0 bis 80VDC Spannungswandler in 12VDC

Diskutiere 0 bis 80VDC Spannungswandler in 12VDC im Photovoltaik- / Windkraft-Forum Forum im Bereich DIVERSES; Hallo Gemeinde, nächste Stufe in dem Windmühlenprojekt ist die netzunabhängige Stromversorgung des Controllers und der Sensoren. Die 3 AC Phasen...

  1. Ejpal

    Ejpal

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    Hallo Gemeinde,
    nächste Stufe in dem Windmühlenprojekt ist die netzunabhängige Stromversorgung des Controllers und der Sensoren. Die 3 AC Phasen vom Generator werden durch einen Brückengleichrichter in DC gewandelt Dann wird ein 3-Ampere 40VDC LM2596 Spannungswandler eingesetzt um 12VDC für die Akkuladespannung zu erhalten. Ein gleicher LM2596 kommt dahinter um die 12 VDC in 5 VDC für einen Raspi Pi4 und die Sensoren zu versorgen.
    Soweit so gut - das funktioniert von 0- 40 Volt Problemlos.
    Powersupply.jpg
    Das Problem beginnt, wenn der BGR mehr als 40 Volt liefert, denn der LM2596 verträgt das nicht und wird zerstört werden. Deshalb wurde ein belastbarer Spannungsteiler eingebaut, der im Bereich 40- 80 VDC (Relaisgesteuert vom Raspi) die Spannung in den LM2596 runtersetzt. Das funktioniert zwar auch, aber das belastet den Stromkreis und verbrät einiges an Leistung in den Widerständen.

    Auf der Suche nach besserer Lösung, kam eine Idee mit Sperrdiode auf. Prinzip wie folgt:
    Powersupply neu.jpg
    Mit bis 40 VDC kommt der LM2596 klar. Alle Spannung über 40 geht durch die Sperrdiode und wird da zwar auch in Wärme gewandelt, aber...
    Fragen:
    Wird der Verlust soviel wie durch die beiden 8 Ohm Widerstände?
    Welche Diode nimmt man da und muss da noch ein Widerstand dahinter?

    Gibt es einen besseren Ansatz das zu lösen, z.B.: die Eingänge von zwei LM2596 in Reihe schalten und die Ausgänge parallel (das hätte den Vorteil, den Strom durch einen LM2596 zu verringern, Nachteil: der Ausgang des LM2596 ist regelbar und muss dann genau gleich dem anderen sein, oder)?

    Eine letzte (neben)Sache noch: wie kann man den Raspberry Pi (max 5,25) Volt vor Überspannung schützen?

    Schöne Grüße in die Runde und Danke fürs Interesse,
    Ejpal
     
  2. patois

    patois

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    Mein Interesse hält sich da in Grenzen.

    Meine Meinung dazu wäre: Probieren geht über Studieren !
     
  3. #3 Pumukel, 03.02.2021
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    Und was soll der Blödsinn ? Du kannst die Spannung auch durch einen Längsregler mit Transistor auf max 40 V begrenzen ! Und wenn du schon 12V erzeugen willst dann Bunkere die Überschüssige Leistung in einem Akku !
    Dafür gibt es sogar fix und fertig Solarladeregler !
    BlueSolar MPPT 150/60-MC4 Solarladeregler 12/24/36/48V 60A
    Damit kannst du direkt aus den 0 bis 80 V deine 12V für den Akku und deine 12V Anlage gewinnen .
     
  4. bigdie

    bigdie

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    Der MPPT ist auf solarmodule ausgelegt. Die ändern bei unterschiedlicher Sonneneinstrahlung sofort den Innenwiderstand. Eine Windmühle hat aber Trägheit da wirst du mit dem MPPT Regler nicht glücklich werden.
    Da ist ein PWM wahrscheinlich besser
    Step Down der billigen Sorte vom Chinamann gibt es auch mit 80V, allerdings nur 0,8A Theoretisch könnte auch das Teil funktionieren, kostet nur mehr
    JOY-IT Programierbares Labornetzteil JT-DPM8605

    Das mit der Z-Diode wird wohl an der zur Verfügung stehenden Leistung scheitern. In der DDR gab es mal welche mit 8W, zumindest wenn man die auf einen Kühlkörper gesetzt hat. Kann man 2 Stück 20V in Reihe setzen und hat 40V 16 W. Glaube aber kaum, das man sowas heute noch kaufen kann.
    Man kann sich auch eine Leistungs Z-Diode selber basteln
    Power-Zenerdiode aus Z-Diode und Transistor (Shuntregler, Safe-Operating-Area, BD239, 2N2905, LM317, IRLZ34N)
    Trotzdem verheizt man dann die Leistung.
     
  5. Ejpal

    Ejpal

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    Hallo Bigdie,
    Vielen dank für deine Überlegungen und Tipps. Das Netzteil sieht interessant aus und ist auch bezahlbar. Ob das auch paar Volt über 75 verträgt?

    Die Idee mit den LM2596 in Reihe funktioniert übrigens nicht. Hab beide in Reihe an 38VDC (mehr hab ich leider nicht) angeschlossen. Aber der erste nimmt 35 VDC auf und lässt dem Zweiten nur noch 3 VDC übrig. Damit kann zwar der erste auf 12 Volt eingestellt werden und ist auch belastbar, aber der Zweite geht bis max. 2,4 VDC.

    Was ich nicht verstehe: wenn der Erste unter 12V geregelt wird, verringert sich auch die Ausgangsspannung am Zweiten.
    Hatte erwartet, dass Verringern der "V-out" am ersten, der "V-out" am Zweiten mehr Power übrig lässt. Seltsam...?

    Nochmal vielen Dank für deinen Beitrag,
    Beste Grüße Ejpal
     
  6. bigdie

    bigdie

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    Wenn du wirklich so hoch kommst, schalte einfach 7 Dioden davor, jede nimmt 0,7V weg.
     
  7. patois

    patois

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    Das funktioniert aber erst, wenn der Arbeitspunkt auf der Kennlinie der Diode über dem Schwellwert liegt, also überhaupt ein ausreichend großer Strom zum Fließen kommt.
     
  8. bigdie

    bigdie

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    So viel braucht das Netzteil schon selbst.
     
  9. bigdie

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    Was ich noch vergessen habe, ich würde zwischen Netzteil und Batterie noch eine Schottky Diode setzen, die verhindert, das Strom zurück ins Netzteil fließt, wenn kein Wind ist. z.B. sowas
    MBR 1660, Schottkydiode, 60 V, 16 A , TO220
     
  10. Ejpal

    Ejpal

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    Danke für den Tipp. Werde es beachten.

    Hab im Moment diese Diode am Converter Ausgang die Rückstrom verhindern soll.
    Beim ersten Mal ohne Diode ist mir der Converter geplatzt :(
    Grüße,
    Ejpal
     
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