Ich hab hier noch 2 Solarzellen mit je 1,3W rumliegen und wollte mir eine Ladeschaltung aufbauen. Ich möchte das ganze mit Li-Ionen Akkus machen. Da Li-Ionen Akkus nicht gut auf Über- und Unterspannung reagieren, habe ich einen Lade IC. Um nun die maximale Leistung aus den Solarmodule zu holen, möchte ich diese im Maximum Power Point betreiben. Das heißt, ich messe Strom/Spannung und regulieren je nach Leistung die Spannung eines steuerbaren DC-DC Wandlers mittels µC. Kann mir jemand einen geeigneten DC-DC Wandler empfehlen. So richtig bin ich da nicht fündig geworden. Bitte keine komplett ICs empfehlen (wie die von TI). Ich möchte das schon selber machen. Die Solarzellen haben wie gesagt eine Leistung von 1,3W und eine Nennspannung von 16,3V. Es müsste also schon ein step down Wandler sein. Danke
Vielleicht kann man die Sache so angehen:
Solar-Quelle--+-Schaltregler----Zwischenkreis----Laderegler----Akku
| | |
+-----uC-------------------------------+
Die Leistungsentnahme aus der Solar-Quelle könntest über die Spannung
des Zwischenkreises regeln. Wie hoch die Spannung im Zwischenkreis ist,
stellst durch zuschaltbare Spannungsteile direkt am Schaltregler ein.
Der Laderegler bestimmt, wie stark der Zwischenkreis belastet werden
soll und kann bei hoher Zwischekreisspannung auch mehr Energie
entnehmen.
Musst ja auch (besonders bei Akkus) immer im Blick haben, dass auch die
Energie-Senke je nach Ladezustand anders behandelt werden will und dass
der Akku vor Lade-Fehlern geschützt werden muss.
Bei diesem Konzept geht jeder beliebige Schaltregler mit Einschränkung
von Strom / Spannung.
> Die Solarzellen haben wie gesagt eine Leistung von 1,3W und eine > Nennspannung von 16,3V. Es müsste also schon ein step down Wandler sein. In dieser Leistungsklasse bringt dir MPPT nicht wirklich viel, zumal eine entsprechende Steuerung wohl mehr Energie selbst verbrauchen wird als sie effektiv mehr bringt. Versuchs lieber mit einem Stepdown mit hohem Wirkungsgrad (>90%). Interessant ist MPPT dennoch, wenn es Fortschritte gibt berichte bitte, ich lass mich gern eines Besseren belehren.
Kay Imperator schrieb: > Wie hoch die Spannung im Zwischenkreis ist, > stellst durch zuschaltbare Spannungsteile direkt am Schaltregler ein. Das ist mir alles schon klar. Das Problem ist einfach nur, dass ich keinen geeigneten step down finde, den ich ansteuern könnte, z.B. mit PWM oder so.
Willst du denn mit deinem µC auch den Regler selber realisieren? Wenn du das vor hast, dann reicht dir doch ein Treiber IC. Wozu brauchst du dann noch einen Stepdown?
murphy1885 schrieb:
> Willst du denn mit deinem µC auch den Regler selber realisieren?
Wie bereits geschrieben, messe ich P=U*I und steuere dementsprechenden
step down an. Wie meinst du das mit dem Treiber IC. Meinst du ich soll
per PWM einen MOSFET ansteuern und mir den step down über Spule etc.
selber bauen? Das hatte ich eigentlich nicht vor. Ich bin der Meinung,
dass die IC Hersteller die step downs besser hin bekommen als ich
(zumindest vom Wirkungsgrad).
ich wuerd auch murphy1885 unterstuetzen. Mit einem Controller ist der PWM geschenkt, die Regelung wird ja eh mit dem Controller gemacht. Die Frage ist in der Tat, wieviele mA zieht ein Controller mehr, wenn er den PWM machen muss, im Vergleich zu ohne. Dann kommt aber noch der stepdown contoller dazu. Allenfalls kann man das Beeinflussungssignl des Stepdowns mit einem PWM erzeugen. der muss dann nicht so schnell sein.
