Hallo Zusammen,
bisher habe ich nur im Forum mitgelesen, das ist mein erster Beitrag und
hoffe auf Hilfe. Ich verwende einen Sun Saver SS10 Solarladeregler
zusammen mit einem 100W Panel und einer 40Ah Batterie. Die Kombination
ist nicht ideal, aber daran kann ich derzeit nichts ändern. Damit wird
ein Datenlogger und ein Neutronendetektor betrieben. Der
He-Neutronendetektor arbeitet eingangsseitig mit 12V, intern mit ca.
1000V. Er ist sensibel gegenüber Spannungsänderungen und EMV.
Die Messwerte des Messsystems, also die Neutronenzählrate ist
unplausibel. EMV verursacht falsch positive Peaks und höhere
Versorgungsspannung fürt zur Verstärkung des Gamma-Peaks, der dann
falsch-Positiv erkannt wird. Verdächtig ist also die Versorgungsspannung
des Messsystems, und nicht das Messsystem selbst. Ich habe einen der
Sun-Saver Solarladeregler mit dem Oszi vermessen. Im Normalen Betrieb
keine Auffälligkeiten, jedoch wenn die Batterie voll ist, habe ich
Spannungsspitzen mit etwa 300Hz, siehe Anhang.
Ich Habe einen kleinen Elko (150µF) parallel an den Datenlogger
angeschlossen, was die Spannungsspitzen nur ein klein wenig beeinflusst
hat. Demzufolge muss ich für einen Ausgangsfilter des Solarladereglers
einen höheren Aufwand betreiben. Könnt ihr mir Schätzwerte für einen
solchen Ausgangsfilter liefern. Wie aufbauen mit welchen Bauteilen.
Welche Weiterführende Literatur könnt ihr empfehlen? Der Stromverbrauch
bei 12V ist etwa 100mA, teils über 30 Sekunden bis zu 500mA.
Vielen Dank im Voraus!
Vmtl. geht der SS10 auf Trickle-Charge, mit eben den von Dir angegebenen
300Hz. D.h. er versucht Energie in den Akku zu bringen, stellt dann aber
fest, dass die Ladeschlußspannung bereits erreicht ist.
Dieses Verhalten wirst Du der SS10 höchstwahrscheinlich nicht
'abgewöhnen' können, da es Systembedingt ist (interne
Ablaufsteuerung/Regelung des SS10). Da hilft Dir auch kein noch so
großer ELKO parallel dazu.
Um solche 'Rechtecke' auf der Versorgungsspannung weg zu bekommen,
kannst Du versuchen zw. Akku und Deiner Messelektronik
(Neutronenzähler/Datenlogger) eine große Spule zu schalten, gefolgt von
Deinem ELKO (parallel zur Messelektronik). Die Spule sollte den max.
entommenen Strom Deiner Elektronik verkraften und in Verbindung mit dem
ELKO eine Grenzfrequenz um mind. den Faktor 10 niedriger zur
Störfrequenz (den ca. 300Hz) erzielen.
fg = 1 / (2*pi*(SQRT(L*C)) bzw. umgestellt nach L folgt:
L = 1/C * (1/(2*pi*fg))^2
Macht also bei 150µF eine Spule mit ca. 200mH. Ist allerdings ein recht
hoher Wert für die Spule, womit man versuchen sollte den ELKO um Klassen
größer zu machen, damit die Spulenwerte handlicher werden. Z.B. 2200µF
mit guten 12mH.
Das sollte die Probleme zumindest entschärfen, aber vielleicht nicht
100%ig verhindern.
Vielen Dank für das Basiswissen und die praktische Empfehlung. Das mit
dem großen Elko hatte ich schon festgestellt. Spulen habe ich leider
keine zum testen vorrätig. Mit den empfohlenen Komponenten komme ich auf
30.1MHz Grenzfrequenz. Wunderbar, das werde ich versuchen! Bauteile
sollten nicht schwer zu bekommen sein, da 12V, typ. 100mA / max. 500mA
jetzt nicht die hohen Anforderungen sind.
