Hallo,
ich möchte gern einen SuperCap (2,5V 400F) mittels Solarpanel (24V
15Wpeak) laden.
Erste Versuche mittels LM2596 Modul schlugen fehl. Anscheinend bricht
die Spannung dann zu stark ein, der StepDownWandler schaltet aus und
startet wieder von vorn.
Gibt es eine Möglichkeit den StepDownWandler für den Anwendungsfall zu
nutzen? Oder ist der ungeeignet?
Alternative:
Das Panel direkt an den Supercap hängen zum laden. Um Überspannung zu
vermeiden könnte ein P-Channel-MOSFET dann das Panel wegschalten, sobald
die 2.5V am Supercap erreicht sind.
Das Panel wäre ja ein Stromquelle, dessen Spannung dann einbricht auf
die aktuelle Spannung des Supercap. Ist die Überlegung richtig? Oder
nimmt hier der Supercap trotzdem Schaden?
loader schrieb:> Erste Versuche mittels LM2596 Modul schlugen fehl. Anscheinend bricht> die Spannung dann zu stark ein, der StepDownWandler schaltet aus und> startet wieder von vorn.
Typisches Verhalten, wenn man einen normalen Spannungswandler an
ein Solarpanel anschliesst.
> Gibt es eine Möglichkeit den StepDownWandler für den Anwendungsfall zu> nutzen?
Nein.
> Oder ist der ungeeignet?
Ja.
> Alternative:
Einen passenden Bei(Gel-)Akku parallel zum Panel schalten.
loader schrieb:> ich möchte gern einen SuperCap (2,5V 400F) mittels Solarpanel (24V> 15Wpeak) laden.> Erste Versuche mittels LM2596 Modul schlugen fehl. Anscheinend bricht> die Spannung dann zu stark ein, der StepDownWandler schaltet aus und> startet wieder von vorn.
Du kannst einen Abwärtswandler nehmen, wenn sein Spitzeneingangsstrom
kleiner als der momentane Maximalstrom des Solarpanels ist, anderenfalls
bricht die Spannung zusammen und der Wandler schaltet ab.
So ein Abwärtswandler ist aber eine ungünstige Wahl. Er transformiert
nämlich nicht, sondern zieht nur für ~1/10 der Zeit Strom aus dem
Solarpanel um die Drossel aufzuladen und entlädt die dann in ~9/10 der
Zeit in die Last. Somit wird das Solarpanel kaum ausgenutzt.
Viel besser wäre ein transformierender Wandler, der die Spannung in die
Nähe der Lastspannung transformiert.
Harald W. schrieb:> Einen passenden Bei(Gel-)Akku parallel zum Panel schalten.
Ich möchte es gern ohne zusätzlichen Akku umsetzen.
ArnoR schrieb:> Viel besser wäre ein transformierender Wandler, der die Spannung in die> Nähe der Lastspannung transformiert.
Gibt es dazu schon fertige Module? Zum LM2596 habe ich folgendes Modul
gefunden, welches wohl noch die Möglichkeit bietet den Strom
einzustellen.
https://www.youtube.com/watch?v=-sbzZDGEjbA
Leider ist der Link der Bezugsquelle tot.
Was ist eure Meinung zur Umsetzung mit MOSFET? Würde der Supercap das
überleben?
loader schrieb:>> Einen passenden Bei(Gel-)Akku parallel zum Panel schalten.>> Ich möchte es gern ohne zusätzlichen Akku umsetzen.
Dann müsstest Du einen speziellen MPP-Wandler ausgelegt auf
Deine Supercaps bauen.
> Gibt es dazu schon fertige Module?
Unwahrscheinlich, weil Du wahrscheinlich der einzige bist,
der so ausgefallene Wünsche hat. Alle anderen nehmen Akkus
u.a. weil sie billiger als SuperCaps sind.
loader schrieb:> Gibt es dazu schon fertige Module?
Sicher, schau mal bei tracopower.com nach. Da gibt es Standard-Module
mit 18-36V eingangsseitig und 3,3V ausgangsseitig.
loader schrieb:> Was ist eure Meinung zur Umsetzung mit MOSFET? Würde der Supercap das> überleben?
Häh? Was hat das Eine mit dem Anderen zu tun?
