Hallo,
ich plane zur Zeit ein Ladegerät mit den oben genannten Eckdaten.
Im Moment überlege ich, welche Schaltregler-Topologie dafür geeignet
wäre. Ich hatte erst an eine aktive PFC mit einem Vollbrückenwandler
dahinter gedacht. Jetzt ist mir aber eingefallen, dass man im Prinzip
auch eine PFC direkt in den Akku einspeisen lassen könnte; Der Ladestrom
muss ja nicht notwendigerweise konstant sein. So vom Prinzip her
erscheint das ja erstmal etwas einfacher. Man müsste dann statt der
PFC-Drossel einen Trafo verwenden (die Spannungen passen ja nicht,
außerdem muss die Netztrennung ja irgendwo her kommen) und erhält einen
Sperrwandler.
Bei gleichem durchschnittlichen Strom wäre der Effektivwert etwa um den
Faktor 1,25 höher. Klar, die Wärmeverluste in Leitungen und den Akkus
wären dann etwas höher, aber ich hatte sowieso nicht vor die Grenzen
auszureizen.
Die Stromverläufe wären etwas komisch, man würde dann auf der
Eingangsseite einen gepulsten Strom erhalten (die normale
Drossel-Aktiv-PFC erzeugt einen dreieckförmigen Strom) und würde wohl
einen etwas größeren Filter benötigen.
Was haltet ihr von der Idee? Hab ich was übersehen oder hört sich das
machbar an?
Gruß
Gast
Da 48V eine typische Telecom Spannung ist und man deratige Geräte bei
bei ebay für 199 Euro (und weniger) als Schaltregler kaufen kann...
Aus tausendfach erprobter Standardschaltung...
vom Hersteller explizit für Pb-Akku Ladung entwickelt und
spezifiziert...
Ebay-Nrn aktuell:
280419686267 (die 250W Variante)
190347748428 (die 500W Variante)
220506218197
140357514571
und irgendwo gibt's noch eine aktuelle coole Ostalgie Auktion mit einem
50Hz 48V Ost-Lader aus RFT Produktion... unkaputtbar.
IMHO: So was kauft man billger als es selbst zu entwicklen.
die aktive PFC direkt in den akku einspeisen zu lassen würde
super-einfach nur gehen wenn die akkuspannung größer ist als das minimum
der PFC-spannung. eine aktive PFC ist vom leistungsteil her nichts
anderes als ein step-up wandler und kommt demzufolge mit der
ausgangsspannung nicht unter den scheitelwert der eingangsspannung (von
etwa 320-330V). gesehen habe ich sowas beim IBM ESS shark server. der
arbeitet intern mit einem 390V gleichspannungsystem zur versorgung der
netzteile, die PFC speist diesen bus und lädt gleichzeitig zwei
akkupacks. diese akkupacks bestehen aus etlichen kleinen bleibatterien,
sodaß die spannung passt. spart auch die USV, bei stromausfall kommt die
gleichspannung einfach aus den bleiakkus.
ich denke nicht, daß sich eine aktive PFC ohne echten zwischenkreis
realisieren läßt, da der strom durch die drossel während der sperrphase
des leistungstransistors weiterfließen muß. das ist mit einem
eintaktwandler nicht machbar. du mußt ja auch an eine sichere
galvanische trennung usw. denken, das geht nicht bei einem step-up
wandler.
> die aktive PFC direkt in den akku einspeisen zu lassen würde> super-einfach nur gehen wenn die akkuspannung größer ist als das minimum> der PFC-spannung.
Nein.
> ich denke nicht, daß sich eine aktive PFC ohne echten zwischenkreis> realisieren läßt,
Doch.
Während die normale PFC als StepUp nicht-galvanisch-getrennt einen Elko
auf 400V auflädt und dabei die Stromaufnahme an die Netzspannung
anpasst,
würde seine Schaltung an Stelle der Spule einen Trafo enthalten, also
ein Flyback-Netzteil werden, dessen Ausgang statt 400V nun nur 48V
liefert. Das ist kein Problem, ein Transformator (den er zur
galavanischen Trennung eh bräuchte) transformiert.
Abweichend vom Flyback-Netzteil ist nur, dass er nicht den Ausgang in
Spannung oder Strom regelt, sondern die Aufnahme so regelt, das er die
PFC-Werte für 1kW einhält. Am Ausgang kommt dann mit 100Hz deutlich
schwankender Ladestrom raus, was den Akku nicht stört.
Selbst wenn er es für 1kW nicht als Flyback. sondern
Gegentakt-Flusswanlder aufbaut, kann er die Regelcharakteristik
beibehalten. Es spart seiner Schaltung den zusätzlichen, doppelt
gemopelte PFC-Schaltreger-Aufwand.
Hallo,
ich denke ein Durchflusswandler hätte das Problem, dass er nicht mit
kleinen Eingangsspannungen funktioniert, wie das ein Sperrwandler tut.
Man bekommt den Eingangsstrom damit also leider nicht sinusförmig.
