mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsregelung mit TL 431 welche Widerstände


Autor: Tobias (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Leute,

ich möchte einen Lipo Akku mit einem kleinen Solarpanal laden. Das 
Solarpanal leistet maximal 60mA und daher wollte ich die 
Ladeschlusspannung mit einem TL 431 auf 4,2 Volt begrenzen.

Das Solarmodul hat eine Leerlaufspannung von 5,5 Volt und eine 
Nennspannung von 4 Volt.

Ich denke mal das ich den Vorwiderstand R3 nicht benötige weil ein 
Solarmodul sowieso eine Strombegrenzung hat?

Die Formel wie man das Verhältnis von R1 zu R2 berechnet kenne ich, aber 
wie sollten diesen Widerstände dimensioniert sein? Wie kann man das 
berechnen und was ist bei der geplanten Anwendung sinnvoll?

Vielen Dank,
Gruß
Tobias

Autor: Klaus De lisson (kolisson)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hallo,

den vorwiderstand benötigst du bei einer solarzelle tatsächlich nicht , 
wenn der maximale strom der zelle innerhalb der specs des tl bleibt.

die anderen widerstände ... naja .. so ganz normale nehmen. diese 1/4 
watt oder so. also die ganz normalen halt.

evt. solltest du ein poti (mit vorwiderstand) einplanen und das so 
berechnen , dass du von anschlag zu anschlag einen regelbereich zwischen 
3.6  und 4.6 volt hast, dann kann man das schön feineinstellen.

gruss klaus

Autor: Tobias (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Klaus,

vielen Dank schon mal für Deine Antwort. Bleibt aber noch die Fragen 
nach den Werten. Die Rechnung sieht ja so aus:

Vout = (1 + R1/R2) * Vref
4,2 = (1 + R1/R2) * 2,495
4,2/2,495 = 1 + R1/R2
(4,2/2,495)-1 = R1/R2
R1/R2 = 0,6834

Sprich es wird durch die Gleichung ja nur das Verhätlnis von R1/R2 
festgelegt, nicht aber die absolute Größe. Dazu habe ich gefunden:

Regarding R1 and R2, set the resistance value so that the reference 
current flowing to the REF pin can be fully secured. However, if these 
resistances are set to low values, wasteful power is consumed (VIN → R0 
→ R1 → R2 → GND).
On the other hand, if these resistances are set to values that are too 
large, the IREF current cannot be secured.
Select appropriate values taking these two points into consideration.

Nur verstehe ich das irgentwie nicht un bräuchte da eine kleine 
Erklärung und Hilfe wie die Widerstände zu dimensionieren sind. Dann ein 
Poti zu nehmen ist sicher eine gute Idee.

Vielen Dank,
Gruß
Tobias

Autor: BMK (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nun, auf der einen Seite kann man R1 und R2 (fast) beliebig
niederohmig machen; Nachteil ist nur die Belastung der Quelle.

Beliebig hochohmig geht nicht, da IREF gesichert sein muss.
Und der ist mit 1,5µA (typ) bzw. 4µA (max) angegeben.

Wenn als Strom durch den Spannungsteiler nun den 10fachen Wert
von IREF wählt, also etwa 15µA, ist IREF hinreichend gesichert.

Damit ergibt sich der max. Wert von R1 + R2 = 4,2V / 15µA = 280k
Ich würde da ca. 100k wählen, das deckt dann auch noch 4µA (max)
ab und belastet die Quelle mit 42 µA, was ok sein dürfte.

Autor: Klaus De lisson (kolisson)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
weil es gerade zum thema passt, stelle ich mal meine schaltung vor, die 
ich als solar-laderegler für meine 12 volt anlage mit 5 stück 55watt 
panele verwende.

V1 (15 Volt) stellt hier die solarzellen da, die über schottkydioden 
entkoppelt , ihren saft liefern.

r4 ist nur symbolisch.

die kombination aus R6, R8, R2 und dem spindeltrimmer R7 ermöglicht eine 
sehr präzise einstellung der zenerspannung um die 14,4 volt (ladeschluss 
für meine anlage)

da ich in besten zeiten etwa 15 bis 20 Ampere verbraten muss, habe ich 
die kombination aus Q2 und Q1 als stromverstärkung eingesetzt, die dann 
Q3 und R3 ansteuert. die kombination aus Q3 und R3 ist mehrfach parralel 
angeschlossen, um die belastung zu verteilen.

die led an q4 fängt an zu leuchten, wenn der ladeschluss erreicht ist.
im weiteren ausbau werde die led dann noch anzapfen , um dann bei 
ladeschluss eine schaltung mit peltierelementen zu aktivieren, die dann 
eine mittlere kühlbox betreibt.

gruss klaus

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn also der Akku voll ist, liefern die panels 5 x 55W weiterhin und 
der 2N3055, als Spannungsbegrenzer auf 14,4 V, muss diese Leistung 
verbraten ??? (oder 15 bis 20A bei 14,4 V ?)