ArnoR schrieb:> Häh? Was hat das Eine mit dem Anderen zu tun?
Nichts, vielleicht hab ich es falsch beschrieben: mit Alternative meinte
ich eine völlig andere Ladeeinrichtung ohne LM2596. Direktes Laden ohne
Spannungswandler. Die Unterbrechung erfolgt dann bei 2.5V.
ArnoR schrieb:> Sicher, schau mal bei tracopower.com nach. Da gibt es Standard-Module> mit 18-36V eingangsseitig und 3,3V ausgangsseitig.
Danke, dass schaue ich mir an.
Die Frage ist doch die Startspannung an dem Supercap ?
Der LM2596 kann bis auf 1,23V runter heißt du misst die Spannung am
Supercap und stellst den LM2596 auf diese ein somit fließt im ersten
Augenblick nur ein geringer Strom der das Panel belastet.
Als zweiten Schritt erhöht man die Spannung vom LM2596 auf die 2,5V und
belässt sie dort.
Der dritte Schritt wäre die Panelspannug zu beobachten wie stark sie
zusammen bricht und bei unterschreiten von 15V als Beispiel schaltest
eben ab.
loader schrieb:> Gibt es eine Möglichkeit den StepDownWandler für den Anwendungsfall zu> nutzen?
Man muss halt den Eingangsstrom des step down auf die Leistung des
Panels begrenzen, also auf deutlich unter 0.5A, in Deutschland eher
0.1A.
Es hängt stark vom Solarpanel und der Last ab. Der Supercap ist am
Anfang ein ordentlicher Kurzschluss. Wenn kein Serienwiderstand zur
Begrenzung mit drin ist, schaltet der Regler sogar in die
Strombegrenzung. Sollte der Anschluss niederohmig genug sein und der
Kondensator hat einen ausreichend geringen ESR-Wert, stirbt der Regler
sehr schnell (starker Stromanstieg schon beim ersten Puls).
Das Panel liefert mitnichten ausreichend Strom, da der Regler steile
Strompulse verursacht, bricht da schnell die Spannung zusammen. Die wird
auch nur noch von der Bestrahlungsstärke verursacht und bei fehlender
Beleuchtung ist – wie du beschrieben hast – Schluss mit Spannung.
Mit einer Strommessung auf der Ausgangsseite und Einspeisung am
Feedback-Anschluss kann der Strom begrenzt werden. 's braucht aber einen
High-Side-Stromrichtungsverstärker oder etwas Getrickse mit
aufgetrennter GND-Leitung (und Low-Side-Shunt+OpAmp). Dafür gibt es
zahlreiche Anwendungsbeispiele, auch für deinen Schaltregler (Stichworte
constant current bei der Suche ergänzen.)
Für eine Solarschaltung würde ich das nicht machen, da die Verluste
schon allein durch den Betriebsstrom dieses Schaltreglers zu hoch sind.
Den Super-Cap lädst du am effizientesten, wenn die Panelspannung nur
2,4V beträgt. Dann sparst du dir alle Widerstände und Regelungen. Sonst
würde ich reichlich Supercaps in Reihe schalten, um die 15V zu erreichen
und direkt an die Solarzelle gehen. Alles andere ist zu verlustreich.
loader schrieb:> Nichts, vielleicht hab ich es falsch beschrieben: mit Alternative meinte> ich eine völlig andere Ladeeinrichtung ohne LM2596. Direktes Laden ohne> Spannungswandler. Die Unterbrechung erfolgt dann bei 2.5V.
Ich würde einen LED-Regler als step-down nehmen. Der liefert einen
konstanten Strom, lädt also den Supercap langsam auf. Die gibts von den
üblichen Verdächtigen.
ArnoR schrieb:> So ein Abwärtswandler ist aber eine ungünstige Wahl. Er transformiert> nämlich nicht, sondern zieht nur für ~1/10 der Zeit Strom aus dem> Solarpanel um die Drossel aufzuladen und entlädt die dann in ~9/10 der> Zeit in die Last.
Dafür hat jeder anständige Schaltregler einen Eingangskondensator. Und
je höher die Schaltfrequenz ist, desto kleiner kann der ausfallen. Und
damit kann auch der Spitzenstrom in den Regler höher sein, als der
mittlere Strom aus der Solarzelle.
MfG Klaus
