Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schaltung Stepupwandler mit Solar


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von Step Up (Gast)


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Hallo zusammen,

  kann mir jemand die angehängte Schaltung erklären? Es handelt sich um 
einen Step-up Wandler. Mit der äußeren Beschaltung generiert er laut 
Datenblatt eine Ausgangsspannung von 3,3V, jedoch nur bei einer 
Eingangsspannung zwischen 1,72 und 3,3V. Dieses Hystereverhalten wird 
durch den LTC2935 "realisiert". Ich habe jetzt mal nen Oszi drangehangen 
und mein Solarpanel generiert konstant eine Spg. > 1.72 Volt. Die 
abzugreifende Ausgangspannung ist jedoch weder 0V noch 3,3V, sondern 
immer irgendwo dazwischen. Das kann ich mir so gar nicht erklären.

von Step Up (Gast)


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Gibt es niemanden der mit dem obigen Chip bereits gearbeitet hat?

von Peter (Gast)


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Step Up schrieb:
> Ich habe jetzt mal nen Oszi drangehangen
> und mein Solarpanel generiert konstant eine Spg. > 1.72 Volt. Die
> abzugreifende Ausgangspannung ist jedoch weder 0V noch 3,3V, sondern
> immer irgendwo dazwischen. Das kann ich mir so gar nicht erklären.

Zeig mal das Layout deiner Schaltung her. Vielleicht liegt da ja der 
Hund begrabgen.

von Step Up (Gast)


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Hallo Peter,

es handelt sich um das Energy Harvesting Board:

http://www.we-online.de/web/de/electronic_components/produkte_pb/demoboards/energy_harvesting/energy_harvesting.php

An dem Layout sollte es also hoffentlich nicht liegen ;)

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Step Up schrieb:
> Mit der äußeren Beschaltung generiert er laut Datenblatt eine
> Ausgangsspannung von 3,3V, jedoch nur bei einer Eingangsspannung
> zwischen 1,72 und 3,3V.
Welche Last hast du da angeschlossen?

> mein Solarpanel generiert konstant eine Spg. > 1.72 Volt.
Wie "konstant" ist diese Spannung? Und wieviel Strom stellt die Zelle 
zur Verfügung? Was passiert, wenn du den Regler statt mit der Zelle mit 
einem Labornetzteil versorgst?

von Step Up (Gast)


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> Welche Last hast du da angeschlossen?

Erstmal messe ich im Leerlauf

>> mein Solarpanel generiert konstant eine Spg. > 1.72 Volt.
> Wie "konstant" ist diese Spannung?

Diese Spannung ist natürlich nicht konstant, sondern von der Beleuchtung 
des Panels abhängig, jedoch konstant zwischen 1.75 V und 3.3V. In diesem 
Bereich sollte der Regler ja theoretisch arbeiten und konstant 3,3V 
rausgeben (im unbelasteten Fall).

> Was passiert, wenn du den Regler statt mit der Zelle mit
> einem Labornetzteil versorgst?

Es ist kurios. Wenn ich 3V mit einem Labornetzteil einspeise gibt der 
Regler 7,9 V aus ??

Die Ausgangsspannung ist ja über den Spannungteiler von R29 und R39 
(siehe Schaltplan im obigen Bild) einzustellen. Dieser gibt 3,3V aus.

Nach meinem Verständnis sollte der Regler zumindest unbelastet bei einer 
Eingangsspannung von 1.73 V - 3.3V auch 3.3V ausgeben und bei einer 
anderen Eingangssspannung 0V. Ist diese Annahme korrekt?

Selbst dieses Verhalten im Leerlauf kann ich nicht verifizieren!

Wie das ganze dann im belasteten Fall aussehen soll bleibt dann 
natürlich auch noch ungeklärt. Ich benötige ca. 3,3 V bei einem Strom 
von 20 mA.

Laut Datenblatt sollte dies (zumindest theoretisch) möglich sein.

von Step Up (Gast)


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OK,

wenn ich über das Netzteil 3,3 V mit 45 mA einspeise bekomme ich bei 
einer Last von 100 Ohm am Ausgang die sauberen 3,26 V.

D.h. ich benötige ein Panel, welches bei Zimmerbeleuchtung eine Spannung 
zwischen 1,7 V und 3,3 V und dabei einen Strom von ca. 40 mA generiert!

Gibt es solche Panels bzw. irgendwelche Referenzen bzgl. solcher 
Solarpanels?

von Martin S. (led_martin)


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40mA bei Zimmerbeleuchtung (Was noch näher zu beschreiben wäre, 
Wintergarten ist da 'ne ganz andere Hausnummer, als Nordzimmer mit 
handtuchkleinem Fenster) ist schon sehr viel. Ohne direkte Sonne wird 
das selbst im Wintergarten schon recht groß, da ist man schnell bei 
A4-Blatt Größe. Schau dir mal Solar-Module / -Zellen an, und rechne mit 
1% - 2% des angegebenen Nennstroms (Fürs Nordzimmer eher 0,1%). Der 
Zellentyp ist für Anwendungen dieser Art auch wichtig, bei manchen 
polykristallinen Zellen bricht die Spannung fast vollständig zusammen, 
wenn die Beleuchtungsstärke niedrig ist. Monokristalline Zellen sind da 
besser, Dünnschicht-Zellen sind noch besser, und werden deshalb auch 
z.B. für solarbetriebene Taschenrechner verwendet.

Zu der Schaltung: Für den 'Zweipunkt-Betrieb' kommt mir der 
Eingangs-Elko (C23) sehr klein vor, falls die Idee ist, die Energie so 
lange zu sammeln, bis es für den sauberen Betrieb das Schaltreglers 
reicht. Oder geht es nur darum, zu verhindern, daß der Schaltregler die 
Spannung am Solarmodul zu weit nach unten drückt, und dort dann, wegen 
der höheren Stromaufnahme bei kleiner Eingangsspannung, hängenbleibt.

Das mit der zu hohen Spannung im Leerlauf ist seltsam, der LTC3459 
sollte das können.

Mit freundlichern Grüßen - Martin

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Step Up schrieb:
> D.h. ich benötige ein Panel, welches bei Zimmerbeleuchtung eine Spannung
> zwischen 1,7 V und 3,3 V und dabei einen Strom von ca. 40 mA generiert!
Ich sehe das eher so: du braucht einen Akku, um Zeiten zu überbrücken, 
wo das Licht nicht ausreicht...

Was braucht denn da so ungeheuer viel Strom und soll trotzdem noch 
autonom funktionieren? Läuft das Ding dauernd? Kann es beliebig 
abgeschaltet werden?

: Bearbeitet durch Moderator
von Step Up (Gast)


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Lothar Miller schrieb:
> Zeiten zu überbrücken

Die eigentliche Anwendung ist, dass der Stepupwandler 40 mA bei > 1,7 V 
benötigt. Der Wandler soll dann 3,3 V generieren und einen Akku wieder 
laden. Die Nennspannung des Akkus beträgt 3,7V (100 Ohm Last entsprechen 
dann 37 mA). Der Akku soll also ein weiteres IC betreiben welches in der 
Spitze 20 mA zieht.

So ganz grob sollte der Aufbau sein.

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