Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Solarlader für Lipo ohne Puffer


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Stefan (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ich habe nun zig Stunden damit zugebracht einen meinen Vorstellungen 
entsprechenden Solarlader zu finden/googlen (Fertiggerät, Bausatz, 
Schaltplan... wäre alles OK). Selbst konstruieren wollte ich das (aus 
Respekt vor den LiPos) eher nicht. Vielleicht hat hier jemand eine Idee 
oder einen Link.

Finden konnte ich ausschließlich Lösungen, welche über ein 40W oder 60W 
Panel einen Bleiakku laden und diesen dann benutzen, um mit z.B. einem 
imax B6 oder ähnlichen Ladern den LiPo zu laden (Funktioniert, mich 
stört aber der Pufferakku, da dieser ein sehr deutliches Mehrgewicht 
bedeutet). Finden konnte ich weiterhin Versuche einen (z.B.) B6 direkt 
an einem 40W Panel mit 18V Leerlaufspannung zu betreiben (Funktioniert 
nicht -- oder genauer: nur sehr eingeschränkt, da der zu wählende 
Ladestrom hierbei sehr niedrig gewählt werden muss und wenn die 
Panelleistung kurzfristig stark fällt und damit die Spannung am B6 unter 
11V einbricht, sich dieser abschaltet und den Ladevorgang unterbricht...

Was ich suche, ist ein Solarlader für LiPo-Akkupacks mit 3S, 5000mAh 
oder mehr, welcher an einem Panel von 40W bis 60W arbeitet, ohne Puffer 
auskommt und den Ladestrom adaptiv an das anpasst, was das Panel eben 
gerade liefern kann (z.B. nur 4W bei Bewölkung, soll dann immer noch 
Laden und wenn es dann über den Balanceranschluss einzeln pro Zelle 
geschieht und daher unglaublich lange dauert).

best,
Stefan

PS: Am liebsten wäre mir ein Fertiggerät, selbst wenn dieses teurer wäre 
als ein Selbstbau. Auf einen abbrennenden LiPo mit 5Ah oder mehr habe 
ich wenig Lust. Safety first.

: Verschoben durch Moderator
von Sascha_ (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Den hier:
Ebay-Artikel Nr. 172312074882

auf die gewünschte Ladeschlussspannung einstellen.

Leistung des Solarmoduls so auslegen, dass bei 1000W/m² der maximale 
Ladestrom nicht überschritten wird.

von Michael B. (laberkopp)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn dein Akkupack einen Balancer und Schutzschaltung eingebaut hat, ist 
das sehr einfach:
1
    Diode
2
  +--|>|--+-----+-----+
3
  |       |     |     |
4
  |      100k   |     |
5
  |       |     |     |
6
Panel     +---TL431B LiPoly mit Schutzschaltung und Balancer
7
  |       |     |     |
8
  |      25k    |     |
9
  |       |     |     |
10
  +-------+-----+-----+
Ohne eingebauten Balancer und Schutzschaltung muss man jede Akkuzelle 
einzeln auf 4.2V überwachen, das ist aber nicht viel schwieriger:
1
    Diode
2
  +--|>|--+-----+-----+
3
  |       |     |     |
4
  |      17k    |     |
5
  |       |     |     |
6
  |       +---TL431B LiPoly 
7
  |       |     |     |
8
  |      25k    |     |
9
  |       |     |     |
10
  |       +-----+-----+
11
  |       |     |     |
12
  |      17k    |     |
13
  |       |     |     |
14
Panel     +---TL431B LiPoly 
15
  |       |     |     |
16
  |      25k    |     |
17
  |       |     |     |
18
  |       +-----+-----+
19
  |       |     |     |
20
  |      17k    |     |
21
  |       |     |     |
22
  |       +---TL431B LiPoly 
23
  |       |     |     |
24
  |      25k    |     |
25
  |       |     |     |
26
  +-------+-----+-----+
Der TL431B ist hier stellertretend für die Schaltung Figure 31. 
High-Current Shunt Regulator aus dem Datenblatt zu sehen, ausgelegt für 
den Maximalstrom des Panels bei vollem Sonnenschein.

