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Hallo ich habe für meine kleine Inselsolaranlage (20W Paneel + 9Ah Bleiakku + Laderegler) diesen Spannungswandler gekauft um daran USB-Geräte wie Smartphone, Powerbank und MP3-Player zu laden: https://www.amazon.de/DaoRier-KIS3R33S-Module-LM2596S-Converter-Rote/dp/B06VSCN8ZS/ref=pd_lpo_sbs_107_t_2?_encoding=UTF8&psc=1&refRID=DSQ2EBXK4BN56FB3B5XC

Das Modul wird entweder am Ladereglerausgang betrieben oder manchmal auch ohne Akku und Laderegler direkt am Solarpaneel angeschlossen.

Nun traue ich den Chinesen nicht so. Deshalb wurde schnell eine Crowbar gehäkelt.



Der Schaltwandler hat eine gemeinsame Masse, was durch Messung und Betrachten der Platinenunterseite bestätigt wurde. Das Triac war noch in der Bastelkiste vorhanden.
Da das Solarpaneel nicht den nötigen Auslösestrom bringt um die Sicherung auslösen zu lassen, falls die Schaltung mal direkt daran angeschlossen ist, wurde das Triac auf einen Kühlkörper montiert.

Ein kurzer Test mit dem Labornetzteil und Brücke statt Schaltwandler zeigt, bei 5,5 V zündet das Tirac und die Spannung bricht auf ca. 0,7 V zusammen. Das passt also.

Nun habe ich aber das Triac an den den Eingang angeschlossen, um im Fehlerfall den Kurzschlussstrom nicht durch den Wandler zu leiten. Außerdem wurde Aus- und Eingang mit Low-ESR Kondensatoren bestückt, um Funkstörungen zu vermeiden. Denn ich habe leider keine Ahnung, in wie weit die Chinesen die EMV-Bestimmungen einhalten.

Meine Frage ist nun, wie lange und wie weit kann die Ausgangsspannung im Fehlerfall noch steigen, wenn der Triac gezündet hat? Denn die Kondensatoren müssen sich ja erst entladen und das Modul erhält ja auch noch Energiespeicher. Und kann das ein modernes Smartphone überleben? Sollte die Crowbar lieber komplett an den Ausgang?

Ich bin der Meinung, das es sich hierbei um einen Tiefsetzsteller (buck converter https://de.wikipedia.org/wiki/Abw%C3%A4rtswandler) handelt, und sobald die Eingangsspannung (durch das kurzschließende Triac) unter 5V liegt, die Ausgangsspannung auch nicht weiter steigen kann. Aber ich bin mir da nicht so sicher.

Eine zweite Frage ist, kann der 3 nF Kondensator C1 entfernt werden? Im Datenblatt des TL431 war der gezeichnet, mit einem Diagramm welche Werte er nicht haben darf damit die Schaltung stabil bleibt.

Grüße, Markus

» Das Modul wird entweder am Ladereglerausgang betrieben oder manchmal auch
» ohne Akku und Laderegler direkt am Solarpaneel angeschlossen.

Letzteres klappt nicht wirklich.



» Sollte die Crowbar lieber komplett an den Ausgang?

Unbedingt.


Und schau dir die Schaltung im Datenblatt von TI nochmal an.

» Und schau dir die Schaltung im Datenblatt von TI nochmal an.

Upsi, da fehlte noch ein Widerstand im Schaltplan.
In meiner Schaltung ist der selbstverständlich vorhanden.

» » Und schau dir die Schaltung im Datenblatt von TI nochmal an.
»
» Upsi, da fehlte noch ein Widerstand im Schaltplan.
» In meiner Schaltung ist der selbstverständlich vorhanden.
»
»

Triac nochmals vergleichen!

» » » Und schau dir die Schaltung im Datenblatt von TI nochmal an.
» »
» » Upsi, da fehlte noch ein Widerstand im Schaltplan.
» » In meiner Schaltung ist der selbstverständlich vorhanden.
» »
» »
»
» Triac nochmals vergleichen!

Ich hatte das Triac so eingebaut, das es funktioniert (es mit einer negativen Spannung zündet). Hab das auch nochmal am Steckbrett ausprobiert.
Kann sein, das ich mich da im Schaltplan auch noch vertan habe.

Also nochmal:

»

So ist der Triac richtig, aber es fehlt noch ein Gatewiderstand. Andererseits sind die 100 Ohm recht wenig für die Grundlast des 431.


Ich würde ihn aber dennoch auf der Ausgangsseite des DC/DC-Wandlers platzieren.

» Ich würde ihn aber dennoch auf der Ausgangsseite des DC/DC-Wandlers
» platzieren.

Was ist der entscheidende Grund dafür? Sicherlich ist das der beste Schutz für die nachfolgenden Geräte, nur - je nachdem wie der befürchtete Fehlerfall des Wandlers abläuft - geht dieser in die Strombegrenzung oder es entweicht Rauch. Irgendwann kommt dann die Sicherung. In der gezeichneten Version wird die Sicherung sofort ausgelöst, der Ausgang ist undefiniert. Gibt es da noch andere Gesichtspunkte?
Außerdem frage ich mich, ob die flinken SIcherungen im Eingang das Laden der Kondensatoren (500µ ist recht eng bemessen, aber da ist ja kein Ripple) und den Anlaufstrom des Wandlers einfach so wegstecken. Gut - SIcherungen kann man jederzeit wechseln.

