Regen- Discharge mit iCharger 3010B bis 1kW auch mit Netzteil!

[fliegerfred321]

Hallo zusammen!

Zum Entladen eines Akkus mit größeren Strömen (bis 30A bei iCharger 3010B) zB. zur Kurvenaufzeichnung mit Logview, ist der Regen – Discharge Mode (Rückspeisung in den Versorgungsakku) eine tolle Sache!
Das können z.B. alle Junsi iCharger ab FW3.14, oder auch Pulsar II usw.
Voraussetzung ist jedoch, dass man einen genügend großen Energiespeicher zur Verfügung hat, der die gesamte Rückspeise - Energie auch aufnehmen kann!

Es gibt auch die Möglichkeit mit externem Entlade - Widerstand in der + Leitung zwischen Akku und Lader ("Discharge+" genannt bei Junsi), hier muss jedoch der Widerstandswert je nach Strom und Spannung immer neu angepasst werden, --> umständlich!

Eine einfache und elegantere Lösung habe ich im US - Forum RC-Groups entdeckt:

Funktionsprizip der Schaltung ist einfach:

Wenn die Rückspeisespannung über die Zenerdioden Spannung (27V) ansteigt, beginnt ein Stromfluss durch diese, an den Gate’s der Mosfets beginnt die Spannung anzusteigen und sie beginnen langsam zu leiten. Die überschüssige Energie wird dann über die Transistoren auf einem Kühlkörper verbraten und die Rückspeisespannung steigt dadurch nicht mehr weiter an.
Die Wirkung der Zenerdiode wird somit verstärkt (in meinem Fall auf über 1000 Watt).
Ein Kühlkörper für 1kW muss schon mächtig groß sein, der Einsatz von Ventilatoren ist fast unumgänglich.

Wenn man in die Versorgungsleitung für den Lader eine Diode schaltet, so ist der Regen – Discharge - Mode sogar auch mit einem Netzteil möglich!

Ich habe die Schaltung für meine Bedürfnisse angepasst, ich verwende als Versorgung einen 7S/15P LiIon Akku und kann nur sagen, es funktioniert hervorragend!

Im Anhang ein paar Bilder zur Veranschaulichung.
(z.B. 600W - Entladung meines E-Bike - Akkus 36V/11Ah)

Gruß
Alfred

 

[Gerd Giese]

Hi Alfred,

hier noch eine ältere Lösung die 100% funktioniert:
http://www.doktor-baumgartner.com/modell/stromsenke/stromsenke.htm

Die von dir gezeigte ist allerdings schön einfach gehalten!

 

[Steff08]

Also prinzipiell bräuchte ich nur einen Akku am Eingang und die Schaltung um mir eine Entladestation für mein Netzteil zu bauen. Der Akku muss ja nicht viel Kapazität haben da ich die eh Leistung ja dann über die Schaltung vernichte, oder irre ich da?
Wenn ich einen 3S Lipo Pack nehmen wollte reicht ja eigentlich ne Zenerdiode mit 12V.
Oder hat es Entlade technisch en Vorteil wenn ich mit höherer Spannung am Eingang entlade?
Hast du zufällig die Bezugsquellen für deinen Kühler bzw. die Maße für 1KW?

Grüße
Stefan

 

[fliegerfred321]

Also prinzipiell bräuchte ich nur einen Akku am Eingang und die Schaltung um mir eine Entladestation für mein Netzteil zu bauen. Der Akku muss ja nicht viel Kapazität haben da ich die eh Leistung ja dann über die Schaltung vernichte, oder irre ich da?

Wenn du ein Netzteil + Diode verwenden willst, brauchst du überhaupt keinen Akku am Eingang!
Da hängt nur noch der Lader dran, der rückspeisen kann.

Oder hat es Entlade technisch en Vorteil wenn ich mit höherer Spannung am Eingang entlade?

Leistung = Spannung x Strom d.h. je höher die Spannung, um so kleiner wird der Rückspeisestrom bei gleicher Entladeleistung.

Gruß
Alfred

 

[charly2blue]

Hallo,

ich habe einen ICharger 106B+, also max. 7A Entladestrom und möchte mir ebenfalls gerne eine Stromsenke bauen. Leider habe ich die BUZ 344 nicht bekommen, mein Händler hatte nur IRFP 460 da. Davon habe ich jetzt 4 Stück da, sollte auch gehen meinte er.

Da ich aber nicht wirklich fit bin in Schaltungen meine Frage: Wie muss ich die Widerstände anpassen um die FETs nicht zu grillen?

Vielen Dank im Voraus
Christoph

 

[fliegerfred321]

Hallo Christoph,

die BUZ344 habe ich verwendet, da sie gerade als Restposten bei Neuhold für 1€ verkauft werden .. Link
Die IRFP 460 kannst natürlich auch verwenden.
Betreibst du dein Ladegerät mit Versorgungsakku oder Netzteil?
Bei Netzteil --> Diode nicht vergessen!
An der Schaltung brauchst du eigentlich nur die Zenerdiode an deine gewünschte Spannung anpassen. Die Widerstände kannst du so belassen.
Wenn du z.B. ein 13,8V Netzteil verwendest, dann würdest du eine 13V Zenderdiode benötigen.

Gruß
Alfred

 

[charly2blue]

Hallo Alfred,

vielen Dank das kriege ich hin. Ich verwende ein auf 12 V stabilisiertes Netzteil (10A), habe noch eine 20A Schottky-Diode da, die nehme ich zum Netzteilschutz.