Ja, das habe ich probiert. Ich konnte ich keine signifikante Änderung
beobachten. Wohl gemerkt ist nicht der Normalbetrieb beim Laden das
Problem, sondern erst wenn der Akku voll ist und die Sonne noch
ordentlich scheint (Ladestrom >600mA).
@Simon851:
In Deinem gestrigen Post von 17:35 bist Du angeblich auf 30.1MHz
gekommen. Tja, der Zahlenwert ist OK, aber es sind nicht MHz sondern nur
Hz.
Vergiss ausserdem ganz schnell die Anregung von 'trx' bezüglich des
Filters mit dem Link zu Pollin. In diesen 'Netzfiltern' sind
stromkompensierte Drosseln verbaut, die Gleichtaktstörungen filtern.
Erkennt man i.d.R. am Aufgedruckten Schaltplan, wo beide Spulen auf
einem Kern eingezeichnet sind. Sie kompensieren sich gegenseitig,
solange der Strom in beiden angeschlossenen Leitern identisch ist.
Diese taugen absolut nicht für den hier benötigten Zweck, denn hier
brauchst Du Speicherdrosseln(!), die bei dem Nennstrom noch ihren
Induktivitätswert haben.
Hallo Simon,
mein Ansatz wäre ein anderer.
Das periodische Zuschalten wird immer Störungen verursachen. Diese wirst
du nie komplett entfernen können; auch LC-Filter haben parasitäres C
über dem L. Und selbst falls du das weg bekommst gibt es immer noch
EMV/EMI.
Ein Shunt-Regler wäre mein Ansatz. D.h. Power-Mosfet auf Kühlkörper oder
Glühbirne. Sobald die Spannung am Akku zu groß ist wird eine
Konstantstromsenke weiter aufgesteuert.
Fertig habe ich so etwas noch nicht gesehen. Du kannst dich aber an
power-zener-Dioden orientieren. Möglichst mit TL431 an Stelle der
Zener-Diode. Damit schaffst du es die Störungen komplett zu eleminieren.
Interessante Vorschläge! Ich habe zwischenzeitlich auch etwas weiter
gelesen und fände das Kurzschließen des Solarpanels bei Erreichen der
Ladeschlussspannung sehr interessant.
Nichtsdestotrotz werde ich den LC-Tiefpass erstmal aufbauen. Schaden
kann er nicht und bei allen weiteren Versuchen kann er im System
bleiben.
Ist der Regler eigentlich ein Shunt-Regler?
Wenn ja, dann fängt der natürlich an Radau zu machen (aus EMV Sicht)
wenn die Ausgangslast zu klein wird (also Sonne Steht hoch und der Akku
ist voll). Dann schließt er nämlich periodisch den Eingang kurz um die
Ausgangsspannung konsant zu halten!
Klar das dies nicht ganz ohne einbuße der EMV Vertäglichkeit zustande
kommt.
Ich liebe zwar Shunt-Regler (einfach, robust, langlebig, billig) aber
vielleicht solltest du lieber nach einen MPP-Schaltwander suchen. Der
wird zwar auch mit seiner Regelfrequenz rumferkeln, aber die sind
typisch im kHz bereich und dadurch einfacher wegzufiltern.
Es ist ein pwm controller mit constanter Spannung, 14.4v.
Eventuell genügt es den jumper zu setzen für SLA Batterie um die
Probleme loszuwerden.
Man verliert dadurch zwar Leistung, sollte es mal aber ausprobieren.
Der Kontroller hat eine led wenn die Batt voll ist.
Man könnte diese verwenden mit ldr um ein Relais zu steuern welches das
panel vom ladekontrollee abhängt oder auch nur den sla jumper
kurzschließt sollten dann diese Ladungs Impulse verschwinden.
