Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik XL4016e1 "modifizieren"


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von Nico E. (nico2307)


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Hallo zusammen

Kurz eine Frage. Was würde passieren wenn ich den FB Pin des XL4016e1 
nicht in den Vout hänge sondern in den Vin. Meiner Überlegung nach hätte 
ich dann einen geregelten Eingang und einen nicht geregelten Ausgang, 
oder?

Habe mir so einen DC - DC Wandler mit dem XL4016e1 gekauft und musste 
leider feststellen das er unter Last (H7 Lampe 55 Watt) meine 
Spannungsquelle (Windrad) völlig in die Knie zwingt wenn nicht gerade 
genug Wind vorhanden ist. Meine Vorstellung von dem Modul war: PWM 
einstellen auf 12V (funktioniert) und vor allem halten auch unter 
größere Last. Sprich das Modul gibt halt so viel Ampere aus wie bei 12v 
möglich ist.

von Maxim B. (max182)


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Nico E. schrieb:
> Meiner Überlegung nach hätte
> ich dann einen geregelten Eingang und einen nicht geregelten Ausgang,
> oder?

Was ist bei einem Buck-Wandler "geregelte Eingang"? Was erwartest du von 
der Schaltung?

von hinz (Gast)


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Schnapsidee! Auch die Halogenlampe.

von Nico E. (nico2307)


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Ich erhoffe mir das die Last nicht das Windrad zum Stehen bringt.

Es geht mir nicht um die Bewertung meines Vorhabens...

von hinz (Gast)


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Nico E. schrieb:
> Ich erhoffe mir das die Last nicht das Windrad zum Stehen bringt.

Du brauchst wohl ehr einen MPPT-Regler. Aber Leistung herzaubern kann 
auch der nicht.



> Es geht mir nicht um die Bewertung meines Vorhabens...

Die gibts halt kostenlos dazu.

von Harald W. (wilhelms)


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Nico E. schrieb:

> Ich erhoffe mir das die Last nicht das Windrad zum Stehen bringt.

Dafür brauchst Du einen MPPt-Regler, der ständig die maximale Leistung
aus dem Generator rausholt. Solche MPPt-Regler gibts zwar auch für
Solarzellen; da diese Quelle aber andere Daten als Generatoren hat,
sind solche Regler für Deinen Generator aber vermutlich nicht geeignet.

von Maxim B. (max182)


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Nico E. schrieb:
> Ich erhoffe mir das die Last nicht das Windrad zum Stehen bringt.

Vielleicht einfach zusätzlich Strombegrenzung machen?

von Harald W. (wilhelms)


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Nico E. schrieb:

> Es geht mir nicht um die Bewertung meines Vorhabens...

Ob mit oder ohne Bewertung; eine Halogenlampe ist als Last denkbar
ungeeignet.

von Nico E. (nico2307)


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Ok. Zurück zu der Eingangsfrage - Was passiert denn nun wenn ich mit FB 
an Vin gehe und am Ausgang eine richtig große Last anhänge?

von Harald W. (wilhelms)


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Nico E. schrieb:
> Ok. Zurück zu der Eingangsfrage - Was passiert denn nun wenn ich mit FB
> an Vin gehe und am Ausgang eine richtig große Last anhänge?

Wie Du ja schon weisst, die Spannung bricht zusammen.

von Nico E. (nico2307)


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Ok, schade. Ich werde mir wohl einen Regler zusammenstellen müssen der 
in Abhängigkeit von der Eingangsspannung schaltet. So nach dem Motto: 
Eingang größer als 12V längerer Dutycycle, Eingang kleiner als 12V 
kürzerer Dutycycle. :)

von hinz (Gast)


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Nico E. schrieb:
> Ok, schade. Ich werde mir wohl einen Regler zusammenstellen müssen
> der
> in Abhängigkeit von der Eingangsspannung schaltet. So nach dem Motto:
> Eingang größer als 12V längerer Dutycycle, Eingang kleiner als 12V
> kürzerer Dutycycle. :)

So einfach ist es eben nicht.

von Nico E. (nico2307)


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Das war eine stark vereinfachte Darstellung gebe ich zu. Da fehlt noch 
einiges drum herum.

von Maxim B. (max182)


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Nico E. schrieb:
> Ich werde mir wohl einen Regler zusammenstellen müssen der
> in Abhängigkeit von der Eingangsspannung schaltet. So nach dem Motto:
> Eingang größer als 12V längerer Dutycycle, Eingang kleiner als 12V
> kürzerer Dutycycle. :)

Wird FB > Vfb, dann ist Wandler aus. Wird FB < Vfb, dann voll 
eingeschaltet, ohne Begrenzung von V und I. Solche Schaltung hat nicht 
viel Sinn.

von Nico E. (nico2307)


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Danke Maxim B.
Nachdem mir aber trotzdem der Eingang wegbricht hilft mir das Verhalten 
des Moduls nach modifikation leider nicht. Aber danke dass du dir die 
Zeit genommen hast.

von -|- (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Dafür brauchst Du einen MPPt-Regler

Nicht zwingend - er will bisher nicht wirklich die P_in maximieren.