Langer Tag schrieb: > Mit einem Controller ist der > PWM geschenkt, die Regelung wird ja eh mit dem Controller gemacht. Die > Frage ist in der Tat, wieviele mA zieht ein Controller mehr, wenn er den > PWM machen muss, im Vergleich zu ohne. Die Frage ist eher die Effektivität. Wenn ich jetzt anfange eine step down selber zu bauen ist der doch niemals so gut wie diejenigen die es zu kaufen gibt. das der µC und der step down jeweils Strom verbrauchen ist mir schon klar. Darum gehts mir aber nicht. Wie Tom Ekman schon gesagt hat ist MPPT in der Leistungsklasse eh sinnlos, da zu viel Leistung für die Regelung drauf geht. Mir geht es aber um das selber bauen des MPPT und nicht darum ob es nun sinnvoll ist oder nicht. Deswegen suche ich einen step down, den ich steuern kann. Ob das nun mit PWM, Spannung oder irgendeinem Bus geschieht ist dabei erst einmal egal.
Du musst dir eigentlich nur einen Stepdown suchen bei dem du extern per Spannungsteiler dein Feedbacksignal einstellst. In Abhängigkeit deiner Last wird sich ja auch die Spannung deiner Solarzelle verändern. Ist die Last nun zu groß, dann bricht die Spannung der Zelle zusammen, d.h. du musst deine Last verringern indem du die Ausgangsspannung des Stepdown runterfährst. Dies kannst du über den Spannungsteiler für das Feedbacksignal machen, indem du zu dem unteren Widerstand des Teilers ein parallel schaltest der über PWM steuerbar ist. (z.B. PWM auf RC-Glied --> auf OPAMP --> der steurt FET an und schaltet Parallelwiderstand zum Teiler --> Spannung vom Parallelwiderstand zurück auf OPAMP)..oder so ähnlich.
murphy1885 schrieb: > (z.B. PWM auf RC-Glied --> auf OPAMP --> der steurt FET an und schaltet > Parallelwiderstand zum Teiler --> Spannung vom Parallelwiderstand zurück > auf OPAMP)..oder so ähnlich. Wozu der OAMP? Kann man da nicht einfach ein digitales Poti für nehmen?
MPPT schrieb:
> Wozu der OAMP?
Einen OpAmp gibts für weniger als 10 Cent. Jetzt schau mal die Preise
für Digital-Potis dagegen an.
Ich weiß, die Teile sind (grad für Anfänger) sehr verlockend, aber das
hier ist nicht wirklich ihr typischer Anwendungsfall.
Du kannst natürlich auch ein digitales Poti nehmen, du kannst das auch noch anders lösen. Du musst halt eine Möglichkeit finden dein FB zu beeinflussen. Es gibt wie immer mehrere Wege...
MPPT schrieb: > Ich bin der Meinung, > dass die IC Hersteller die step downs besser hin bekommen als ich > (zumindest vom Wirkungsgrad). Der Wirkungsgrad wird hauptsächlich bestimmt vom Schalter (FET), der Diode, der Spule und den Kondensatoren. All das kriegst du auch selbstgebaut hin. der Hauptvorteil der fertigen Stepdown-ICs liegt in der besseren Regelung (Reaktion auf Lastschwankungen). Nachdem sich aber weder deine Last (Akku) noch die Sonneneinstrahlung sehr schnell ändern, tuts auch ein "langsamer" AVR genauso. Vorteil: Statt Step-Down, Digi-Poti, Ladecontroller, AVR brauchst du nur ein einziges IC, den AVR.
murphy1885 schrieb: > (z.B. PWM auf RC-Glied --> auf OPAMP --> der steurt FET an und schaltet > Parallelwiderstand zum Teiler --> Spannung vom Parallelwiderstand zurück > auf OPAMP)..oder so ähnlich. Das hat aber auch den Nachteil, dass du lediglich eine weitere Schaltstufe hinzu bekommst. Also entweder normalen Spannungsteiler oder eben der Veränderte mit dem Parallelwiderstand. Da gibt es bestimmt bessere Möglichkeiten das FB zu steuern ohne extra ein digital Poti zu nehmen.
