von: JohannW
Energie aus dem Nabendynamo - 15.11.07 13:39
Hallo zusammen,
thematisch würde dieser, nun von mir begonnene Thread, auch in den „Forumsladerthread“ passen, wo ja schon einiges an Beiträgen von mir zu finden ist.
Da ich aber in den letzten Tagen mehr und mehr den Eindruck bekommen habe, dass durch Themen, welche nicht unmittelbar im Zusammenhang mit dem Forumslader stehen diesen Thread schwerer lesbar machen, als er es aufgrund seine Länge eh schon ist, habe ich mich entschieden, den Themenbereich, den ich schon in den „Forumsladerthread“ eingebracht habe, von diesem getrennt, in einem neuen Thread fort zu führen.
Einbringen und diskutieren möchte ich dabei folgende Themen:
Optimierung der Leistungsentnahme aus dem Nabendynamo
Verlustarme Sicherungsschaltungen
Verlustarme und abgesicherte Spannungswandlung für verschiedene Erfordernisse, wie PDA, Handy, Beleuchtung
Sichere Konzepte zum Laden und Entladen von Akkus
Andere Themen und Lösungen, die sich in der Diskussion ergeben.
Was ich hier nicht tun werde:
Irgendwelche Verantwortung für falsche Bauteilebestellungen, verkohlte Basteleien und deren Folgen übernehmen – auch dann nicht, wenn ich einen Fehler, z. B. in einer Schaltzeichnung, oder Posting gemacht habe. Ich werde z. B. auch nicht soweit, wie Jens gehen und fertige Teilelisten mit Bestellnummern produzieren und posten, da mich solche Tätigkeiten nerven und langweilen.
Und nun, für den Anfang:
Fortsetzung des Dialogs zum Thema Schaltregler für die Verwendung am Nabendynamo-Ladegerät, aus „Das Forumsladegerät - Akkus laden über Nabendynamo“
Hallo Frank,
erst mal der Eingangskondensator:
Er ist relativ unkritisch, sollte aber „drahtlängenmäßig“ möglichst nahe an dem Punkt 6 der beiden Schaltregler ICs und mit dem Minuspol möglichst nahe an den Masseanschlüssen der beiden Schottkydioden liegen.
Ansonsten habe ich jetzt noch mal meine verwendeten Bauteile nachgesehen:
Die Schaltung war von mir ursprünglich für eine Leistung von 1A bei 6V (bei 15V Eingangsspannung) berechnet – daraus ergaben sich der verwendete 1000pF Kondensator und die 100µH für die Induktivität. Bei einer Änderung, auf z. B. 5V verschieben sich diese Werte zwar etwas, aber dies ist bei Strömen um die 500mA unkritisch.
Diese Bauteil-Werte verwende ich in meinem Schaltregler. Die Bauteile stammen natürlich aus meiner Bastelkiste, genauer aus einem Fertigungsrest, den ich mal aufgekauft habe, mit angegebenen Werten, auf der Verpackung...
Meine verwendete Induktivität entspricht praktisch völlig der bei Reichelt erhältlichen Stehenden-Induktivität – Ferrit:
L-11P
L: 100 µH
Toleranz: ±10 %
Q min.: 40
SRF min.: 3,4 mHz
DCR max.: 0,2 Ohm
Rated DC I: 950 mA
Bauform: 11P
Wesentlich für die Funktion einer Induktivität in Schaltreglern ist u. A. dieser Wert:
DCR max.: 0,2 Ohm
Diese 0.2 Ohm sind wesentlich entscheidend für die Belastbarkeit des Schaltreglers.
Eine kleinere Bauform, wie z. B. die SMCC 100µH (DCR ca. 1.7 Ohm), auch von Reichelt, kann Dir ohne eine riesige Verlustleistung, kaum einen Lampenstrom von 500mA bei 6V bringen.
Und je höher die Verlustleistung, um so wärmer wird es auch dem MC34063...
Wenn Du unbedingt eine kleinere Bauform verwenden willst, dann musst Du zuerst einen Aufbau mit den richtigen Standartbauteilen anfertigen, am besten mit IC-Sockel und wenn da alles richtig funktioniert und auch belastbar ist, kannst Du versuchen, an dem einen oder anderen Bauteil zu drehen. Dann weißt Du auch immer, welcher letzte Schritt Deinen Schaltregler gegrillt hat...
Wenn Du soweit bist, dass alles funktioniert, kannst Du z. B. kleinere Spulenkerne mit Draht bewickeln.
Du kannst z. B. auch beim 1000pF Kondensator anfangen zu drehen, und probieren, ob Du evtl. eine günstigere Verlustleistung bekommst, wenn Du ihn kleiner machst, z. B. 500pF
Induktivitäten lassen sich rein theoretisch auch selber wickeln – z. B. sind in kaputten Energiesparlampen interessante Bauteile, meistens 2 Induktivitäten, die sich mit etwas mechanischem Geschick neu bewickeln lassen... Eine solche Induktivität arbeitet bei mir in einem StepUp-Regler 12V to 16V, bei 2A, mit einem Wirkungsgrad von 85%...
