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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik mithilfe eines sperrwandler ein kleines akkuladegerät mit 230V (Fahrradlampe)


Autor: Sven Klass (mueslifresser)
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nabend Alle zusammen,

wie der Betreff schon vermuten lässt, möchte ich mir eine kleine 
Radleuchte mit zwei 1W Led aufbauen. Betrieben werden sollen sie mit 3 
AA Zellen (Sanyo 2700mA/h)

Natürlich habe ich keine lust immer ein seperates Ladegerät 
mitzuschleppen, folglich muss ein Ladegerät für 230V integriert sein.

Bisherige Überlegung:

- 230V~ -> Sperrwandler -> 3V-6V regelbar direkt auf den Akku
quelle für Sperrwandler:
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/spw_smps.html

- das Tastverhältnis des Sperrwandlers wird von einem atmega8 mit 8MHz 
gesteuert, so dass der Akku mit 1C geladen wird. Abschaltkriterium = 
deltaU.

Ich denke das umreist erstmal grundsätzlich mein Vorhaben, so dass ich 
jetzt zu den Fragen übergehen kann

- gibt es eine saubere Methode den Sperrwandler primärseitig "anlaufen" 
zu lassen (astabile Kippstufe für 230V?). Also ich suche eine 
möglichkeit galvanisch Entkoppelt erstmal die Betriebspannung für den µC 
zu bekommen.

- mit einer Arbeitsfrequenz von 100KHz des Sperrwandlers und 8MHz des µC 
kann ich den bereich von 3V bis 6V nur mit maximal 10 Schritten 
unterteilen -> der Ladestrom ist nicht konstant und wird an einigen 
Stellen springen. Erwarten mich dort irgendwo Probleme?

- gehe ich richtig der Annahme, das bei einer Maximalleistung von ca. 
10W ich mir noch keine sorgen machen muss, die ganze Geschichte 
großartig primärseitig zu entstören?

Sonstige Tips und Anregungen sind herzlich willkommen.
Achja, um gleich ein wenig zu beruhigen: Trenntrafo ist vorhanden; ich 
habe noch nie ein Schaltnetzteil aufgebaut -> gehe aber nicht von einer 
komplexen Regelung aus, da keine Lastsprünge zu erwarten sind 
(Pollstellen auf der linken Halbebene :-) )

Danke schonmal für das Durchlesen :-)

Sven

Autor: Winfried (Gast)
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Nur mal so allgemein: Schaltnetzteile sind eine komplexe Angelegenheit 
und wenn dann noch 230 V im Spiel sind, würd ich die Finger von lassen. 
Einfach, weil man so viel verkehrt machen kann und dann evtl. deine Bude 
abfackelt, während dein Teil lädt. Andererseits gibt es sowas von billig 
Schaltnetzteile in Steckerform z.B. bei Conrad, da lohnt ein Selbstbau 
wirklich nicht.

Autor: Sven Klass (mueslifresser)
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Hallo Winfried,

Natürlich gebe ich dir recht, wenn ich ein "echtes" Schaltnetzteil bauen 
wollen würde, also eins, dass unter allen Umständen stabil laufen muss.

Genau diesen fall habe ich aber nicht, ich kenne meine Lasst, und ich 
bestimme wieviel Strom die Last bekommt (ergo welche Spannung anliegt) 
-> keine Regelkreise!

Daher seh ich das ganze nicht ganz so extrem...

Wenn Du/Ihr das anders seht, dann schreibt doch wenigstens bitte ein 
paar Stichpunkte nach den ich Nachschlagen soll :-)

Eigentlich ist es ja nur so, dass man selbst das Problem versteht, aber 
den Fachausdruck dafür nicht kennt...

grüße,
Sven

Autor: Marius S. (lupin) Benutzerseite
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Kannst den AVR ja aus dem Akku versorgen, Netz gleichrichten und dann 
ohne galvanische Trennung über einen vom AVR geregelten Step-Down 
wandler auf den Akku hauen.

