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D.T.Schneiderlein(R)

19.12.2013,
20:33
 

Rückspannung beim Laden von Akkus mittels Spannungswandler (Elektronik)

Problem:

Ich möchte mit einem Spannungswandler einen Bleiakku Laden. Der Wandler hat eine Ausgangsspannung von 13,8V. Wenn ich zuerst den Wandler eingangsseitig mit Strom versorge und dann die Batterie anschließe (also ein Strom vom Wandler zur Batterie fließt) funktioniert das einwandfrei. Wenn der Wandler allerdings eingangsseitig nicht mit Strom versorgt wird fließt ein Strom von der Batterie zum Wandler und der Wandler stirbt.

Lösung???

Da der Wandler 13,8V liefert fällt eine Diode aus weil sonst die Spannung zu niedrig wird.

Möglich wäre ein Relais am Ausgang des Wandlers das erst dann schließt wenn der Wandler eingangsseitig genug Spannung bekommt. Allerdings weißt ich nicht ob ein Relais nicht zu träge ist und der Wandler wieder stirbt.

Als sinnvollste Lösung fällt mir ein Mosfet ein. Und genau hier benötige ich Euer Know-How:
Soweit mir bekannt leitet ein Mosfet (wie eine Diode) nur in eine Richtung, oder? Kann ich einfach einen normal leitenten N-Kanal Mosfet ohne Ansteuerung wie eine Diode verwenden (nur dass eben nur wenige Millivolt Spannung abfallen)? Da wären ja sicher schon andere drauf gekommen...
Oder benötige ich einen normal sperrenden Mosfet der quasi dauerhaft angesteuert werden muss?


Theo(R)

E-Mail

Düsseldorf,
19.12.2013,
21:28

@ D.T.Schneiderlein

Rückspannung beim Laden von Akkus mittels Spannungswandler

Hallo

Ich würde über ein Relais mit Anzugsverzögerung die Batterie zuschalten. Ich würde eines mit 230V Spule nehmen, damit es nach Abschaltung der Netzspannung auch sofort die Batterie abtrennt.

Theo

debedreiesa(R)

19.12.2013,
22:05

@ Theo

Rückspannung beim Laden von Akkus mittels Spannungswandler

Hallo,
das mit dem MOS FET funktioniert so nicht.
Da Source und Drain ja auf gleichem Spannungspotential sein sollen (Kurzschluss),
muss das Gate (bei N-Channel) um einige Volt positiver sein, um durchzuschalten.
Auch leitet er nicht, wenn man ihn umpolt, zumindest ist er nicht brauchbar niederohmig.

Kann man denn nicht die Ausgangsspannung ein wenig erhöhen und dann eine Schottkydiode verwenden ??


MfG

hws(R)

E-Mail

59425 Unna,
19.12.2013,
22:09

@ debedreiesa

Rückspannung beim Laden von Akkus mittels Spannungswandler

Man beachte auch die Bodydiode eines FETs.

hws

Offroad GTI(R)

19.12.2013,
22:51
(editiert von Offroad GTI
am 19.12.2013 um 22:53)


@ debedreiesa

Rückspannung beim Laden von Akkus mittels Spannungswandler

» das mit dem MOS FET funktioniert so nicht.
» Da Source und Drain ja auf gleichem Spannungspotential sein sollen
» (Kurzschluss),
» muss das Gate (bei N-Channel) um einige Volt positiver sein, um
» durchzuschalten.
Oder um einige Volt negativer: P-Kanal FET ;-)

» Auch leitet er nicht, wenn man ihn umpolt, zumindest ist er nicht brauchbar
» niederohmig.
Wenn die Gate-Source Spannung groß genug ist, leitet er in beide Richtungen gleich gut. Das ist ja das schöne am MOSFET, dass er einen spannungsgesteuerten Widerstand darstellt.
Man muss sich halt darüber im Klaren sein, dass bei abgeschalteter GS-Spannung die Body-Diode leitet, woruch u.U. eine große Verlustleistung generiert wird, die den FET zerstören kann.