> würde seine Schaltung an Stelle der Spule einen Trafo enthalten,> also ein Flyback-Netzteil [..]
genau das geht eben nicht. in dem moment wo der primärtransistor sperrt
ists vorbei mit deiner sinusförmigen stromaufnahme. die sieht dann aus
wie ein 100Hz-sinus-moduliertes 50Khz PWM-signal und ist so ziemlich das
gegenteil von dem was man mit einer PFC-schaltung erreichen wollte. ein
gegentaktwandler hätte das gleiche problem, unter 100% tastverhältnis
fließt bei transformatorischen wandlern nunmal kein durchgehender
primärstrom, den man für eine sinusförmige stromaufnahme aber bräuchte.
Hallo Ben.
Leider muss ich Dir widersprechen. MaWin hat in diesem Falle recht, und
ich bin mir darüber sehr sicher, weil ich sowas schonmal gemacht habe.
Kleiner Hinweis zur Funktion eines PFCs: Natürlich ist seine
Stromaufnahme
NICHT sinusförmig, was den Kreis mit dem Primärtransistor, dem
Netzgleichrichter und dem ersten Kondensator auf der Netzseite des
Gleichrichters betrifft. Der Strom ist dort natürlich mit 50-100KILOHz
(je nachdem, mit welcher Frequenz der PFC arbeitet (ältere große PFCs
arbeiteten auch bei 18kHz)) gepulst, und nicht mit den 50Hz (oder 100Hz
bei Brücke) des Netztes.
Daher gehört die FILTERUNG zwischen dem Netz und dem PFC unbedingt zum
PFC dazu!
Daraus folgt auch: Der Brückengleichrichter führt HF, und der
Glättungskondensator nach dem Gleichrichter darf nur Störungen
glattziehen, aber nicht wirklich "glätten".
Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de
na gut, habe ich anderes gesehen, aber lassen wirs mal so dahingestellt.
wenn er eine derartige schaltung fertigbringt will ich den schaltplan
sehen! und messergebnisse.
Bernd, das hört sich ja schonmal gut an.
Der Filter auf der Primärseite würde natürlich etwas aufwändiger werden,
bei einer "normalen" PFC ist der Strom ja immerhin schon durch die
PFC-Drossel vorgeglättet...
Aber das sollte ich hinbekommen.
MfG
Ich
Hallo Gast.
> ich plane zur Zeit ein Ladegerät mit den oben genannten Eckdaten.
Zu diesen Eckdaten gehört auch noch der Typ des Akkus. Ob Starterakku
für Verbrennungsmotoren, Traktionsakkumulatoren für z.b. Gabelstabler
oder "Solarakkumulatoren" für netzunabhängige Versorgungen geladen
werden müssen, bedingt ganz anderes Verhalten. Auch wenn alles
"Bleiakku" heisst, sind die Teile bestenfalls ähnlich.
> Jetzt ist mir aber eingefallen, dass man im Prinzip> auch eine PFC direkt in den Akku einspeisen lassen könnte; Der Ladestrom> muss ja nicht notwendigerweise konstant sein. So vom Prinzip her> erscheint das ja erstmal etwas einfacher.
Richtig. Das Prinzip PFC verlangt nur, das Du dahinter einen
Energiespeicher hast, der die Lücken im Nulldurchgang der Netzspannung
ausbügeln kann, und die Verbraucher ihre Leistung halbwegs
kontinuierlich
abziehen. Im Zweifel kannst Du auch noch Glätten/Sieben/Filtern.
> Man müsste dann statt der> PFC-Drossel einen Trafo verwenden (die Spannungen passen ja nicht,> außerdem muss die Netztrennung ja irgendwo her kommen) und erhält einen> Sperrwandler.
Richtig. Noch günstiger wäre es, statt des Sperrwandlers einen "Forward"
Wandler zu verwenden. Dazu müsstest Du nur die Diode im Ausgang
herumdrehen (und entsprechend auch dann die geänderte Polarität
beachten), und den Trafo umdimensionieren. Der Wandler wird dabei zum
Flusswandler, was zum Abwärtztransformatieren günstiger ist. Allerdings
würde sich ein ausgangsseitiger Kurzschluss direkter auf ie Primärseite
auswirken.
Sperrwandler ist günstiger, wenn du mit der Spannung rauf willst.
> Klar, die Wärmeverluste in Leitungen und den Akkus> wären dann etwas höher,
Marginal. Ausserdem köntest Du Siebelkos einsetzten.
> aber ich hatte sowieso nicht vor die Grenzen> auszureizen.
Sehr sinnvoll!
> Die Stromverläufe wären etwas komisch, man würde dann auf der> Eingangsseite einen gepulsten Strom erhalten (die normale> Drossel-Aktiv-PFC erzeugt einen dreieckförmigen Strom) und würde wohl> einen etwas größeren Filter benötigen.
Wenn Du die Sperrwandler Version aufbaust, sollte kein großer
Unterschied bestehen. Beim "Forward" (Fluss-) Wandler könntest Du die
Spannungs/Stromkennlinie des Akkus im Primärstrom wiederfinden. aber die
ist Ladezustands- und Akkutypeabhängig. Eine Filterung ausgangsseitig
könnte Abhilfe schaffen.
Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de
