ich hab da eine Idee zu einer USV auf 24V Basis. Bestehend aus
24V Bleiakku und
24V-Netzteil. (Klar würde sich das - auf den ersten Blick - vereinfachen, wenn man da ein 27V Ladegerät anstelle des 24V Netzteiles verwenden würden; aber es geht mir ums Prinzip).
Da die 24V zum Laden des Akkus nicht reichen, ist einen DC-Wandler nötig. Hab mir da jetzt folgende Topologie ausgedacht:
IN out 12-24V o--------o-------o---------o 20-30V | | | | IC--||-+ | ||-> T --- 24V Akku ||-+ - | | | D1 | IC-----o--|
Im "Ladefall" wird die Induktion von L über die beiden Dioden (in Serie ) kurzgeschlossen - der Akku wird nicht wirklich geladen... Zumindest nicht, solange die Eingangsspannung kleiner als ca. 26.5 V ist. :-)
In *jedem* Schaltregler wird die Diode heiß, wenn viel Leistung gebraucht wird. :-)
Boost kann in dieser Anwendung auch ungünstig sein: wenn der Akku mal recht leer (oder kaputt!) ist, wird er anfangs durch L und D direkt und unkontrolliert geladen (mit allem, was das Netzteil hergibt). Beim SEPIC hat man auch dann noch die Strombegrenzung. Und keine nennenswerten Leckströme, wenn der Akku dranhängt, das Netzteil aber nicht. Natürlich weiß ich nicht, wie kritisch solche Details für Matthias sind.
Hallo ihr beiden, danke für die Diskussionsbeiträge; ich hab da ja aber ne spezielle Topologie; aus 24V will ich -3V machen und die dann unter die 24 V "draufpacken"; also passt da der Buck-Konverter (bzw. dessen Modifikation, die eine negative Spannung erzeugt), also nicht - wie man es konventionell machen würde aus 24V -> 27V, per Boost. Die Idee dahinter ist, dass sich das Umschalten zwischen Netzteil und Akku bzw. das Abschalten des Akkus bei Unterspannung vereinfacht.
- System läuft vom Akku -> D2 an (bzw den Mosfet der dort eigentlich ist)
- Akku leer -> D2 aus
- Netz da, Akku nicht laden: D2 aus, DCDC aus
- Netz da, Akku laden: D2 aus, DCDC an
- Sonderfall (kurzzeitig), Netz da, D2 an -> Akku hängt direkt am Netzteil; sollte unkritisch sein Bei dieser Anordnung ist kein zusätzlicher Schalter notwendig, der das Netzteil zum Verbraucher durchschaltet; mit einem Schalter wird die Batterie an oder abgeschaltet, bzw. mit dem DCDC der Ladestrom an oder aus.... Naja vielleicht ist das ja auch ne Schnapsidee. ;-)
Tja wierum sitzt der FET mit seiner Diode? Wenn er sorum sitzt wie die D2 es zeigt, dann verhindert er wie oben von Tilmann Reh beschrieben nicht den SonderFall Netz da D2 an -> Akku hängt direkt am Netztteil. Wird eben wie schon gesagt über L & D geladen.
Falls der Akku jetzt hier daran gehindert werden soll, weiter vom Verbraucher entladen zu werden, dann müsste D2 bzw der FET gedreht werden.
Einmal von Schaltern zu reden und diese korrekt zu zeichnen ist gut, jedoch von geschalteten Dioden zu reden ist wenig nützlich, geschaltete Dioden sind wohl eher DIACS ?! FETs haben eben diese Dioden, so dass man dann doch mal zwei gegeneinander in Reihe schalten muss, wenns in beide Richtungen aus sein soll.
Um die Strombegrenzung oder Runtertaktung ( 3 FETs) kommt man wohl nicht herum.
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Joerg Niggemeyer on Beagleboard running RiscOS
http://joerg-niggemeyer.de
Aber nur wenn eine da ist. Beim LTC3703 geht es ohne :-)
Kann man beim Bosst auch erreichen. Letztens hatten wir einen Solarregler der MPPT machen musste, ohne Dioden und ohne Akku-Entladung wenn die Sonne nicht schien.
Aus zwei FETs in Serie, einer davon "falsch herum", kann man einen Schalter bauen. Die Ansteuerung kann z.B. ueber einen Comparator erfolgen der feststellt ob Saft zur Ladung vorhanden ist. Mit ein wenig Hysterese, falls dieser Saft nicht so das Gelbe vom Ei ist und wackelt.