» » Ich würde ihn aber dennoch auf der Ausgangsseite des DC/DC-Wandlers
» » platzieren.
»
» Was ist der entscheidende Grund dafür? Sicherlich ist das der beste Schutz
» für die nachfolgenden Geräte, nur - je nachdem wie der befürchtete
» Fehlerfall des Wandlers abläuft - geht dieser in die Strombegrenzung oder
» es entweicht Rauch. Irgendwann kommt dann die Sicherung. In der
» gezeichneten Version wird die Sicherung sofort ausgelöst, der Ausgang ist
» undefiniert. Gibt es da noch andere Gesichtspunkte?
» Außerdem frage ich mich, ob die flinken SIcherungen im Eingang das Laden
» der Kondensatoren (500µ ist recht eng bemessen, aber da ist ja kein Ripple)
» und den Anlaufstrom des Wandlers einfach so wegstecken. Gut - SIcherungen
» kann man jederzeit wechseln.

Eine Sicherung NACH den Schaltwandler und Triac dahinter würde das ganze Problem lösen, außerdem müßte ein Thyristor bei Gleichstrom ja auch reichen.
VG

» außerdem müßte ein Thyristor bei Gleichstrom ja auch reichen.

Nö, der soll ja im 3. Quadranten zünden.

» » Ich würde ihn aber dennoch auf der Ausgangsseite des DC/DC-Wandlers
» » platzieren.
»
» Was ist der entscheidende Grund dafür?

Die Low-ESR-Elkos, aber die sind IMHO sowieso deutlich überdimensioniert.

» » » Ich würde ihn aber dennoch auf der Ausgangsseite des DC/DC-Wandlers
» » » platzieren.
» »
» » Was ist der entscheidende Grund dafür?
»
» Die Low-ESR-Elkos, aber die sind IMHO sowieso deutlich überdimensioniert.

vermutlich werden die Elkos am Eingang nicht reichen. Ich denke je mehr C parallel desto besser
Ich habe letzten Sommer an ein Solarpanel 20W einen China-DC-DC-Wandler mal direkt angeschlossen. Dieser hat einen Elko mit 1000uF Eingangs.
Das ging auch gut aber nur solange die Sonne ununterbrochen darauf schien. Nach einer kurzen Abschattung lief er aber nicht von selber wieder an.
Es fehlte dann vermutlich ein definierter Reset. Das kann aber auch bei jeden Wandler anders sein.
Diese Schutzschaltung hier ist aber auf jeden Fall für mich interressant.

» vermutlich werden die Elkos am Eingang nicht reichen.
» Ich habe letzten Sommer an ein Solarpanel 20W einen China-DC-DC-Wandler
» direkt angeschlossen.

Das ist halt einfach Murks. Schau dir die Kennlinien von Solarzelle und DC/DC-Konverter an, das gibt eben keinen stabilen Arbeitspunkt.

» » vermutlich werden die Elkos am Eingang nicht reichen.
» » Ich habe letzten Sommer an ein Solarpanel 20W einen China-DC-DC-Wandler
» » direkt angeschlossen.
»
» Das ist halt einfach Murks. Schau dir die Kennlinien von Solarzelle und
» DC/DC-Konverter an, das gibt eben keinen stabilen Arbeitspunkt.
mir gings um die Einsparung eines 12V Bleiakkus samst Laderegler.

» » » vermutlich werden die Elkos am Eingang nicht reichen.
» » » Ich habe letzten Sommer an ein Solarpanel 20W einen
» China-DC-DC-Wandler
» » » direkt angeschlossen.
» »
» » Das ist halt einfach Murks. Schau dir die Kennlinien von Solarzelle und
» » DC/DC-Konverter an, das gibt eben keinen stabilen Arbeitspunkt.

» mir gings um die Einsparung eines 12V Bleiakkus samst Laderegler.

Klar, aber das geht halt nicht so einfach. Da braucht es schon einen DC/DC-Wandler mit PPT, oder man nimmt halt einen Linearregler.

» » » » vermutlich werden die Elkos am Eingang nicht reichen.
» » » » Ich habe letzten Sommer an ein Solarpanel 20W einen
» » China-DC-DC-Wandler
» » » » direkt angeschlossen.
» » »
» » » Das ist halt einfach Murks. Schau dir die Kennlinien von Solarzelle
» und
» » » DC/DC-Konverter an, das gibt eben keinen stabilen Arbeitspunkt.
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» » mir gings um die Einsparung eines 12V Bleiakkus samst Laderegler.
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» Klar, aber das geht halt nicht so einfach. Da braucht es schon einen
» DC/DC-Wandler mit PPT, oder man nimmt halt einen Linearregler.

Ja und was ist wieder PPT?

Es ging übringens solange es keine Abschattung gab und somit der Strom des Solarpanel nicht mehr den Bedarf des Schaltwandlers deckte , dannach ist er nicht von selber wieder angelaufen. Es war nicht mehr als ein Versuch

» Ja und was ist wieder PPT?

Power Point Tracking. (Arbeitspunktregelung)


» Es ging übringens solange es keine Abschattung gab und somit der Strom des
» Solarpanel nicht mehr den Bedarf des Schaltwandlers deckte , dannach ist er
» nicht von selber wieder angelaufen.

Genau das passiert ohne PPT.