Du hast doch meißtens mehr als 12,5V zur Verfügung, warum also nicht
einen LowDrop Spannungsregler hinter den Akku setzen, der auf 12,0V
regelt? Der sollte damit doch locker fertig werden...
Gruß
Unabhängig von diesen Impulsen wird die Spannung der Batterie nie
konstant sein.
Benötigt deine Messchaltung eine konstante Versorgungsspannung?
Und (egal ob ja oder nein) in welchem Bereich muss sie liegen?
Davon hängt ab, welche Lösung ich weiter verfolgen würde.
Leider komme ich nicht tief genug ins System, um alle gestellten Fragen
zu beantworten.
Mein Messsignal hat 2 Peaks. Ein kleinerer verursacht durch
Gammastrahlung und ein größerer verursacht durch Neutronenstrahlung. Der
HE-Detektor arbeitet mit 1000V. Laut Hersteller ist er sensibel
gegenüber EMV. Vermutlich, weil auch Spannungsspitzen versträrkt werden.
Je größer die Spannung (eingangsseitig, 12V) desto stärker ist die
Verstärkung, d.h. beide Peaks werden größer.
Um die Gammastrahlung heraus zu filtern wird ein Treshold angegeben.
Denn, wenn der Gammapeak zu hoch ist, gibt es falsch-positive Befunde.
Allerdings ist die Kalibrierung des Systems ein langviriger Prozess und
erfordert mehrere Wochen Laborarbeit. (Über Neutronen wird
Bodenwassergehalt und zur standortspezifischen kalibrierung sind sehr
viele Proben nötig). Daher versuchen wir, eine Neukalibrierung des
Systems zu vermeiden.
So weit so gut. Jetzt kommen wir zum Gesamtsystem:
Ich habe einen Solarladeregler. An diesem hängt der Datenlogger. Dieser
arbeitet mit ca. 5-24V Eingangsspannung. Der Datenlogger besitzt einen
12V Ausgang. An diesem ist der Neutronendetektor. D.h. es ist davon
auszugehen, dass der Datenlogger einen eigenen DC-DC Wandler besitzt.
Dessen Bauart ist unbekannt. Es ist aber davon auszugehen, dass die
Spannugnsspitzen Durchgeleitet bzw. Verstärkt werden und so die Probleme
des Neutronendetektors verursachen.
Ja ich würde gerne den LC Tiefpass mit einer Grenzfrequenz von 30Hz
aufbauen. Ich hoffe die großen Bauteile verursachen keine
weiterführenden Probleme.
Im Moment steht der Ladejumer des Sun Saver Ladereglers auf Sealed mit
folgenden Parametern: Absorption: 14.1V, Float 13.7V, Equalize NA.
Flooded hat folgende Parameter: Absorption: 14.4V, Float 13.7V, Equalize
14.9V. Meinst du es hat sinn, das auf Flooded zu stellen? Das hatte ich
bisher noch nicht in Betracht gezogen.
Und ja, ich habe meist mehr als 12.5V zur verfügung. Zumindest solange
kein Schnee liegt. Leider hat das Solarpanel 30° Neigung, sodass bei
Schneefall der Schnee liegen bleibt. Auch an dieser Neigung kann ich
leider nichts verändern. Könnte ich an der Hardware etwas ändern, würde
ich ein kleinerer Solarpanel verwenden und dieses nahezu senkrecht
montieren. Kann ich aber leider nicht.
@ Chris:
Wenn ich die LadeLED verwende, um weitere Teile zu steuern fängt die
ganze Sache sicherlich an zu schwingen. Da müsste ich entweder eine
Hysterese oder mindestschaltzeit vorsehen.
Hallo,
um ehrlich zu sein 300Hz zu filtern macht keinen Spass. Daher lassen wir
das lieber. Nimm 'nen LDO und lass den den Job machen. Was ist denn die
Spannung die dein Teil minimal braucht? Funktioniert es auch mit, sagen
wir 10V?