Mehr über Spulen und Kondensatoren ist z. B. hier zu finden – ich finde es relativ leicht lesbar.
http://www.sprut.de/electronic/switch/lc/lc.html#lmess
Wichtig bei Schaltreglern ist wie schon angesprochen der Wirkungsgrad - er berechnet sich folgendermaßen (Ergebnis in Prozent):
((Ausgangsstrom[A]*Ausgangsspannung[AV) / (Eingangsstrom[A]*Eingangsspannung[V]))*100
Zum Messen von Strömen, in Versuchs-Schaltungen berücksichtige ich schon beim Aufbau 0.1 Ohm Widerstände die z. B. am Eingang der Versorgungsspannung (vor dem Elko) und am Ausgang (nach dem Elko) eingelötet werden. Die Ströme lassen sich dann relativ schnell, ohne eine Drahtverbindung öffnen zu müssen als Spannungsabfall mit dem Messinstrument im Millivoltbereich messen – 0.1mV entspricht dann einem Milliampere.
Um in Schaltungen gleichzeitig viele Parameter messen zu können habe ich mir schon vor einigen Jahren 5 billige Vielfachmessinstrumente gekauft (~ 4,-- Euro / Instrument) und die Messspitzen an den Instrumenten abgezwickt. Ich löte diese Messinstrumente, beim Entwickeln und dem Ausprobieren einer Schaltung schon von Anfang an mit ein und habe dadurch alle relevanten Messwerte gleichzeitig im Überblick...
Für Bastler gibt es eine weitere, sehr kostengünstige Möglichkeit, an 3 einfache, aber bedeutende Messmöglichkeiten zu kommen - es gibt freie Software mit der man einen PC als Oscilloscope, als Frequengenerator und zur Frequenzanalyse verwenden kann. Als Ein- bzw. Ausgang dient die Soundkarte... Das Ganze funktioniert nicht schlecht für Frequenzen im Bereich von ca. 20-12000 Herz.
Damit lassen sich viele Messungen, wie sie z. B. in meinem Link: http://www.sprut.de/electronic/switch/lc/lc.html#lmess beschrieben werden durchführen.
Für den Eingang der Soundkarte sollte allerdings ein kleiner Vorverstärker / Impedanzwandler gebaut werden. Bei Interesse kann ich Software-Links und einen Schaltplan für den Impedanzwandler posten.
M f G, Johann
thematisch würde dieser, nun von mir begonnene Thread, auch in den „Forumsladerthread“ passen, wo ja schon einiges an Beiträgen von mir zu finden ist.
Da ich aber in den letzten Tagen mehr und mehr den Eindruck bekommen habe, dass durch Themen, welche nicht unmittelbar im Zusammenhang mit dem Forumslader stehen diesen Thread schwerer lesbar machen, als er es aufgrund seine Länge eh schon ist, habe ich mich entschieden, den Themenbereich, den ich schon in den „Forumsladerthread“ eingebracht habe, von diesem getrennt, in einem neuen Thread fort zu führen.
Einbringen und diskutieren möchte ich dabei folgende Themen:
Optimierung der Leistungsentnahme aus dem Nabendynamo
Verlustarme Sicherungsschaltungen
Verlustarme und abgesicherte Spannungswandlung für verschiedene Erfordernisse, wie PDA, Handy, Beleuchtung
Sichere Konzepte zum Laden und Entladen von Akkus
Andere Themen und Lösungen, die sich in der Diskussion ergeben.
Was ich hier nicht tun werde:
Irgendwelche Verantwortung für falsche Bauteilebestellungen, verkohlte Basteleien und deren Folgen übernehmen – auch dann nicht, wenn ich einen Fehler, z. B. in einer Schaltzeichnung, oder Posting gemacht habe. Ich werde z. B. auch nicht soweit, wie Jens gehen und fertige Teilelisten mit Bestellnummern produzieren und posten, da mich solche Tätigkeiten nerven und langweilen.
Und nun, für den Anfang:
Fortsetzung des Dialogs zum Thema Schaltregler für die Verwendung am Nabendynamo-Ladegerät, aus „Das Forumsladegerät - Akkus laden über Nabendynamo“
Hallo Frank,
erst mal der Eingangskondensator:
Er ist relativ unkritisch, sollte aber „drahtlängenmäßig“ möglichst nahe an dem Punkt 6 der beiden Schaltregler ICs und mit dem Minuspol möglichst nahe an den Masseanschlüssen der beiden Schottkydioden liegen.
Ansonsten habe ich jetzt noch mal meine verwendeten Bauteile nachgesehen:
Die Schaltung war von mir ursprünglich für eine Leistung von 1A bei 6V (bei 15V Eingangsspannung) berechnet – daraus ergaben sich der verwendete 1000pF Kondensator und die 100µH für die Induktivität. Bei einer Änderung, auf z. B. 5V verschieben sich diese Werte zwar etwas, aber dies ist bei Strömen um die 500mA unkritisch.
