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Ch.Petry

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1

Samstag, 16. Dezember 2006, 17:34

Spannungswandler 11-13,8V => ~17V (min. 20A)

Ich bräuchte eine Schaltung die mir aus 11-13,8V (Autobatterie/Netzteil) eine Außgangsspannung (Gleichspannung) irgendwo zwischen 16,5V und 19,5V liefert. Kann auch ruhig abhängig von der Eingangsspannung sein, also z.B. 11V => 16,5V, 13,8V => 19,5V
Die Spannung kann auch einbrechen bei Belastung solange noch mindestens 16,5V erreicht werden, auch darf die Spannung im Leerlauf/niedriger Belastung etwas über 19,5V liegen (selbst 21-22V wären noch ok).

Der Ausgang muss dabei mindestens bis 18A dauer/20A kurzzeitig belastbar sein!


Habt ihr da eine Idee für eine möglichst einfache und billige Schaltung die das gewährleisten kann?


Gruß
Christian
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2

Montag, 18. Dezember 2006, 17:15

Hallo!

Diese Links dürften interessant sein:

http://www.sprut.de/electronic/switch/schalt.html
http://schmidt-walter.fbe.fh-darmstadt.de/smps/smps.html

Stichwort: Stepup oder Aufwärtswandler


mfG Thomas

3

Dienstag, 19. Dezember 2006, 15:40

Christian,

vor einigen Jahren hatte ich die Idee, mir ein Zweit-Ladegerät "billig" zu bauen - immerhin bin ich Dipl.-Ing. E-technik ;-))...... - allerdings ohne spezielle Erfahrung auf diesem Gebiet. Ich habe auch mit "sprut" korrespondiert und er hat mich gewarnt, und - er hatte so recht!

Immerhin habe ich es geschafft, einen Elko so heiß laufen zu lassen, daß die Schutzfolie und der dort sitzende Oszi-Tastkopf weggeschmolzen ist. Eine höhere Spannung kam auch raus, aber wenn ich über 4 A Laststrom ging, dann hat mein 20 A Netzgerät abgeschaltet...

Ich habe dann das einzig Richtige gemacht: Ein Ladegerät gekauft.

Nessel hatte mal einen separaten Spannungswandler angeboten; vielleicht (aber eher nicht?!) gibt es sowas dort noch?

Gruß
Herbert Eberbach

4

Dienstag, 19. Dezember 2006, 16:11

RE: Spannungswandler 11-13,8V => ~17V (min. 20A)

fertigen 230V-Wechselrichter, Trafo dahinter, Gleichrichter, Siebelkos. Oder entsprechendes Schaltnetzteil.

Alternativ gibts vielleicht noch was bei www.vicoreurope.com. Bei 12V Eingang allerdings limitiert auf 75W, dafür kann dann mit Driver und mehreren Boostern parallel der passende Ausgangsstrom eingestellt werden. Kostet aber sicher mehr, als die oben genannte Löstung.

Oder eben mit ausreichender Erfahrung Selbstbau.

Ch.Petry

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5

Dienstag, 19. Dezember 2006, 16:38

Danke schonmal für eure Antworten!

Hm, dachte das würde bei den vergleichsweise geringen Anforderungen auch einfacher gehen.
Getaktete Step-Up Wandler hab ich mir schon angeschaut, aber scheint mir viel zu aufwändig zu sein, ist nicht einfach in der Abstimmung, schnell entstehen extrem hohe Stromspitzen usw.
12V auf 230V und wieder per Trafo+Gleichrichter runter scheint mir auch nicht gerade eine elegante Lösung zu sein...

Zur Not würde es mir auch reichen wenn die Schaltung 8A dauer/10A kurz liefern kann, würde sie dann halt 2 mal aufbauen (habe 2 Verbraucher), ist wahrscheinlich sogar besser da es vielleicht auch 3-4 Verbraucher werden können.

Ich weiß das die eigentlich nur für kleine Ströme verwendet werden (wobei ich auch schon 1A Ladungspumpen gefunden habe), aber könnte man nicht auch eine Ladungspumpe entsprechend dimensionieren sodass die den benötigten Strom liefern kann? Die Dioden sind ja kein Problem, "nur" der Kondensator muss entsprechend groß sein (wie groß?). Außerdem müsste man eine Rechteckspannung aus der Versorgungsspannung erzeugen...


Gruß
Christian
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6

Mittwoch, 20. Dezember 2006, 15:28

Problem am Kondensator ist der darin fließende Wechselstrom. Bedingt durch den Innenwiderstand gibts dann Wärme, die den Elektrolyten zur Dampfbildung anregt. Der wird über das Sicherheitsventil oder durch gezieltes Platzen an der Sollbruchstelle abgelassen.