Eigentlich muss ich den Spannungsabfall in der Diode (D2) doch noch von meinen 12V abziehen oder? Sind bei mir nur 0,5V, also ändert es quasi nichts. Ich nehme also eine 11V-Zenerdiode. Dient nur meinem Verständnis.

Vielen Dank nochmal,
Christoph

 

[fliegerfred321]

Eigentlich muss ich den Spannungsabfall in der Diode (D2) doch noch von meinen 12V abziehen oder? Sind bei mir nur 0,5V, also ändert es quasi nichts. Ich nehme also eine 11V-Zenerdiode. Dient nur meinem Verständnis.

11V müsste in deinem Fall passen!

Gruß
Alfred

 

[charly2blue]

So nun ist meine Senke auch fertig! Wie gesagt für den 106B+. Getestet habe ich mal mit 12A bei ca. 16V also knapp 200W. Gar kein Problem, auch nach 30 Minuten kann ich die FETs noch easy anfassen. Mehr als 45°C haben die glaub ich nicht.

Find ich richtig gut!
Danke nochmal Alfred!

So sieht es innen aus:

Als Orientierung für die Größe, die Lüfter sind 60mm groß.


Dann hab ich noch eine Temperaturdifferenzschaltung eingebaut, die bei ca. 5°C über Umgebungstemperatur die Lüfter zu schaltet.

Und so mit Gehäuse, das auch noch für bessere Lüftführung sorgt:

 

[elektrofuzzi]

Hallo Zusammen,

ich habe praktisch die selbe Schaltung auch schon mal gebastelt um ein Modul vor
Überspannung zu schützen wenn Strom bzw. Leistung zurück in die Versorgung fließt.

Ich glaube auch dass die Schaltung die Alfred gefunden hat funktioniert, allerding hat sie
meiner Meinung nach aber einen kleinen Schönheitsfehler bei der Aufteilung der Verlustleistung.

Der Grund dafür liegt bei den MOSFETs, die eine hohe Toleranz bei den Gate-Source-Spannungen
(Ugs) aufweisen können. Laut Datenblatt kann die Spannung bei etwa 2 bis 4V liegen wo langsam
ein Stromfluß beginnt. Hat ein FET beispielsweise einen tiefen Schwellwert, dann übernimmt er den
ganzen Strom bevor ein benachbarter MOSFET leitend wird. Jetzt kommt noch hinzu dass sich
dieser FET intern mehr erwärmt und dadurch der Schnellwert noch kleiner wird (negativer
Temperaturkoeffizient!). Die 1k-Widerstände am GATE helfen dagegen leider nicht.

Abhilfe für dieses Problem schafft je ein (Hochlast)-Widerstand pro Transistor der zwischen Source
des MOSFETs und MASSE (= "-" der Laders) geschaltet wird. An diesen Widerständen sollen im
Volllastbetrieb einige hundert mV oder besser 1-2V abfallen um eine mögliche Toleranzen bei Ugs
auszugleichen. Dieses Prinzip findet man auch in vielen anderen Schaltungen wo linear betriebene
MOSFETs parallel geschaltet werden (Beispielsweise leistungsstarke Audioverstärker).

Zu sehen sind diese Wiederstände auch bei Gerds "älterer Schaltung", dort haben sie 0.22 Ohm.
Theoretisch erreicht man mit dünnen Käbelchen die einen Widerstand in dieser
Größenordnung hat das selbe, allerdings braucht man dann einen symmetrischen Aufbau
bei dem alle Kabel mit der gleichen Länge genau in einem Punkt verbunden werden.
Dann muß man eben auch wissen genau was man tut (Stichwort Sternpunkt).
Die Widerstände haben weiters den Vorteil, dass man die Stromaufteilung auch messen kann,
indem man den Spannungsabfall eines Widstandes mist und dann durch den Widerstand dividiert.

Wenn man Glück hat dann kommen alle FETs aus der gleichen Produktionscharge und die
Stromaufteilung ist auch ohne zusätzliche Widerstände ausreichend gut. Geht jetzt trotzdem ein
MOSFET kaputt und der Ersatztyp hat eine andere Schwelle dann bekommt man eventuell die
Schaltung nicht mehr zum laufen, weil der Ersatz-FET immer wieder abraucht - dumm gelaufen.

So das wars jetzt von meiner Seite, viel Spann bei löten und optimieren

Gruß
Horst

 

[fliegerfred321]

charly2blue..
Find ich richtig gut!
Danke nochmal Alfred!

Bitte gerne!
Sehr schöne Arbeit!

elektrofuzzi
Ich glaube auch dass die Schaltung die Alfred gefunden hat funktioniert, allerding hat sie
meiner Meinung nach aber einen kleinen Schönheitsfehler bei der Aufteilung der Verlustleistung...

Ich gebe dir recht, beim Parallelschalten von Mosfets im Analogbetrieb wäre es besser mit Ausgleichswiderständen zu arbeiten. Im Schaltbetrieb ist das eher egal.
In der Schaltung von RC Groups sind auch Widerstände vorhanden, und zwar 0,2 Ohm / 5 Watt. Ich habe mir diese gespart, da alle 15 Fets von der gleichen Charge waren und nochdazu die Schaltung mit 15 Fet's reichlich überdimensioniert ist.
Ich hätte es jedoch oben bei meiner Anleitung erwähnen müssen...

Gruß
Alfred