Diese Bauteil-Werte verwende ich in meinem Schaltregler. Die Bauteile stammen natürlich aus meiner Bastelkiste, genauer aus einem Fertigungsrest, den ich mal aufgekauft habe, mit angegebenen Werten, auf der Verpackung...
Meine verwendete Induktivität entspricht praktisch völlig der bei Reichelt erhältlichen Stehenden-Induktivität – Ferrit:
L-11P
L: 100 µH
Toleranz: ±10 %
Q min.: 40
SRF min.: 3,4 mHz
DCR max.: 0,2 Ohm
Rated DC I: 950 mA
Bauform: 11P
Wesentlich für die Funktion einer Induktivität in Schaltreglern ist u. A. dieser Wert:
DCR max.: 0,2 Ohm
Diese 0.2 Ohm sind wesentlich entscheidend für die Belastbarkeit des Schaltreglers.
Eine kleinere Bauform, wie z. B. die SMCC 100µH (DCR ca. 1.7 Ohm), auch von Reichelt, kann Dir ohne eine riesige Verlustleistung, kaum einen Lampenstrom von 500mA bei 6V bringen.
Und je höher die Verlustleistung, um so wärmer wird es auch dem MC34063...
Wenn Du unbedingt eine kleinere Bauform verwenden willst, dann musst Du zuerst einen Aufbau mit den richtigen Standartbauteilen anfertigen, am besten mit IC-Sockel und wenn da alles richtig funktioniert und auch belastbar ist, kannst Du versuchen, an dem einen oder anderen Bauteil zu drehen. Dann weißt Du auch immer, welcher letzte Schritt Deinen Schaltregler gegrillt hat...
Wenn Du soweit bist, dass alles funktioniert, kannst Du z. B. kleinere Spulenkerne mit Draht bewickeln.
Du kannst z. B. auch beim 1000pF Kondensator anfangen zu drehen, und probieren, ob Du evtl. eine günstigere Verlustleistung bekommst, wenn Du ihn kleiner machst, z. B. 500pF
Induktivitäten lassen sich rein theoretisch auch selber wickeln – z. B. sind in kaputten Energiesparlampen interessante Bauteile, meistens 2 Induktivitäten, die sich mit etwas mechanischem Geschick neu bewickeln lassen... Eine solche Induktivität arbeitet bei mir in einem StepUp-Regler 12V to 16V, bei 2A, mit einem Wirkungsgrad von 85%...
Mehr über Spulen und Kondensatoren ist z. B. hier zu finden – ich finde es relativ leicht lesbar.
http://www.sprut.de/electronic/switch/lc/lc.html#lmess
Wichtig bei Schaltreglern ist wie schon angesprochen der Wirkungsgrad - er berechnet sich folgendermaßen (Ergebnis in Prozent):
((Ausgangsstrom[A]*Ausgangsspannung[AV) / (Eingangsstrom[A]*Eingangsspannung[V]))*100
Zum Messen von Strömen, in Versuchs-Schaltungen berücksichtige ich schon beim Aufbau 0.1 Ohm Widerstände die z. B. am Eingang der Versorgungsspannung (vor dem Elko) und am Ausgang (nach dem Elko) eingelötet werden. Die Ströme lassen sich dann relativ schnell, ohne eine Drahtverbindung öffnen zu müssen als Spannungsabfall mit dem Messinstrument im Millivoltbereich messen – 0.1mV entspricht dann einem Milliampere.
Um in Schaltungen gleichzeitig viele Parameter messen zu können habe ich mir schon vor einigen Jahren 5 billige Vielfachmessinstrumente gekauft (~ 4,-- Euro / Instrument) und die Messspitzen an den Instrumenten abgezwickt. Ich löte diese Messinstrumente, beim Entwickeln und dem Ausprobieren einer Schaltung schon von Anfang an mit ein und habe dadurch alle relevanten Messwerte gleichzeitig im Überblick...
Für Bastler gibt es eine weitere, sehr kostengünstige Möglichkeit, an 3 einfache, aber bedeutende Messmöglichkeiten zu kommen - es gibt freie Software mit der man einen PC als Oscilloscope, als Frequengenerator und zur Frequenzanalyse verwenden kann. Als Ein- bzw. Ausgang dient die Soundkarte... Das Ganze funktioniert nicht schlecht für Frequenzen im Bereich von ca. 20-12000 Herz.
Damit lassen sich viele Messungen, wie sie z. B. in meinem Link: http://www.sprut.de/electronic/switch/lc/lc.html#lmess beschrieben werden durchführen.
Für den Eingang der Soundkarte sollte allerdings ein kleiner Vorverstärker / Impedanzwandler gebaut werden. Bei Interesse kann ich Software-Links und einen Schaltplan für den Impedanzwandler posten.
M f G, Johann