Ch.Petry

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7

Mittwoch, 20. Dezember 2006, 17:13

Das hab ich mir auch überlegt, aber ist die Belastung wirklich so stark das es da keine Kondensatoren gibt die das bei einem noch vertretbaren Preis (sagen wir mal <=5 Euro) leisten können?
Es gibt ja haufenweise "Low-ESR" Kondensatoren bzw. wird mit niedrigem Innenwiderstand geworben aber genaue Werte oder Belastbarkeiten gibts scheinbar nicht?!? (hab mir mal ein paar Datenblätter bei Reichelt angeschaut)

Welche Kapazität muss denn eigentlich der Kondensator bei einer noch problemlos realisierbaren Taktfrequenz haben? Wenn die schon im >1 Farrad-Bereich liegt ist es preislich und platzmäßig sowieso uninteressant.

Hatte zwar 2 Jahre E-Technik Leistungskurs in der Oberstufe, aber viel kann man in der Zeit nicht lernen und Praxisbezug gabs da auch eher wenig, daher bin ich ohne eure Hilfe aufgeschmissen...
Wollte auch lange Zeit nach der Schule E-technik studieren weil mich sowas schon interessiert, aber letztendlich wurde es dann doch ein Informatik-Studium... :shy:


Gruß
Christian
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8

Mittwoch, 20. Dezember 2006, 19:06

Hallo Christian,
mit UC3843N kann man Wandler relativ einfach aufbauen. Auch manche Lader (Orbit,
Spectra II...) haben UC3843N inside!
Hier meine Aufbau (Wandler) für selbstabau Reflex Lader mit ICS1702 (ca. 5 A).
Leistung natürlich abhängig von Spule, MOSFET und Schottky-Diode. Elkos sind auch in Lader nicht größer als 1000µF/63 (natürlich schaltfeste!)...
Kann Dir Schaltung mailen.

Grüße
Milan
»millu« hat folgendes Bild angehängt:
  • WandlerML.jpg

Ch.Petry

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9

Mittwoch, 20. Dezember 2006, 22:16

Hört sich interessant an! Hab di meine Mailadresse per PN geschickt.

Muss man da noch viel kalibrieren/mit Bauteilen rumprobieren oder läuft das "out of Box" sofort?


Gruß
Christian
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Donnerstag, 21. Dezember 2006, 00:43

Hallo Christian,
Du hast Mail!

Grüße
Milan

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11

Donnerstag, 21. Dezember 2006, 13:58

Hallo,

Nur so am Rande, bist Du Dir im Klaren, dass dann über 30 A aus dem 12 V Akku gezogen werden? Das sind immerhin 340 Watt und dann noch der Wirkungsgrad, also ich weiss nicht so recht.

Gruss Bruno

Ch.Petry

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12

Donnerstag, 21. Dezember 2006, 14:38

Das ich >30A Input bei 20A Output brauche ist mir schon klar, sehe darin aber kein größeres Problem?!?
Worauf beziehst du das mit dem Wirkungsgrad? Auf die Ladungspumpe oder auf Milans Schaltung?


Gruß
Christian
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13

Donnerstag, 21. Dezember 2006, 15:02

Hallo,

Zitat

sehe darin aber kein größeres Problem


Klar, wenn der Akku das mitmacht. Normale Starterbatterien sind dafür aber nicht geeignet, 200 Ah Solarbatterien hingegen schon.

Zitat

Worauf beziehst du das mit dem Wirkungsgrad? Auf die Ladungspumpe oder auf Milans Schaltung?


Ja, sowohl als auch.

Klar, man kann solche Schaltungen schon entwerfen. Es sind dann aber gewisse Designregeln zu beachten und es wird wohl auch etwas teuer bei der Leistung.

Für was brauchst Du das denn?

Gruss Bruno

Ch.Petry

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14

Donnerstag, 21. Dezember 2006, 16:51

Naja, 25-30A ziehen ja auch einige Modellbaulader.
Ich hab auch nicht vor den Akku gandenlos leerzusaugen, die meiste Zeit werde ich wohl mein Netzteil(3-15V 40/45A) als Spannungsversorgung nehmen.

Ich brauche die Schaltung für ein "einfachst"-Ladegerät welches im wesentlichen aus einem bzw. mehreren LT1083 besteht.
Der LT1083 ist eigentlich ein Low-Drop Spannungswandler, jedoch mit diversen Schutzschaltungen die unter anderem den maximalen Strom begrenzen sodass man den Spannungswandler direkt zum laden von LiPo/LiIon/LiFePo Akkus (im Prinzip alle die CCCV Ladeverfahren benötigen) nehmen kann.
Nachteil ist natürlich das die maximale Ausgangsspannung Eingangsspannung-1...1,5V beträgt und das man den Strom nicht einsellen kann.