Vorschlag schau Dir das mal an:
http://www.ti.com/product/lm2937?keyMatch=LM2937
-Michael
Hallo Michael,
ich habe eben im Handbuch nachgesehen und folgenden Passus gefunden:
Note: Voltage greater than 12.3 V required to use fully regulated 12V
output.
Das heißt unter 12.3V funktioniert zwar der Logger noch, aber der 12V
Ausgang nicht mehr. Ich fürchte ich muss ein komplettes System
abbauenund mit ins Labor zu nehmen. Sonst ist das alles hier nur
Kaffeesatzleserei.
EDIT: Tatsächlich unterscheidet sich der Switched 12V wohl vom 12V
Ausgang des Neutronendetektors am Logger. Ich schau mal, ob ich
herausfinde worin genau der Unterschied liegt.
OK, das Messsystem funktioniert auch bei unter 12V, wohingegen der
Switched 12V nicht mehr funktioniert. D.h. die beiden 12V Ausgänge des
Loggers unterscheiden sich. Da habe ich wieder etwas gelernt.
Ergo könnte man das mit dem LDO tatsächlich probieren. Das wäre dann ein
LM2937, 10V. Das könnte ich erstmal mit einem Labornetzteil simulieren.
Die einfachsten Ansätze sind dementsprechend:
(1) Logger direkt an der Batterie betreiben (kleinere Spannungsspitzen)
(2) LC-Tiefpass testen (Teile sind eh schon bestellt, das interessiert
mich)
(3) LDO testen
Dabei jeweils das gesamte Messsystem betrachten und sowohl zwischen
Laderegler und Logger, als auch zwischen Logger und Neutronendetektor
die Spannung messen.
Simon851 schrieb:> Hallo Michael,>> ich habe eben im Handbuch nachgesehen und folgenden Passus gefunden:> Note: Voltage greater than 12.3 V required to use fully regulated 12V> output.
Aber heißt das nicht, wenn die Spannung größer als 12.3 V ist, musst Du
einen Spannungsregler installieren? Also quasi gerade das was ich dir
vorgeschlagen habe, oder?
Dein LDO braucht eine gewissen Abfallspannung, der von mir
vorgeschlagene 1V. D.h. wenn das Teil mit 10V läuft, läuft das Teil
unter allen betriebsbedingunen von deiner Solaranlage=
Nochmal zurück zum LC-Filter:
Kann ich dafür eine stromkompensierte Netzdrossel als Induktivität
verwenden?
http://katalog.we-online.de/de/pbs/WE-CMB#vs_ct:5
Das hat mir ein Kollege empfohlen, jedoch bin ich da noch etwas am
Zweifeln.
Hallo Michael,
den switched 12V brauche ich nicht. D.h. das gesamte Messsystem läuft
auch mit 10V. Mit deinem LDO (10V Ausgang) also ab 10.5V (500mA
benötigen 0.5V Unterschied). Daher kommt dein Vorschlag auch auf die
Haben-Seite und wird getestet.
Simon851 schrieb:> Nochmal zurück zum LC-Filter:> Kann ich dafür eine stromkompensierte Netzdrossel als Induktivität> verwenden?> http://katalog.we-online.de/de/pbs/WE-CMB#vs_ct:5>> Das hat mir ein Kollege empfohlen, jedoch bin ich da noch etwas am> Zweifeln.
Commen Mode Drossel? Nein, das ist für AC Line Filter, nicht für deine
Applikation. Sowas nutzt man für Netzeingangsfiltern von z.B.
Computernetzteilen. Das filtert auch garantiert keine 300(?)Hz.
Michael H. schrieb:> Das filtert auch garantiert keine 300(?)Hz.
Von Simon korrigiert auf 30Hz. Da helfen bestenfalls steile Tiefpässe
aus dem Lautsprecherbau.
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