0 bis 80VDC Spannungswandler in 12VDC

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.

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:

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

 

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

 

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