Wobei die Ausfuehrung in den Bildern nicht ganz korrekt ist. Man sollte z.B. bei 20V nicht die Gates direkt schalten, ist zu nahe an Abs Max. Ich setze dann noch eine Zenerdiode zwischen Gates und Sources, und einen Widerstand in Serie zum kleinen Steuertransistor.
Ich überlege, da lieber ein bistabiles Relais einzusetzen. Vorteile: geht bei nem Kurzschluss nicht so schnell den Bach runter wie ein FET (ausser Kontaktkleben vielleicht) und geringere Verluste im Kontakt und kostet auch nur 5 Eur. (z.B. reichelt: FIN40.61.6); Nachteil: Ansteuerung ist ein wenig aufwendiger, besonders wenn der Akku eh schon schwach ist, aber die nötige Energie zum Abwerfen des Akkus bei Unterspannung kann auch in einem grossen C gespeichert werden. Und es ist grösser, naja im Vergleich zum Akku ist das aber egal.
So isses. Bei Leistungen unter 20W nehme ich meist SEPIC. Bei dem Solarregler mussten wir jedoch ueber 100W durchpruegeln, ohne Kuehlbleche. Alles fuer Outdoor, und da is es ja leider so dass bei Hoechstleistung die Sonne auch voll auf die Kiste knallt, wuerden Kuehlbleche eh kaum was nutzen.
Bei technischen Daten kam bei Reichelt wie ueblich kein Datenblatt. Sieht recht robust aus. Was den Widerstand angeht kann der selbst bei Kraftrelais hoch sein, ueber 10mOhm und dann mit der Zeit ansteigend. Das letzte was ich hier testen musste war mindestens doppel so gross und wurde bereits bei 15A deutlich heiss. Die FETs dann nicht, die hatten nur rund 4mOhm. Wichtig ist dass man sie auf keinen Fall nur mit Logic Level ansteuert, auch wenn in deren Datenblatt damit geworben wird.
Wie verkraftet so ein FET einen Kurzschluss (sagen wir 17Ah Akku mit ner 5A Polyswitch (=20mOhm) im Kreis). Die Polyswitch kommt ja erst nach ein paar
100ms; Ich denke der Kontakt überlebt das - sofern er sich dabei nicht bewegt
- überlebt das auch so ein FET mit 4mOhm? Kurzzeitig fliessen da ja etliche Amperes, bei 24V und angenommenen 50mOhm wären das 480A; uii; ich denke da kommt die Polyswitch ziemlich rasch ;-).
Aber mein Bauch sagt, nicht schnell genug! Zumal wenn ich da deutlich weniger mÖhmers ansetzen würde.
Das I^2t (Schmelzlastintegral) des FET muss (deutlich) grösser, als das der Sicherung sein.
Früher (tm) gabs bei Leistungshalbleitern (Thyristoren) die Angabe, was für ein I2t er hat, bzw. die Sicherung haben muss.
Saludos (an alle Vernünftigen, Rest sh. sig) Wolfgang
--
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Na ja, Datenblatt wuerde ich das nicht nennen, eher Prospekt. Falls ich nicht was uebersehen habe steht da z.B. kein Kontaktwiderstand drin. Sowas ist bei Kraftrelais eine sehr wichtige Angabe. Temperaturkurven fehlen auch komplett. Das hier waere z.B. ein ordentliches Datenblatt:
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75mOhm bei einem 20A Relais ist durchaus ueblich. Ich sehe allerdings immer nach welchen unter 50mOhm.
Ich habe inzwischen viele Relais gesehen die bei heftiger Ueberlast im Kontaktbereich spektakulaer abgefackelt sind.
Bis 200-300A Spitze passiert da normalerweise nix:
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Der FET haette 4mOhm, der Polyswitch 20mOhm (wuerde mir mulmig bei), plus noch so 30mOhm fuer die Leiterbahnen, Kabel und Ri des Akku. Dann fallen am FET nur wenige Volt ab bei angenommenen 12V Akkuspannung. Und man kann ja auch FETs parallelschalten. Sehr wichtig ist die Leiterbahnanbindung, damit es nicht am Pad anfaengt warm zu werden. Da nehme ich oft 4oz Kupfer, was bei den Fertigern dann Freude ausloest wenn dort auch noch kleine SMT drauf muessen. Selbst bei 2oz wird schonmal gerueffelt.
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