D.T.Schneiderlein(R)

19.12.2013,
22:52

@ hws

Rückspannung beim Laden von Akkus mittels Spannungswandler

Schade, dass das mit dem Mosfet nicht klappt. Gibt es nicht auch Trenn-Mosfets um die Versorgungsbatterie in Wohnmobilen zuzuschalten? Sowas hier:
http://www.microcharge.de/index.php?option=com_content&view=article&id=62&Itemid=68

Irgendwie muss das doch gehen...

Mir ist noch eine dritte Lösung eingefallen:
Ich verwende an Stelle des mechnischen Relais ein DC-SSR. Das sollte eigentlich schnell genug schalten. Das Relais soll ab einer Spannung von ca. 16V schalten. Das sollte mittels Z-Diode und Widerstand machbar sein. Allerdings ohne Hysterese. Vielleicht bringe ich auch einen Arduino zum Einsatz. Damit sollte sich die Spannung messen und das SSR ensprechend ansteuern lassen.

Spannung erhöhen geht leider nicht. Der Wandler ist vergossen.

http://www.ebay.de/itm/New-1PC-DC-DC-Converter-Regulator-24V-Step-down-to-13-8V-20A-276W-/160991049728?pt=LH_DefaultDomain_15&hash=item257bd07800

Offroad GTI(R)

19.12.2013,
22:57

@ D.T.Schneiderlein

Rückspannung beim Laden von Akkus mittels Spannungswandler

» Irgendwie muss das doch gehen...
Im einfachsten Fall sind dort DCDC-Wandler drin, die die erforderliche GS-Spannung für die MOSFETs (es sind sicherlich ein paar parallel geschaltet) generiren.

RS

20.12.2013,
10:48

@ D.T.Schneiderlein

Rückspannung beim Laden von Akkus mittels Spannungswandler

Google ideale Diode mit Mosfet
z.B.:
http://hackaday.com/2011/12/06/reverse-voltage-protection-with-a-p-fet/

xy(R)

E-Mail

20.12.2013,
12:33

@ D.T.Schneiderlein

Rückspannung beim Laden von Akkus mittels Spannungswandler

» Spannungswandler

Der ist wohl nicht galvanisch getrennt.


» Wenn der Wandler
» allerdings eingangsseitig nicht mit Strom versorgt wird fließt ein Strom
» von der Batterie zum Wandler und der Wandler stirbt.
»
» Lösung???

Diode von Ausgang zum Eingang.

D.T.Schneiderlein(R)

20.12.2013,
21:38

@ xy

Rückspannung beim Laden von Akkus mittels Spannungswandler

Das übersteigt so langsam alles mein Elektronik_Know-How...

Wenn ein Mosfet wie "Offroad GTI" sagt der Mosfet in beide Richtungen gleich gut leitet wenn die Gate-Source Spannung groß genug ist, fällt der Einsatz als Diode eigentlich schon aus. Der Mosfet muss also als Schalter eingestzt werden. Das mach dann Sinn wenn der Schalter dann geschalossen wird wenn eine bestimmt Spannung überschritten wird und wieder geschlossen wird denn die Spannung unter ein bestimmtes Nivea fällt. Um ein Flattern zu verhindern braucht es eine Hysterese. Soweit richtig?

Mit dem Suchbegriff "ideale Diode mit Mosfet" komme ich nicht so recht weiter. Ich finde zwar interessante Bauteile kommen aber wegen meiner mangelnden Elektronik-Kenntnissen nicht so recht weiter...
Interessant ist z.B. das hier: ST SPV1001 - Cool bypass switch for photovoltaic applications.

xy(R)

E-Mail

21.12.2013,
09:47

@ D.T.Schneiderlein

Rückspannung beim Laden von Akkus mittels Spannungswandler

» Das übersteigt so langsam alles mein Elektronik_Know-How...

Eine simple Diode vom Ausgang zum Eingang ist zu kompliziert?

D.T.Schneiderlein(R)

21.12.2013,
21:14

@ xy

Rückspannung beim Laden von Akkus mittels Spannungswandler

» » Das übersteigt so langsam alles mein Elektronik_Know-How...
»
» Eine simple Diode vom Ausgang zum Eingang ist zu kompliziert?

