Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Bleiakku-Laderegler speziell für kleine Systeme


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von K. B. (kaktusbombe)


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Hallo zusammen,

ich bin grad etwas ratlos, wie ich am besten einen einfachen Laderegler 
für eine kleine Kombination aus Solarzelle + Bleigelakku entwerfen kann.

Daten: Solarzelle 12V; 10W

Akku: 12V; 7,2 Ah

Der Aufbau wird mobil als eine Art "Solarkoffer" genutzt und an 
verschiedene Verbraucher rund ums Haus angeschlossen. (zB. Teichpumpe, 
Radio, Beleuchtung...)

Ich hab schon verschiedene fertige Laderegler gekauft (und anderweitig 
verwendet), aber für diese Anwendung haben alle einen zu hohen 
Eigenstromverbrauch, d.h wenn das Gerät mal eine Zeit lang im Schatten 
steht, wird der Akku vom Laderegler leergesaugt.
Ich hab hier zB. einen Regler von H-tronic, der braucht nach Datenblatt 
~3,5mA. Wenn der eine Woche im Schatten steht, fehlt am Akku schon knapp 
0,6 Ah.

Deshalb meine Frage: Kennt irgendwer einen Aufbau für einen Laderegler, 
der möglichst wenig Energie im standby-Betrieb benötigt?
Mein Ziel wäre, unterhalb von 1 mA zu kommen.

Die Effizienz steht hier nicht im Vordergrund, die Solarzelle ist 
genügend überdimensioniert.

von hinz (Gast)


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von Harald W. (wilhelms)


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K. B. schrieb:

> ich bin grad etwas ratlos, wie ich am besten einen einfachen Laderegler
> für eine kleine Kombination aus Solarzelle + Bleigelakku entwerfen kann.

Am einfachsten mit einer sog. Power-Z-Diode als
Ladungsspannungsbegrenzer.
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/powzen.htm

von K. B. (kaktusbombe)


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Die Schaltung mit Leistungszenerdiode hab ich mir auch schon überlegt. 
Das ist mir aber bei 10W doch etwas viel zum Kühlen.

Kann es sein, dass dieser ICL7665 für nichts anderes verwendet wird, als 
zum Akkuladen? :)
Die linke Seite des Schaltplans ist etwas schwierig zu verstehen: sehe 
ich das richtig, dass Out2 über R13 die Hysterese bereitstellt, während 
der N-Fet am Hystereseausgang hängt, weil nur dieser "sourcen" kann? 
d.h. ich habe am Set2 einen Spannungsteiler R12/(R11+R13) und im anderen 
Fall fällt R13 raus?

               Diode
      +------+--|>|------+----------+--------+---+---+-----+
      |      |           |          |        |   |   |     |
      |      |          R12         |       R23 10k  |     |
      |      |           |     +---------+   |   |   |     |S
      |      |           +-R13-|Out2 Out1|---)---+---(----|I P-MOSFET
      |      | N-MOSFET  |     |         |   |       |     |
   +  |      I|----+-----(-----|Hys2 Hys1|---+       |     |
 Solarmodul S|     |     |     |         |   |       | +   |
   -  |      |     |     |     | ICL7665 |  R22     Akku   |
      |      |     |     |     |         |   |       | -   |
      |      |    10k    +-----|Set2 Set1|---+       |     |
      |?     |     |     |     +---------+   |       |     | +
      |      |     |    R11         |       R21      |  Verbraucher
      |      |     |     |          |        |       |     | -
      +------+-----+-----+----------+--------+-------+-----+

Nachtrag: Da ich kein Anhänger von Kurzschlussreglern bin: Wenn ich den 
N-Fet unterhalb des Solarmoduls (bei dem Fragezeichen) anbringe, sollte 
sich in der Funktion keine Änderung ergeben, oder?

: Bearbeitet durch User
von Nico .. (nico123)


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K. B. schrieb:
> ...Da ich kein Anhänger von Kurzschlussreglern bin..

Warum nicht? Es ist einfach und für eine Stromquelle (was eine 
Solarzelle annähernd ist) das Optimum!

Hyst2 ist übrigens das gleiche Signal wie Out2 (nur invertiert durch den 
P-FET) und es wird Vcc anstatt GND geschaltet (im KLartext: 
Hyst2=Out2_inv.)! Vielleicht hilft das beim Verständnis!

: Bearbeitet durch User
von Ralf D. (rad)


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K. B. schrieb:
> Mein Ziel wäre, unterhalb von 1 mA zu kommen.

Nach Datenblatt erreicht dieser 
www.conrad.biz/ce/de/product/113344/Solar-Laderegler-12-V-4-A Dein Ziel 
zwar nicht ganz - aber immerhin fast ;)

von Reinhard M. (reinhard_w)


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Hallo,

Inwiefern ist die Solarzelle "überdimensioniert"? Ich habe eine kleine 
Insellösung im Freien, die läuft nun ca. 1 Jahr, da hab ich auch so 
einen Laderegler drinnen (ich glaub' sogar den selben wie den oben 
genannten, mit 4 A), aber die Solarzelle kann auch bei voller 
Einstrahlung nicht so viel liefern (könnte sie schon, wenn sie nicht 
senkrecht montiert wäre, was für die Energieausbeute zwar schlecht aber 
für Schnee und Hagel usw. sehr angenehm ist) und so bleibe ich mit dem 
Ladestrombereich deutlich unterhalb der 4 A. Vielleicht solltest Du den 
maximalen Ladestrom nochmal überprüfen?

Da meine Anlage das ganze Jahr im Freien steht, wäre eine 
Temperaturkompensation schön gewesen, das nächste Projekt soll so etwas 
bekommen, u.a. auch weil der Akku da noch kleiner ist und Akkuregler für 
kleine Akkus eher rar sind (ist aber keine Solaranlage, daher ist das 
Effizienzproblem nicht ganz so akut). Leider scheint das auf Selbstbau 
hinauszulaufen. Ich würde mir das allerdings nicht antun, wenn ich nicht 
ohnehin einen Mikrocontroller mit dabei hätte.

Für ein Nachfolgeprojekt zur Solaranlage hab ich mir zum Thema Effizienz 
schon einiges überlegt. Eine Idee davon wäre gewesen, 
Strommeßwiderstände, die groß genug sind, daß es sich ohne OPV ausgehen 
sollte den Strom zu messen, nur kurze Zeit zu verwenden und die meiste 
Zeit kurzzuschließen, oder auch die Spannungs-Meß-Spannungsteiler nur ab 
und zu einzuschalten. Die minimale Schaltfrequenz wäre dann sozusagen 
die kleinste Wolkengröße dividiert durch die schnellste 
Windgeschwindigkeit. ;-)

LG, Reinhard

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