Das Gehäuse sollte halt absolut berührungssicher sein. Laden würde ich 
so einen Selbstbau auch nicht ohne Beaufsichtigung. Eine Sicherung am 
Netzeingang muss mit rein.

Ansonsten ist vielleicht auch ein Kondensatornetzteil interessant.

Autor: Michael (Gast)
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Schau mal bei PowerInt TopSwich oder so. Ich denke so ist am Anfang um 
vieles leichter. Trafo eventuell von Würth, Kaschke... Eventuell ist 
jemand nett und schickt dir ein Muster. Kannst aber auch ein 
Steckernetzteil auseinandernehmen da ist das alles auch drinn.

Mfg Michael

Autor: Sven Klass (mueslifresser)
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Hallo Marius,

ein Kondensatornetzteil liefert so nach ersten Recherchen nicht die 
gewünschte Leistung in genügend kleinen Dimensionen.

Um den Sperrwanlder komme ich nicht herum:
- auf die galvanische Trennung will ich nicht Verzichten
- Ohne das Übersetzungsverhältnis des Hochfrequenztrafos kann man nicht 
die gewünschte Ausgangsspannung einstellen. Für ein "normalen 
Abwärtswandler" benötigt man Einschaltzeiten im Nanosekundenbereich um 
von 325V auf 5V zu kommen.

grüße,
Sven

Autor: Sven Klass (mueslifresser)
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Danke Michael, die TinySwitch kannte ich noch nicht. Die Option bleibt 
im Hinterkopf :-)

Sven

Autor: Gast (Gast)
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Ich verstehe nicht, warum du so einen Aufwand treiben willst. Nimm ein 
fertiges Steckernetzteil, zur Not kannst du das Innenleben ja 
herausbauen und in dein Gehäuse einbauen. Wobei eine reine 
Niederspannungslösung direkt am Fahrrad sicherheitstechnisch die bessere 
Lösung ist. Also DC-Buchse am Fahrrad und Steckernetzteil in die 
Steckdose.

Autor: Marius S. (lupin) Benutzerseite
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> Für ein "normalen Abwärtswandler" benötigt man Einschaltzeiten im
> Nanosekundenbereich um von 325V auf 5V zu kommen.

Kommt auf die größe der Induktivität an.

Kannst ja trotzdem einen Übertrager verwenden. Ich finde aber die Idee 
interessant den Regler (AVR) über den Akku zu versorgen.

Leistungsteil:  Gleichrichter -> Übertrager+FET -> Akku
Ansteuerung:    Akku -> AVR -> Opto -> FET

Den Übertrager würde ich mir zum Anfang aus einem Steckernetzteil holen

Autor: Sven Klass (mueslifresser)
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@ Marius:

Genau so soll es laufen, was nur derzeit fehlt ist eine Schaltung für 
den Anlauf, falls mal der Akku unter 0,9V pro Zelle gekommen ist (lange 
nicht genutzt)

Wie lässt fährt man einen Sperrwandler an???

Sven

Autor: Marius S. (lupin) Benutzerseite
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0,9V * 3 macht 2,7 Volt. Wenn du den richtigen AVR auswählst läuft er 
damit auch noch ohne Probleme.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Hier im Datenblatt zum UC3842 ist eine Schaltung drin wenn man einen 
Sperwandler beim Start mit Spannung versorgt.

http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/uc3842.pdf

Gruss Helmi

Autor: Sven Klass (mueslifresser)
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Nabend,

ja das stimmt. die tiny können auch bis 1.8V. Diese haben dann aber 
"nur" eine Taktfrequenz von 4MHz, was dazu führt, dass die PWM bei einer 
Arbeitsfrequenz von 100KHz sehr grob wird.

Zurzeit finde ich die Lösung über TinySwitch und Ähnlichem sehr 
interessant. Wenn man diesen jetzt noch steuern könnte wäre ja 
eigentlich mein Problem geklärt :-).

Oder eben ein anderer Flyback/Sperrwandler der seine Ausgangspannung 
variieren lässt.

Sven

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