Wenn bei letzterer Schaltung aber nur ein Draht an der richtigen Stelle 
abgeht, kann es zu Überladung des Akkus mit nachfolgendem Brand kommen, 
also besser nur Akkuzellen mit Protection Schutzschaltung verwenden.

von Sascha_ (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Statt dem Selbstbau würde ich nen Steck-Balancer von Hobbyking nehmen, 
die kosten ja fast nichts.

von Stefan (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Michael: "Wenn bei letzterer Schaltung aber nur ein Draht an der 
richtigen Stelle
abgeht, kann es zu Überladung des Akkus mit nachfolgendem Brand kommen,
also besser nur Akkuzellen mit Protection Schutzschaltung verwenden."

Die Akkus sind, soweit mir bekannt, ohne jede Schutzschaltungen. Sowas 
wie diese hier:
Ebay-Artikel Nr. 331277605579

Auch ein bischen teuer, um sie abzufackeln...

@Sascha:
Wenn ich deinen Vorschlag richtig verstehe, dann sieht der so aus:

Panel --> MPPT-Regler auf 12.6V (3S) --> Lipo mit ext./separatem 
Balancer

hierbei würde also CV geladen (wobei, der maximal zulässige Ladestrom 
des Akkus überschritten werden könnte, wenn keine geeigneten 
Gegenmaßnahmen ergriffen würden (Panel so auswählen, dass Ladestrom auch 
bei 1000W/m² nicht überschritten werden kann oder andere 
Strombegrenzung).

Beide Lösungen sind also nicht "fertig" (AKA: "von der Stange"), was 
mich zumindest in sofern beruhigt, dass ich etwas Derartiges nicht 
finden konnte.

Sascha, kannst du mir eine Artikelnummer für den externen Balancer von 
Hobbyking nennen? den konnte ich auf deren Homepage nämlich nicht 
finden. Wohl aber zig Adapterkabel...

von Sascha_ (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich denke mal, das hier könnte passen:
https://hobbyking.com/de_de/charge-balance-board-for-2-3s-w-xh-pq-tp-connectors.html

Zu finden unter Ladegeräte und Zubehör - ausgewogenes Verhältnis

von Stefan (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sascha_ schrieb:
> Ich denke mal, das hier könnte passen:
> 
https://hobbyking.com/de_de/charge-balance-board-for-2-3s-w-xh-pq-tp-connectors.html
>
> Zu finden unter Ladegeräte und Zubehör - ausgewogenes Verhältnis

Vermutlich eher nicht, da es sich lediglich um einen Adapter handelt, 
mit dem ein Balancer angeschlossen werden kann...

von Sascha_ (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Möglich. Was ich meinte war son Ding wie die Unterspannungswächter, nur 
noch mit Balancer drauf. Werden einfach mit Stiftleisten in den 
Balanceranschluss gesteckt.

Hab ich jetzt selbst nicht mehr gefunden, vielleicht haben die das nicht 
mehr.

von Stefan (Gast)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Da es offenbar (nochmal lange gegoogelt) auch in dieser Richtung nichts 
sinnvolles (mehr?) gibt, hier mal der Versuch einen aktiven Balancer für 
einen µC zu skizzieren. Die Zellspannungen müssten dann ebenfalls aktiv 
vom µC über ein bisschen OpAmp-Gemüse überwacht werden.

Über Kommentare (Warnhinweise, Anmerkungen, Vorschläge) würde ich mich 
freuen.

Stefan

von Sascha_ (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
In welche Richtung soll denn der Strom durch die PNP Transistoren 
fließen?

von Sascha_ (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Und ich gehe davon aus dass BAT- und GND das Gleiche sind? Dann fließt 
ganz oben auf jeden Fall gar kein Strom.

von Stefan (Gast)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ooops... so ein Mist passiert, wenn man die Papierskizze liederlich 
beschriftet. Oh, ist ja schön, die Kontakte da sind doch dieselben... 
Warum verbindest du die nicht einfach? °_O

Diese Skizze entspricht jetzt eher dem, was ich auf dem Papier hatte... 
hust

Danke! ;-)

von Sascha_ (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also wenn die Reihenfolge der Anschlüsse ist:
GND = BAT-
Zelle1
BAT1
Zelle2
BAT2
Zelle3
BAT+

dann müsstest du bei dem mittleren und unteren Block die Anschlüsse 
vertauschen. Wie ganz oben jeweils hohes Potential über dem PNP, 
niedriges Potential unter den Widerständen.