Habe damit schon vor Jahren meine 6,5Ah LiPo Akkus geladen (zu der Zeit gab es noch keine LiPo-lader die einen entsprechend hohen Strom liefern konnten, selbst der Orbit Microlader lieferte max.3A bei LiPo). Lange Zeit hab ich die Schaltung dann nicht mehr gebraucht weil es ein Update von Orbit gab sodass 6A möglich waren und ich mittlerweile auch einen Akkumatik (max.8A) und gleichzeitig die Akkus etwas kleiner wurden (5.000mAh).
Jetzt habe ich aber die neuen FePo Akkus bei denen der Hersteller schon 10A als Schnelladung empfiehlt, 25A sind möglich (mit verkürzter Lebensdauer). Ich will die Zellen aber unter anderem in einem E-Maxx als 4s2p fest installieren, sprich 20A empfohlen, 50A möglich. Selbst mit den maximalen 8A des Akkumatik würde das ~1h Zwangspause bedeuten da wie gesagt der Akku fest installiert wird...
Leider haben 4s deutlich mehr als 12V Ladespannung sodass ich einen Step-Up Wandler bräuchte.
Die Alternative ist 2 Stück 2s2p Packs und 2 Ladegeräte was aber zu problemen führen kann wenn nicht mögichst exakt gleich viel eingeladen wird, sodass ich 4s2p bevorzugen würde. (da die meisten Modellbaulader keinen Step-Down Wandler haben und daher bei 7,2V Ladespannung schon deutlich mit dem Strom runtergehen müssen würde es auch wieder auf LT1083 herauslaufen, halt mit entsprechendem Kühlkörper...)
Habe auch schon über 5s2p nachgedacht, dann ließe sich allerdings nichts mehr tricksen (es sei denn man nimmt 3 oder gleich 5 Ladegeräte...)

Habe übrigens schon 6 Ladungen mit 16A (2 LT1083 parallel) bei einem 3s1p FePo gemacht => Ladezeit 8 Minuten bis 95% voll statt ~16 Minuten beim den 8A des Akkumatik, Akkutemperatur nach dem laden 42°C (bei 24°C Anfangstemperatur und Raumtemperatur ~20°C). Beim Akku für den E-Maxx wäre ich aber schon mit 8A pro Zelle zufrieden, sprich 16A pro Pack (lieber wären mir 24A, aber 16A sind auch ok).


Gruß
Christian
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15

Donnerstag, 21. Dezember 2006, 17:21

Hier mal eine Ladekurve, sieht meiner Meinung nach erstaunlich gut aus wenn man bedenkt das hier ein Spannungswandler die ganze arbeit macht...

Versorgungsspannung war ~12,2V, durch die Verluste am Ladekabel+Steckkontakten etc. musste ich auf 3,7V/Zelle laden, jedoch lagen während der "Hochastromphase" (>10A) max.3,6V/Zelle an. Bei 13V Eingangsspannung liegt der Strom nur um ~0,2A höher, bei 11,7V Versorgungsspannung sind nur noch ~11-12A.
Ab ~15V Eingangsspannung beginnen die Spannungswandler den Strom weiter zu limitieren da die Kühlkörper mit je 3,5 K/W dann zu klein sind.
ich werde versuchen die Widerstände noch etwas runter zu bekommen sodass ich auch mit 3,65V/Zelle klarkomme (laut Hersteller halten die zwar sogar 4,2V/Zelle aus, aber man muss es ja nicht auf die Spitze treiben wenn es nicht nötig ist).

Edit:
Der sehr gerade Spannungsverlauf ist nicht getrickst:
Bei 2 Minuten sinds 10,90V, bei 8 Minuten dann 11,03V und am ende 11,10V.
Wie gesagt real aber etwas weniger (~0,2V bei Strom >10A)

Edit2:
rot ist natürlich der Strom, blau die Spannung
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Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von »Ch.Petry« (21. Dezember 2006, 17:36)


16

Montag, 8. Januar 2007, 13:37

lese gerade, dass Du die meiste Zeit den Akku am Netzgerät betreiben willst. Und die Spannung des Akkus geht nie über 15V.

Warum nicht einfach Spannung am Netzgerät einstellen und drauf los laden, hat das Gerät keine Strombegrenzung (Vorwiderstand tuts auch...) oder traust Du der Spannungsregelung nicht???

Ch.Petry

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17

Montag, 8. Januar 2007, 16:33

Das Netzteil hat leider keine Strombegrenzung.
Vorwiderstand ist auch nicht so einfach, da der Akku eine Leerlaufspannung von nur 11V haben kann, d.h. ich bräuchte einen 0,25 Ohm Widerstand mit ~60W Leistung (zumindest kurzzeitig). (berechnet für 15A Ladestrom)
Die Spannung des Akkus geht aber sehr schnell in Richtung Ladeschlusspannung, sagen wir 14V (optimistisch geschätzt, eher 14,5V bei 15A), hier würde der Vorwiderstand dann den Ladestrom zu stark begrenzen, nämlich auf 4A und im Verlauf der Ladung mit steigender Akkuspannung immer weniger, resultierend wäre die Ladezeit also deutlich länger als wenn ich gleich mit dem Akkumatik laden würde...


Gruß
Christian
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