Sinnvoll ist ein MPPt erst, wenn ein Akku dazukommt - denn erst der
erlaubt eine belastbare Konstantspannung (oder mit wtghd. ohmscher
Last wie der Halogenl. egal, auch Konstantstrom erfordert selbiges,
im Dauerbetrieb sogar exakt gleiches, nur die Startphase divergiert).

Größe/Kapa/Spannungslage(/Chemie) je nach geplantem Nutzungsprofil.

Mir ist nicht klar, was hier überhaupt geplant ist (mittels
Hometrainer eine Plantage beleuchten ist nur eine Möglichkeit).

Jedenfalls wüßtest Du mit auch nur minimaler Lektüre über solche
Halogenlampen, wieso das gleich 2fach Unfug ist, was Du planst.
Daß Deine Wandleridee so (alleine) auch nichts retten kann, ist
sozusagen nur eine niederschmetternd traurige Folgeerscheinung.

Diese harten Worte hatte Dir @hinz ersparen wollen, denke ich...

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Nico E. schrieb:
> Ok. Zurück zu der Eingangsfrage - Was passiert denn nun wenn ich mit FB
> an Vin gehe und am Ausgang eine richtig große Last anhänge?

Genau das falsche. Wenn das Windrad wenig Spannung liefert, erhöht der 
Regler das Einschalt- zu Ausschaltzeit Verhältnis und versucht, noch 
mehr Leistung zu entnehmen. Was die Spannung weiter zusammenbrechen 
läßt.

Wenn man das mit dem Vorzeichen des Reglers korrigiert, ist man schon 
fast beim MPPT. Was der noch zusätzlich macht: er mißt die aus der 
Quelle entnommene Leistung und variiert die Referenzspannung in der Art, 
daß die Leistung ein Maximum erreicht.

Dein Hauptproblem ist aber, daß du keinen Verbraucher hast, der die 
Schwankung der Leistung toleriert. Im günstigen Fall liefert dein 
Windrad wenig Leistung und dann wird die Glühlampe vor sich hin glimmen 
und kaum Licht, nur Wärme erzeugen. Im ungünstigen Fall liefert das 
Windrad mehr Leistung als die Glühlampe verkraftet und sie brennt durch.

Es hat schon seinen Grund, warum man für MPPT Ernte von variablen 
Leistungsquellen noch einen Akku im System hat. Und selbst dann muß man 
für den Fall vorsorgen, daß der Akku voll ist.

von -|- (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Und selbst dann muß man
> für den Fall vorsorgen, daß der Akku voll ist.

Gibt es zwar schon auch als Fertigmodul (zumindest für Solarzellen
div. Nennspannung und Nennleistung - mitsamt MPPt Regelung eingangs
plus kompletter (incl. Abschaltung @ Ladeschlußspannung) Laderegler
ausgangs --- man müßte halt die Leistungs-Parameter/Windrad kennen).

Allerdings würde man große Teile der geernteten Energie in besagter
(sogar bei Nennwerten betrieben relativ ineffiziösen) Halogenlampe
wieder "nutzlos verbrennen" - alles wirklich nicht wirklich schön.

von Nico E. (nico2307)


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Bitte verzeiht mir mein Unwissen. Ich fange gerade erst an mit der 
Elektrotechnik. Ich versuche mir alles selber zu erarbeiten. Vor allem 
Probieren und Messen sind im Moment meine Methode Dinge zu verstehen. 
Und bevor ich vorhandene Schaltungen zerlege und mir möglicherweise was 
zerstöre, frage ich lieber.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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@Nico E. (nico2307): Warum stellst du mir eine Frage zu diesem Thread 
per PN? Ich setze das mal hier rein:

>Axel S. schrieb:
>> Wenn man das mit dem Vorzeichen des Reglers korrigiert, ist man schon
>> fast beim MPPT

> Wie meinst du das mit dem Vorzeichen ändern? Ist das ein minimaler
> Eingriff am Modul?

Nun, der Regler regelt offensichtlich in die falsche Richtung. Anders 
gesagt: er ermittelt die Abweichung zwischen Soll- und Istwert mit dem 
falschen Vorzeichen.

