei Ladeende fest zu stellen.
Die erhöhte Temperatur kann direkt gemessen werden (Delta T). Dann hat 
man aber eine Verzögerung --> Überladung.
Die erhöhte Temperatur hat auch einen Druckanstieg zur Folge. Dadurch 
steigt auch die Zellenspannung. Das kann man messen. d²U/ dt2, dU/dt, 
-Delta U sind die Stichworte.

Alle diese Algorithmen benötigen aber Konstantstrom. Mir ist keine 
Ladetechnik bekannt die mit wechselndem Strom klar kommt. CCS sehe ich 
als Ersatzreligion an ;)

Wenn du eine Lösung findest, dann poste sie hier.
Ansonsten solltest du Blei oder li-ion verwenden (Konstantspannung).

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