Resultat wird wohl sein, dass der Ts zum Kurzschluss verglüht und dieser 
den Akku in kürzester Zeit leert und zerstört.

Autor: Andreas R. (rebirama)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Tobias
der TL431 brauch neben den paar µA am Steuereingang auch noch >1mA an 
der "Kathode" um richtig zu arbeiten.

je nach Kapazität kann es also sein, dass dein Akku nach ein paar Tagen 
Dunkelheit vom TL431 tiefentladen wird.
Wie bei Blumen: Immer schön aufs Fensterbrett stellen, sonst kratzt sie 
ab ;-)

Autor: BMK (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>der TL431 brauch neben den paar µA am Steuereingang auch noch >1mA an
>der "Kathode" um richtig zu arbeiten.

>je nach Kapazität kann es also sein, dass dein Akku nach ein paar Tagen
>Dunkelheit vom TL431 tiefentladen wird.

Richtig und falsch zugleich.

Der TL431 (eingestellt auf 4,2V) wird sich Strom genehmigen,
wenn die Quellspannung 4,2V hat und das soll er auch, um die
Spannung zu begrenzen.

Liegt die Quellspannung unter den 4,2V (ein paar mV genügen),
also Akku im Ruhezustand, wird sich der Tl431 das 'Stromziehen'
verkneifen bis auf die genannten paar µA am Steuereingang.
Und das macht ein Akku rd. 5 Jahre mit, bis er entladen ist.
Wahrscheinlich ist er da schon durch die Selbstentladung leer.

Autor: Klaus De lisson (kolisson)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hallo  peter-neu-ulm (Gast)
bist du wirklich so dumm ?

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Siehe Nutzungsbedingungen.

Autor: Klaus De lisson (kolisson)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ peter-neu-ulm (Gast)

entschuldige meinen blöden spruch von gestern.


wie ich schrieb.....
die kombination aus Q3 und R3 ist mehrfach parralel
angeschlossen, um die belastung zu verteilen.


Ich habe da also 5 stck. 2n3055 mit je einem  emitterwiderstand parallel 
eingebaut.  da wird also nix verglühen.


gruss klaus

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Na also, die Worte "ist mehrfach parallel" überliest man leicht, vor 
allem, wenn man das Schaltbild nicht direkt vor sich hat.

Gruß, Peter

Autor: kurz (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Verständnisfrage:  Warum trennt ihr die Solarzellen nicht über 
irgendeinen Schalter (Relais oder Halbleiter) vom Akku ab, wenn der 
seine Ladeschlußspannung erreicht hat?

Warum müßt ihr den Solarstrom durch einen Parallelregler vernichten ?

Autor: Klaus De lisson (kolisson)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@peter-neu-ulm
na prima...  haben wir ja dann doch nicht die köppe eingehauen.
manchmal ist es mit meiner selbstbeherschung auch nicht so, wie es sein 
sollte...  aber da hier im forum oft die tendenz zu panikmache und die 
"alles brennt ab - mentalität" vorherscht hatte ich mich schlicht im ton 
vergriffen.

also .. alles prima nun!


@ kurz

deine frage

------------------------------------------------------------------------ 
--

"Verständnisfrage:  Warum trennt ihr die Solarzellen nicht über
irgendeinen Schalter (Relais oder Halbleiter) vom Akku ab, wenn der
seine Ladeschlußspannung erreicht hat?

Warum müßt ihr den Solarstrom durch einen Parallelregler vernichten ?

------------------------------------------------------------------------ 
---

möchte ich mal beantworten, da es vielleicht dem einen oder anderen, der 
wie ich, inb einem 12volt haushalt lebt, helfen könnte.  ich selbst lebe 
hier nun schon seit 8 jahren und habe mindestens 5 damit verbracht, die 
effizienz des systemes zu optimieren. zusätzlich, nachdem ich mal ne 
woche ins krankenhaus musste, wurde mir klar, dass auch das KISSS system 
anwendung finden sollte.