Angehängte Dateien:
-
FB.PNG
36 KB
Peter S. schrieb: > Das hat aber auch den Nachteil, dass du lediglich eine weitere > Schaltstufe hinzu bekommst. Stimmt nicht. Wie stark du den Spannungsteiler belastet hängt von der PWM ab. Man hat nicht nur 2 zustände.
murphy1885 schrieb: > Wie stark du den Spannungsteiler belastet hängt von der PWM ab. > Man hat nicht nur 2 zustände. Dann kann man aber auch den OPV weglassen und nur den MOSFET ansteuern. Der fungiert dann als steuerbarer Widerstand. Man bräuchte nur einen, der ein hohes Uth hat, damit er schön im ohmschen Bereich betrieben werden kann und nicht schon in den Sättigungsbereich kommt.
murphy1885 schrieb: > Wie stark du den Spannungsteiler belastet hängt von der PWM ab. > Man hat nicht nur 2 zustände. Seh ich das richtig, dass das ein n-Kanal Mosfet (Verarmungstyp) ist. Demnach ist der erst einmal gesperrt. Das heißt bei pos Spannung am + des OPV schaltet dieser durch. Damit schaltet nun auch der Mosfet durch und der Widerstand liegt parallel zum Spannungsteiler. Dadurch sieht FB erst einmal weniger Spannung und regelt nach. Gleichzeitig sieht der - Anschluss des OPV aber auch diese Spannung. Der OPV schaltet aber erst durch wenn am +Pol eine höhere Spannung anliegt, als am -Pol. Das heißt, bei blöd eingestellter PWM wird ständig durchgeschaltet und wieder abgeschaltet (irgendwie ja auch PWM am FB) oder es ist dauernd durchgeschaltet. Was bringt das nun? Gruß Markus @MPPT: gib mal bitte über Fortschritte Bescheid. Interessiert mich auch das Thema.
Mosfet ist ein N-Kanal. Dieser schaltet aber nicht voll durch, nur soviel bis durch den Parallelstrom über den Parallelwiderstand die gleiche Spannung abfällt wie am +Pol des OPs. Erst wenn man mit der PWM die gleiche Spannung wie die des Feedbacks an den +Pol des OP legt, schaltet der Mosfet komplett durch. Der OP versucht immer die Spannungsdifferenz an seinen Eingängen zu null zu machen.
Eine PWM am Feedback - habt Ihr das schonmal gemacht oder ist das eher
so eine Idee?
Wenn die PWM nicht schnell genug ist, sieht es für den Schaltregler
nämlich wie eine schnelle Lastaenderung aus, die er dann ausregeln will.
Bei einem 2MHz-Schaltregler (für sehr hohen Wirkungsgrad und kleine
Bauteile) kommt so ein Fall durchaus in Betracht.
Meine Anregung vom Anfang, den Schaltregler per uC zu steuern, meinte
ich so:
SR-Out->-----+------------------> Last
R1
SR-FB-<------+-----------+---------------+
R2 R3 R4
| s1 s2
GND GND GND
SR-Out = Ausgangsspannung des Reglers
SR-FB = Feedback-Input des Reglers
R1,R2 = Spannungsteiler
R3,R4 = zuschaltbare Widerstaende
s1,s2 = Schalter, z.B. FETs, die vom uC gesteuert werden
Wenn dann R3 = R2 und R4 = R3/3,
dann kann SR-Out in 4 Stufen binär heraufgesetzt werden.
Je kleiner R2 bzw. dessen Ersatzwiderstand wird, desto größer wird
natürlich SR-Out.
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