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Keiner ne Idee?? (Schaltungstechnik)

verfasst von A-Freak , 11.03.2009, 20:03 Uhr

Ich sehe mit der Akkuladung kein grundsätzliches Problem. Ein Li-Ion-Akku wird in drei Phasen geladen:

1. Phase
Spannung <4,xV, Ladung mit bis zu 1C/h

Liefern die Solarzellen wesentlich weniger als den maximalen Strom wird der Akku entsprechend langsamer geladen. Gesucht (und weiter unten im Detail beschrieben) wird ein Spannungswandler der aus den Solarzellen die höchst mögliche Leistung heraus holt damit die Akkus in sowenig Tagen bis Stunden wie möglich geladen werden können.

2. Phase
Spannung hat 4,xV erreicht und wird auf diesem Wert konstant gehalten, der Strom sinkt ab.

Der Wandler muß entsprechend abgeregelt werden damit der Akku auf gar keinem Fall eine zu hohe Spannung bekommt.

3. Phase

Die Akkus wurden eine gewisse Zeit lang auf 4,xV gehalten, die Ladung ist jetzt abgeschlossen und der Ladewandler wird komplett abgeschaltet bis die Akkuspannung wieder auf 3,7V oder so abgesunken ist.

Um die maximale Leistung aus den Solarzellen herauszuholen wäre eine recht komplexe Regelung nötig, genauer gesagt müßte der Wandler ständig ein wenig schwanken und es wird gemessen ob die Ladeleistung bei höherer oder neidriger Pulsweite größer wird. Wenn es ausreicht daß nahezu die höchstmögliche Leistung herausgeholt wird läßt sich die Schaltung drastisch vereinfachen.

Hierzu wird die Spannung der Solarzellen über einen Stapel von Dioden auf ein Poti gegeben. Die Dioden (die ungefähr die gleiche Temperatur wie das Paneel haben müssen) lassen bei zu niedriger Spannung vom Paneel fast keinen Strom fliesen so daß die Spannung am Poti fast Null ist. Steigt die Spannung vom Paneel mit zunehmender Helligkeit langsam an werden die Dioden leitend und am Poti steigt die Spannung an. Die am Poti abgegriffene Spannung läßt die Pulsweite vom Wandler langsam steigen so daß wiederum das Panel langsam zunehmend belastet wird und sich ein Gleichgewicht einstellt.

Mit der Zahl der Dioden wird die Schwellspannung bestimmt bei der der Wandler beginnt, damit wird eingestellt daß die Schaltung bei wenig Licht gerade anläuft und maximale Leistung liefert. Mit dem Poti wird bestimmt wie weit das Tastverhältnis mit der Helligkeit ansteigt, es wird so eingestellt daß der Wandler bei voller Sonne die maximale Leistung liefert.

Über eine Spannungsregelung (z.B. TL431) wird der Wandler abgeregelt wenn die maximale Ladespannung der Akkus erreicht wird.

Der Wert von 4,xV darf keinesfalls den Höchstwert des Akkus überschreiten sonst kann das ein kräftiges Feuerwerk werden, bei niedrigeren Werten zeigt der Akku spürbar weniger Kapazität (könnte aber möglicherweise länger halten). Wird z.B. auf 4V statt 4,2V geladen sind nur rund 80% Kapazität vorhanden.