Ich kenne den XL4016 nicht und bin zu faul, das nachzuschlagen. Aber im 
Prinzip kann man das ändern. Wenn der Regler beide Eingänge des 
Regelverstärkers herausgeführt hat (wie der gute alte TL494), dann kann 
man die direkt tauschen. Oder wenn das PWM-Signal einen externen 
Schalter ansteuert, dann kann man es invertieren. Oder man setzt seinen 
eigenen, invertierenden Fehlerverstärker vor den Feedback-Eingang des 
Reglers.

Aber wie ich bereits sagte: das nützt dir nichts, wenn du eine Glühlampe 
als Last hast.

von Maxim B. (max182)


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Nico E. schrieb:
> Ich fange gerade erst an mit der
> Elektrotechnik.

Dann mache lieber zuerst etwas Einfacheres. Hier hast du gleich mehrere 
Sachen, die in sich alleine schon kompliziert sind und tiefe Verständnis 
brauchen.
1. Glühlampe
2. Stromgenerator
3. Impulswandler
Das alles solltest du zuerst separat erforschen.

Hast du schon mit XL4016 eine Speisung gemacht? So etwa eine Platine 
gespeist, wo man nur eine konstante Ausgangsspannung braucht?

Wenn man etwas "modifizieren" will, sollte man zuerst die Sache gut 
kennen. Man sollte zuerst verstehen, warum das und das so und nicht 
anders gemacht wurde. Ich hoffe, du sagst nicht etwa, daß du kluger bist 
als die Entwickler von XL4016 ? Verstehe zuerst ihre Logik, erst dann 
"modifizieren" bitte.

Es gibt viel Literatur zum Thema Wandler.

: Bearbeitet durch User
von Nico E. (nico2307)


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Ja so eine Speisung habe ich schon vorgenommen. Je mehr Last ich an den 
XL hänge desto länger muss der Dutycycle werden damit ich die Last 
vernünftig betreiben kann.
Ich wollte auch nicht schlauer sein als der Entwickler. Ich wollte den 
XL "austricksen"...

Nun noch eine Frage - nicht zu dem XL sondern nur für mein Verständnis. 
Ist es richtig das N - MOSFETs leitfähiger werden je mehr Spannung am 
Gate anliegt? Ich befasse mich nun erstmal mit Transistoren und FETs. 
Mit ICs warte ich dann noch bis die Basics sitzen :)

von Harald W. (wilhelms)


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Nico E. schrieb:

> Ja so eine Speisung habe ich schon vorgenommen. Je mehr Last ich an den
> XL hänge desto länger muss der Dutycycle werden damit ich die Last
> vernünftig betreiben kann.

Das ist so nicht richtig. Die Länge der Impulse muss sowohl zur
Quelle als auch zur Senke passen. Bei annähernd idealen Spannungs-
quellen und Senken mit fester Spannung ist die Impulslänge nur
vom Übersetzungsverhältnis abhängig. Bei Dir sind aber sowohl
Quelle wie Senke weit vom Idealzustand entfernt.

von Nico E. (nico2307)


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Ich werde mich belesen müssen denn das verstehe ich (noch) nicht. Mein 
Verständnis war, am Beispiel meiner 55W Leuchte und einer 10W Leuchte, 
dass der Dutycycle länger werden muss wenn ich von der 10W Leuchte auf 
die 55W Leuchte wechsel. Erst wenn ich den Dutycycle verlängert habe 
leuchtete auch die 55W Leuchte. Das war für mich bis jetzt logisch.

von Maxim B. (max182)


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Nico E. schrieb:
> Ist es richtig das N - MOSFETs leitfähiger werden je mehr Spannung am
> Gate anliegt?

Ja. Auch P - MOSFETs mögen mehr Spannung am Gate. Die sind wie wir 
Menschen: mögen wenn es mehr wird :) Hauptsache nicht über VGSmax zu 
gehen.
Aber VGS(TH) ist unterschiedlich. Je niedriger, um so weniger braucht 
MOSFET, um voll geöffnet zu werden. Somit wird auch Leistung von 
Controller reduziert.
Noch muß du auf Eingangskapazität kucken, oder besser auf Total Gate 
Charge: je kleiner umso besser.

Vielleicht wäre für dich eine zweistufige Schaltung sinnvoll. Die erste 
Stufe als Boost, zweite als Buck. Dann hast du die Möglichkeit, 
Vin-Strom zu begrenzen ohne auf die Ausgangsstufe zu wirken - 
vorausgesetzt daß zwischen Stufen ausreichend großer Speicher steht, so 
wie PKW-Akku.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Maxim B. schrieb:

>> Ist es richtig das N - MOSFETs leitfähiger werden je mehr Spannung am
>> Gate anliegt?
>
> Ja. Auch P - MOSFETs mögen mehr Spannung am Gate.