Und dann solltest du die Widerstände in der Ansteuerung so ausrechnen, 
dass der Balancing-Strom überall gleich ist.
Ich hab nicht nachgerechnet, aber momentan sieht mir das nicht so aus.

Du kannst auch hiermit mal simulieren: www.falstad.com/circuit

Und noch ein Hinweis: Ich würds direkt mit Op-Amps machen. Sind 3 stück, 
also 2 ICs. Spannung ist maximal 12,6V, da gibts genug Typen die das 
direkt können. Muss ja noch nichtmal Rail to Rail sein.
Für 2 Zellen hab ich weiter oben schon ne Schaltung vorgestellt.

von Stefan (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sascha_ schrieb:
> Für 2 Zellen hab ich weiter oben schon ne Schaltung vorgestellt.

Öhm... vielleicht sehe ich die nicht, weil ich gerade mit dem Mobile 
draufsehe...? Oder ich habe ein Brett vor dem Kopf... ich sehe nur 
Schaltungsvorschläge von Michael?

von Selbermachen (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich hab letztes Jahr das hier selber nachgebaut weil es keine 
anständigen Solarladeregler von der Stange für Li-Akkus gibt die meinen 
Anforderungen gerecht wurden.

http://www.mictronics.de/projects/solar-cell-mppt/

Funktioniert gut mit 20W Solarzelle und 3x 18650 Zellen für Powerbank 
und Tachenlampe. Alles zusammen etwas über 1kg und passt wunderbar auf 
mein Faltboot. So gibts immer genug Strom für Taschenlampe und DSLR.

von Stefan (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sascha_ schrieb:
> dann müsstest du bei dem mittleren und unteren Block die Anschlüsse
> vertauschen.

Ja, richtig. Das war nun schon der zweite Teil wo ich mir heute in den 
Fuß geschossen habe... vlt. sollte ich es für heute sein lassen :-D

> Und dann solltest du die Widerstände in der Ansteuerung so ausrechnen,
> dass der Balancing-Strom überall gleich ist.
> Ich hab nicht nachgerechnet, aber momentan sieht mir das nicht so aus.

Eigentlich(TM) sollte das so sein. Die unterschiedlichen Widerstände vor 
den BC847 dienen ja nur dazu, den erwarteten Spannungsunterscheid 
zwischen den Balanceranschlüssen so auszugleichen, dass der jeweilige 
BSP 60 überhaupt geschaltet werden kann. Über diesen und die sechs 120 
Ohm Widerstände fließt dann der Balancerstrom. Da der Ansteuerteil recht 
hochohmig ist im Vergleich zu den 20 Ohm am BSP, sollte das OK so sein. 
Andererseits gebe ich zu, die Widerstandswerte in der Ansteuerung nur 
überschlagen zu haben... Sollte ich ggf. wirklich rechnen und nicht 
schätzen...

> Du kannst auch hiermit mal simulieren: www.falstad.com/circuit

Ja, ist ganz gut brauchbar. Ich nehme dafür aber lieber (wegduck) 
QUCS...

> Und noch ein Hinweis: Ich würds direkt mit Op-Amps machen. Sind 3 stück,
> also 2 ICs. Spannung ist maximal 12,6V, da gibts genug Typen die das
> direkt können. Muss ja noch nichtmal Rail to Rail sein.
> Für 2 Zellen hab ich weiter oben schon ne Schaltung vorgestellt.

Ich muss heute wirklich ein Brett vorm Kopf haben. Auch mit dem PC finde 
ich die erwähnte Schaltung hier im Thread nicht... hmm,...

Stefan

von Sascha_ (Gast)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Oh, muss in nem anderen Thread gewesen sein.

von Sascha_ (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der obere OPV macht UVLO, der untere Balancing. Funktionsweise sollte 
klar sein.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.