Das ist natürlich nicht kompliziert, aber ich verstehe den Sinn nicht wirklich. Wenn der Spannungswandler einen Widerstand darstellt fließt der Strom doch trotzdem durch den Wandler, oder verstehe ich was falsch?

xy(R)

E-Mail

22.12.2013,
10:45

@ D.T.Schneiderlein

Rückspannung beim Laden von Akkus mittels Spannungswandler

» » » Das übersteigt so langsam alles mein Elektronik_Know-How...
» »
» » Eine simple Diode vom Ausgang zum Eingang ist zu kompliziert?
»
» Das ist natürlich nicht kompliziert, aber ich verstehe den Sinn nicht
» wirklich. Wenn der Spannungswandler einen Widerstand darstellt fließt der
» Strom doch trotzdem durch den Wandler, oder verstehe ich was falsch?

http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/ureg3pin.htm

D.T.Schneiderlein(R)

22.12.2013,
21:50

@ xy

Rückspannung beim Laden von Akkus mittels Spannungswandler

Der Link bezieht sich auf Spannungsregler. Ich verwerde aber einen Spannungswandler. Ich hab's mir trotzdem mal durchgelesen aber auch wenn ich nur einen Bruchteil verstanden habe glaube ich nicht, dass sich das auf Schaltregler übertragen lässt. Die sich ja ganz anders aufgebaut.

Bei mir hat's heute Mittag trotzdem Klick gemacht. Der Mosfet muss ja an den AUSGANG des Spannungswandlers dicht machen wenn die Spannung am EINGANG des Spannungswandler zu klein wird. Wenn die Spannung am Eingang des Spannungswandler min. 15V ist die Spannung am Ausgang groß genug um in die richtige Richtung (also vom Wandler in den Akku) zufließen. Also muss der Mosfet am Ausgang des Spannungswandler mit der Spannung am Eingang des Reglers gesteuert werden. Wenn selbige 15V beträgt kann der Mosfet durchschalten.

Also habe ich das Ganze nochmal ins VSpice eingegeben und simuliert. Die Steuerung funktioniert jetzt grundsätzlich. Der Mosfet am Ausgang des Spannungswandlers wird mit der Spannung am Eingang des Spannungswandlers geschaltet.
Was allerdings noch nicht funktioniert ist die Sache mit der Z-Diode. Eigentlich soll D1 die Spannung erst ab 18V durchlassen un dann den Mosfet "schlagartig" schalten. Das funktioniert allerdings nicht. Ich glaube das liegt daran dass der Mosfet gar kein Strom zieht. D2 und R2 sollen die Spannung auf einen Maximalwert stabiliesieren. Das klappt auch.

Könntet ihr mir mit D1 nochmal weiter helfen?

xy(R)

E-Mail

23.12.2013,
08:43

@ D.T.Schneiderlein

Rückspannung beim Laden von Akkus mittels Spannungswandler

» Der Link bezieht sich auf Spannungsregler. Ich verwerde aber einen
» Spannungswandler. Ich hab's mir trotzdem mal durchgelesen aber auch wenn
» ich nur einen Bruchteil verstanden habe glaube ich nicht, dass sich das auf
» Schaltregler übertragen lässt. Die sich ja ganz anders aufgebaut.

Na, dann ist ja alles wunderbar.

D.T.Schneiderlein(R)

23.12.2013,
15:58

@ xy

Rückspannung beim Laden von Akkus mittels Spannungswandler

» » Der Link bezieht sich auf Spannungsregler. Ich verwerde aber einen » » Spannungswandler. Ich hab's mir trotzdem mal durchgelesen aber auch wenn » » ich nur einen Bruchteil verstanden habe glaube ich nicht, dass sich das » auf » » Schaltregler übertragen lässt. Die sich ja ganz anders aufgebaut.
»
» Na, dann ist ja alles wunderbar.

Das war jetzt ironisch, oder?
Denkst Du denn, dass ddie Diode trotzdem hilft? Ich möchte hier sicher niemanden kritisieren, denn Ihr wisst bestimmt alle mehr als ich. Ausprobieren kostet aber leider immer 20€ für den Wandler, wenn's doch nicht klappt. Einen Wandler habe ich ja schon abgeschossen.:-|