Sie mögen typischerweise aber nicht mehr als 20V!

von Nico E. (nico2307)


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Ok, vielen Dank für die Infos. Ich habe noch ein P-FETs rumliegen und 
werde damit erstmal ein bisschen experimentieren.

von Harald W. (wilhelms)


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Maxim B. schrieb:

> Aber VGS(TH) ist unterschiedlich.

Die richtige Ansteuerspannung ist aber immer höher als die VGS(TH)!
Der richtige Wert steht in der Zeile, wo hinten der Wert der DS-
Spannung im durchgeschalteten Zustand steht.

von -|- (Gast)


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Zuallererst mal: Sofern nicht anders angegeben, handelt es sich bei
Datenblattspezifikationen um sog. typische ("Durchschnitts-") Werte.
(Anders ist es bei sog. Grenzwerten - unbedingt zu unterschreiten.)


Die V_GS(th) ist die threshold- (=Schwellen-) Spannung - das heißt:

"Die Spannung, ab welcher der (jew. betreffende) Fet ein ganz klein
wenig zu leiten beginnt." (wenig, aber Größenordnungen oberhalb des
sog. Sperrstromes (der - wie der Name sagt - im voll gesperrten
Zustand fließt) - und dieser Übergang ist sozusagen "schlagartig").


Nico E. schrieb:
> bevor ich vorhandene Schaltungen zerlege und mir möglicherweise was
> zerstöre, frage ich lieber.

Also hier wirft Dir niemand vor, zu fragen - das ist immer noch sehr
viel klüger, als "wild draufloszuprobieren" mit bitterbösen Folgen.

Du solltest die Eigenschaften der jew. Schaltung(en), ja sogar die
der dortigen Bauteile, immer schon im Vorfeld einigermaßen kennen.

Heißt jedoch für den Beginner: Erst mal viel, viel Theorie pauken.
(Die sogenannten/oft gepredigten "Grundlagen" / das "Grundwissen".)

Anders aber haben Versuche/Messungen keinen Sinn.

von -|- (Gast)


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Maxim B. schrieb:
> Aber VGS(TH) ist unterschiedlich. Je niedriger, um so weniger braucht
> MOSFET, um voll geöffnet zu werden. Somit wird auch Leistung von
> Controller reduziert.
> Noch muß du auf Eingangskapazität kucken, oder besser auf Total Gate
> Charge: je kleiner umso besser.

Grade die FETs mit sehr kleiner Schwellenspannung ("Logik-Pegel",
also R_ON spezifiziert für niedrigste V_GS zw. 4,5V ... 1,8V) sind
aber jetzt nicht unbedingt "berühmt" für kleine Q_Gate... eher im
Gegenteil: Weil deren Schaltgeschwindigkeit oft nachrangig ist.

Deine Aussagen sind also gewissermaßen mit Vorsicht zu genießen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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-|- schrieb:
> Also hier wirft Dir niemand vor, zu fragen - das ist immer noch sehr
> viel klüger, als "wild draufloszuprobieren" mit bitterbösen Folgen.

Sehr richtig.

> Du solltest die Eigenschaften der jew. Schaltung(en), ja sogar die
> der dortigen Bauteile, immer schon im Vorfeld einigermaßen kennen.
>
> Heißt jedoch für den Beginner: Erst mal viel, viel Theorie pauken.
> (Die sogenannten/oft gepredigten "Grundlagen" / das "Grundwissen".)

Allerdings kann (IMHO sollte) man sich Grundwissen durchaus auch 
praktisch aneignen. Sprich: einfache Schaltungen praktisch aufbauen. 
Damit experimentieren. Zum Anfang vielleicht ein Blinker mit zwei 
Transistoren. Auch mal mehrere Varianten. Und dann das Niveau langsam 
steigern. Es kann durchaus helfen (im Sinne von motivieren), wenn man 
dabei ein Ziel vor Augen hat, das derzeit noch zu kompliziert ist.

Aber wenn man gerade das Seepferdchen gemacht hat, versucht man ja auch 
nicht als nächstes, über den Ärmelkanal zu schwimmen.

von Maxim B. (max182)


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-|- schrieb:
> Grade die FETs mit sehr kleiner Schwellenspannung ("Logik-Pegel",
> also R_ON spezifiziert für niedrigste V_GS zw. 4,5V ... 1,8V) sind
> aber jetzt nicht unbedingt "berühmt" für kleine Q_Gate... eher im
> Gegenteil: Weil deren Schaltgeschwindigkeit oft nachrangig ist.

Dafür gibt es Datasheets, die hoffentlich auch TO liest. Ich sage nur, 
wo genau er kucken sollte. MOSFETs gibt es wie Sand auf Meer.

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