KISSS ist -> Keep It Simple Stupit and Save

Die Tests mit atmel und mosfet und relais fanden dann ein ende, da es 
für mich im fehlerfalle kein problem wäre den abgestürzten atmel wieder 
ans laufen zu bringen, für meine frau jedoch sehr wohl. zudem stellt 
sich die frage, ob ein gewitter.. die solarzellen stehen ja draussen 
nicht unvorhersehbare probleme bereiten könnt.

deine idee mit dem schalter ... also relais oder mosfet  ... wird ja in 
herkömmlichen billig-ladereglern eingesetzt.  wenn da also die spannung 
über einen gewissen wert geht , wird die solarzelle abgeklemmt. dann 
fällt also die spannung an der batterie sofort ab (vielleicht sowas um 
die 13volt statt der 14.4V) und der schwellenwertdetektor würde es dann 
sofort wieder draufschalten. es würde also oszillieren.

aus diesem grund haben die billig-laderegler eine zeitverzögerung 
eingebaut, (eine art histerese) damit erst alle 5sekunden neu 
entschieden wird.

trotzdem, is es dann aber so, dass alle 5 sekunden die batteriespannung 
auf 14.4 hochschnellt um dann für 5 sekunden wieder auf 13,xx 
abzufallen.

das ist nicht das, was ich mir von gleichspannung erhoffe.

ganz lustig wird das dann, wenn man, wie ich, 5 solarzellen und 5 regler 
hat, die nicht synchronisiert ihren 5 sekundentakt ausführen.

als resume dieser ausführungen kann man also sagen:

1. schaltungaufwand bei fensterkomparatoren zu hoch
2. schaltung mit atmel evt. zu anfällig
3. mosfet evt. auch empfindlich und im fehlerfallke brandgefahr
4. reais braucht strom
5. bistabile relais zu teuer
6. keine vernünftige DC sonern eher ne Amplitudenmodulation
7. auch ein mosfet hat nen spannungsabfall -- also verluste


die lösung mit dem shuntregler ist da um längen besser, da hier die 
batterie im PRINZIP direkt parallel zum solarpanel hängt und aller 
strom, der erzeugt wird auch direkt in die batterie fliesset. der 
shuntregler setzt ein, wenn die spannung an der batterie so hoch steigt 
, dass davon ausgegangen werden kann, dass diese voll ist.

da der shuntregler durch seine kennlinie aber nicht komplett einschaltet 
sondern sehr soft den strom abnimmt, stellt sich für die batterie 
automatisch ein stromrtegelmodus ein, den die batterie bestimmt. sie 
wird halt auf 14.4V gehalten und es tritt eine leichte gasung (es 
sprudelt) ein.

diese gasung erzeugt eine konvektion eine strömung in der flüssigkeit.
dies it widerum für die umschichtung der säure - wasser mischung sehr 
erwünscht, da sich sonst im laufe der zeit die schwefelsäure /schwerer 
als wasser/ unten in der batterie ansammelt und das wasser darüber.

dadurch würde die ausnutzung der bleiplatten auch sehr eingeschränkt.
Autobatterien, ich verwende sie weil sie billig sind, benötigen 
eigentlich das "hin und her schaukeln" im auto.

durch die dauergasung wird dieses simuliert. regelmässig wasser 
nachfüllen ist natürlich pflicht.

übrigens: gabelstaplerbatterien haben zum teil einen belüfter (wie im 
aquarium) drinne, damit eine konvektion stattfindet.

damit der artikel nicht zu lang wird, höre ich jetzt mal auf, werde aber 
gern noch mal einen plan vom gesamtkonzept anfertigen und hier posten.

da sieht man dann auch meine semi-aktive regelung, die die verwendung 
von x-batterien mit y-solarpanel ermöglicht und REDUNANT ist.
das stichwort ist hier "DIODENMATRIX"

so far for now

 gruss klaus

Autor: Klaus De lisson (kolisson)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo nochmals..

wie versprochen nun so ein übersichtsplan meiner solarinstallation.
ich finde, es ist fast wir artesische brunnen un kommunizierende Röhren.
nur halt mit strom.

gruss klaus

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.