Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Solarlader in Eigenkreation


von Markus W. (horand)


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Hallo

Nachdem ich schon lange immer wieder mitgelesen habe nun einmal ein 
aktiver Beitrag von mir:

Ich hatte mir letztes Jahr ein Solarmodul von Vaude (VD3400LI) gekauft - 
das ist scheinbar kaputt gegangen und mit dem Reverse Engineering hab 
ich es nicht so.

Daher hab ich jetzt eine neue Elektronik geplant und würde um ein paar 
Rückmeldungen bitten.

Zur Erklärung:
es wird das alte Solarpanel weiterverwendet (Leerlaufspannung geht bis 
ca 6,6V rauf und rein mit dem Amperemeter gemessen kommen ca. 180mA raus 
bei direkter Sonneneinstrahlung).
Der BQ24210 soll die Energie aus dem Solarpanel aufnehmen und die 
Spannung so steuern, dass eine oder mehrere parallele LIION Zellen 
geladen werden können (4.2V Ladeendspannung). Diese hängt an den beiden 
Pads. Um den Loadmodus des ICS zu verhindern wird EN mit PG gesteuert 
(Datenblatt Figure 2).
Um mit der gewonnenen Energie auch etwas anfangen zu können soll der 
TPS61202 eine Boostschaltung auf 5V realisieren um USB Geräte laden zu 
können (Telefon, MP3-Player, Kopfhörerverstärker,...). Die beiden USB 
Ports sollen die Möglichkeit bieten sowohl Apple Geräte (brauchen 
angeblich 2V an den Data Leitungen) als auch verschiedene Androiden zu 
versorgen (für beide gleichzeitig ist vermutlich zu wenig Leistung 
vorhanden)

Als LIION Zellen hatte ich ungeschützte geplant. der BQ24210 sollte 
keine Überladung zulassen und der TPS61202 schaltet mit dem 
Spannungsteiler an UVLO bei ca. 3.1V ab. Die verbleibende Energie in den 
Zellen sollte auch beim Ruheverbrauch der beiden ICS reichen um eine 
Tiefentladung zu verhindern.

So und noch ein paar Fragen:

Kann mir der TPS61202 zum schwingen beginnen wenn die Last bei 
Entladeschlusspannung abschaltet und sich die LIION Zellen danach 
erholen?

Hab ich einen Verbraucher oder ein Detail übersehen, welches eine 
Schutzschaltung der Zellen notwendig macht?

Reicht das Solarpanel um den BQ24210 zu betreiben, bzw kann ich auch ein 
normales Steckernetzteil verwenden (wenn ich nicht unterwegs bin).

Der BQ24210 schafft angeblich einen Ausgangsstrom von bis zu 800mA, mit 
den bereitgestellten Formeln im Datenblatt komm ich selbst beim 
kleinsten R an ISET nicht auf diesen Wert...

Ist ein Schalter zwischen den beiden USB Buchsen sinnvoll um jeweils nur 
eine zu betreiben (und mir im Falle den Querstrom der Spannungsteiler am 
"Apple" USB zu sparen)

Passen die gewählten Bauteilwerte oder hab ich was übersehen oder gibt 
es gar noch bessere ICs mit weniger Außenbeschaltung.

So muss fürs erste reichen - zumindest fällt mir nichts mehr ein.

Danke auf alle Fälle an Alle die über die Schaltung drüberschauen.

lg Markus

PS: Wenn ihr noch Informationen braucht bzw die Schaltung als Eagle 
Schaltplan wollt einfach melden!

von MaWin (Gast)


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Ich werd aus dem Datenblatt zum BQ24210 nicht schlau.
Der redet zwar vom limited charging mode für Solar,
aber ein MPP-Tracker ist es nicht. Meiner Meinung nach
ist nicht mal garantiert, daß er die Solarzelle nicht
abwürgt (d.h. obwohl die mehr Leistung liefern könnte,
sie so belastet, daß fast gar keine Leistung rauskommt,
also nie zum Laden kommt). Und der ganze Rest vom Chip
ist zwar maximal aufwändig, aber ebenso maximal überflüssig.

von Markus W. (horand)


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Hallo

und danke für deine Antwort.

Gibt es einen anderen (besseren) Chip der die gewünschten Funktionen 
bietet (laden von Solar und idealerweise auch Usb-Steckernetzteil) ohne 
die Zellen zu überladen und mit möglichst geringen Eigenverbrauch.

Der MCP73871 wird von adafruit verwendet - scheint aber auch kein MPPT 
zu haben.
Bei TI gibt es auch noch den BQ25504 der hat MPPT jedoch braucht der 
dann einen ldo da er max 5.5V Input schafft. Weiters wird der wohl nicht 
mit einem Steckernetzteil arbeiten wollen?
Gibt es noch eine große Auswahl anderer ICs?

zurück zum BQ24210:

hab mir gerade noch einmal den Input Voltage Based Dynamic Power 
Management (VBUS-DPM) und VDPM durchgelesen:

Meiner Meinung nach misst der die Spannung an Vbus und versucht diese 
bei VDPM floating auf Vbat + 100mV (bei Vbat > 3.65) oder auf 3.75 (bei 
Vbat < 3.4) zu halten. In wie weit das den idealen Arbeitspunkt des 
Solarpanels darstellt kann ich leider nicht sagen (zu wenig Ahnung von 
den Panels)

Wie schaut es mit dem Rest der Schaltung aus?

lg Markus

von Christoph Z. (rayelec)


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LT3652 kann auch MPPT. Den Rest habe ich nicht angeschaut.

von Markus W. (horand)


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Christoph Z. schrieb:
> LT3652 kann auch MPPT. Den Rest habe ich nicht angeschaut.

Hallo,

Hab mir das Kerlchen gerade angeschaut. Der braucht laut Datenblatt 7.5V 
(oder Vbat +3.3V = ~6.1-7.4V) zum starten - wenn ich mir das mit dem 
Vbat anschaue kann ich das Ding nur bei ausgesaugtem Akku mit der 
Solarzelle starten - ist auch nicht Sinn der Sache ;).
Wenn ihr Vorschläge habt wie ich das umgehe würde mir der LT3652 schon 
gefallen mit max 2A Ladestrom und dem weiten Eingangsbereich (z.B.: 
Laden von jedem Laptop-Netzteil oder Boardspannung von KFZs ohne 
Spannungsanpassung)
Weiters scheint das MPPT von dem Ding einen fixen Spannungswert zu 
erwarten. Den müsste ich erst einmal aus der Solarzelle auswerten und 
ich vermute der liegt nicht unbedingt über Vin(min) von 4.95V.

lg Markus

von Elektrofritze (Gast)


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Hallo Markus,

das kann ich nicht nachvollziehen: Der bq24210 startet, sobald die 
Batteriespannung oder die Solarpanelspannung UVLO, also 3,3V 
überschreitet. Das ist doch genau das, was man haben möchte: 3,6V 
Li-Ion-Akku und ein Solarpanel mit 6V-7V Leerlaufspannung.

Gruß
Elektrofritze

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