Mosfet PWM Schalter 55V / 100A

  • Hallo Freunde,
    ich habe nun meinen Akkumonitor um eine einfache PWM Ladefunktion erweitert und dazu den bereits bekannten Mosfetlastschalter für PWM Betrieb mit niedrigen Frequenzen aufgebaut. Da ich eine Schaltfrequenz von nur 30Hz nutze reicht eine Ansteuerleistung von 1W bereits aus. Die Frequenz wird vom Mikrocontroller des Akkumonitors mit erzeugt welcher auch gleichzeitig alle Regel und Überwachungsfunktionen übernimmt. Die Regelparameter sind im Menue verankert und einstellbar.




    Der Leistungsteil ist ohne Änderungen für 12V und 24V Systeme einsetzbar. Will man diesen Leistungsschalter für Frequenzen im kHz Bereich benutzen muss die Hilfsspannungserzeugung (insesondere der DC Wandler) verstärkt werden. Auch ein weitbereichs DC Wandler bietet sich hier an, wenn gleich diese empfindlich teurer sind als die gezeigte Methode. Wichtig ist das der DC Wandler eine galvanische Trennung zwischen Ein und Ausgang aufweist.
    Meinen Prototypen mit abgenommener Abdeckung zeigt das untere Bild.




    Die wenigen Bauteile sind wieder "fliegend" verdrahtet. Da ich den DC Wandler direkt aus den 5V des Akkumonitors versorgt habe konnte der 7805 entfallen. Durch den Einsatz anderer Mosfets kann der Schalter sowohl in seiner Spannungsfestigkeit als auch in seiner Leistung den Bedürfnissen angepasst werden. Bei Batteriespannungen >35V müssen vor dem 7805 geeignete Maßnahmen getroffen werden das dessen Eingangsspannung nicht über 35V steigt bzw die Hilfsspannungsaufbereitung anders aufgebaut werden.


    viele Grüße
    Leon M.

  • Hallo Leon M,


    ich habe das jetzt nicht so richtig verstanden wie das gehen soll mit der „PWM Ladefunktion“


    So wie ich das sehe ist ja die Energie in den PWM-Pausen die vom PV-Modul kommen verloren und steht nicht der Akku zum Aufladen zur Verfügung so wie ich das einschätze.


    Wo habe ich da meinen Denkfehler bei dem Schaltplan.


    Gruß
    Werner


    PS
    Weshalb machst du das eigentlich mit 16 Mosfet’s ist doch etwas aufwändig die Geschichte bei nur 100A da reicht doch auch 1 Vernünftiger auch aus oder nicht.

  • Hi Leon,


    ja, da wäre doch noch ein ordentlicher Kondensator parallel zu den Modulen nötig, damit Du die Energie, die in den Schaltpausen reinkommt, nicht verschenkst.
    Wenn Du dann noch den MPP ermittelst ( leichter vorgeschlagen als getan - ich weiß :mrgreen: ) und die Impulsweite damit steuerst, ist Dein MPP-Laderegler perfekt.


    Freundliche Grüße
    pvx

  • Ach werner8 ...................... ;)
    Die PWM Beaufschlagung der Mosfets fndet doch nur dann statt wenn der Akku seine Ladeendspannung erreicht hat und nicht mehr die volle Solarenergie aufnehmen kann weil er dann überladen würde. Ansonsten sind die Mosfets voll durchgeschalten und der Verlust ist nur ihr Rs on der in der gezeigten Bestückung 2 Miliohm ist. Wenn du dann weiterechnest haben wir bei 100A etwa 0,2V Spannungsabfall und eben ca. 20W Verluste die in Wärme ungesetzt werden. Nimmst du den IRF1405 kannst die Verluste schon fast halbieren ;)
    Aber es steht dir doch frei Mosfets in Anzahl und Art zu nehmen wie es dir beliebt. Das hier ist doch nur ein Beispiel wie ich das gemacht habe und soll nur als Anregung dienen, ok?


    viele Grüße
    Leon M.

    Wechselrichter: DIY 4kW Sinustrafowandler + 3kW Victron Umbau
    DIY Sinuswandler mit PC Konfiguration und Log-Funktion: RS1512
    Batterie: 200 NiCd Zellen a 375Ah zu 10p20s
    Solarmodule: 24V/4,5 kWp
    Akkumonitor: D.I.Y.

  • Hi pvx, Schaltpausen finden doch nur statt wenn der Akku voll ist und der Ladestrom reduziert werden muss.
    Einen Kondensator sehe ich da nur als eventuellen Schutz der Module notwendig damit diese nicht wärend der Konstantspannungsphase zwischen (Modul)Leerlaufspannung und Akkuspannung spannungsmäßig hin und her "springen".
    Bis jetzt habe ich keinen Kondensator dazwischen, aber ich kanns ja mal mit einem Fetten testen ;)


    Da ich bereits MPP Laderegler gebaut habe wäre das kein Problem die Software zu implimentieren und die Hardware dahingehend abzuändern. Allerdings ist meine Modulspannung auf die Akkuspannung abgestimmt wasnicht wirklich Vorteile zum PWM Laderegler bringen würde, es sei denn er hätte fast 100% Wirkungsgrad ;)




    viele Grüße
    Leon M.

    Wechselrichter: DIY 4kW Sinustrafowandler + 3kW Victron Umbau
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    Akkumonitor: D.I.Y.

  • Hallo Leon
    Ich gratuliere!
    Mich beeindrucken natürlich wieder deine Anschlussbolzen. :lol:
    einstein0

    33 J Erfahrung mit PV im Netzverbund. Erster zweiachsiger Tracker in Australien.
    2 kW- Hybrid-Insel im Camper, BEV: Hyundai Kona. 30kW-PV-Anlage Ost/West.
    PV-Notstromversorgung 10 kWh im MFH mit Infini 3 kW Hybrid-WR und 10 kWh Li-Testspeicher.

  • Zitat von einstein0

    Hallo Leon
    Ich gratuliere!
    Mich beeindrucken natürlich wieder deine Anschlussbolzen. :lol:
    einstein0


    .....lach, ja danke ...............um die Übergangswiderstände geringt zu halten daher setze ich auf M10 ;)

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    Akkumonitor: D.I.Y.

  • Danke Leon M, dann habe ich nur den Ausdruck PWM bei Deinem start thread missverstanden.
    Gegen das Hin- und Herspringen der Modulspannung ist doch nichts einzuwenden, das tut ihnen doch nix - mal belastet - mal nicht. Schwingungen hast Du ja schon vorgebeugt. Wie groß ist die Hysterese jetzt?


    Freundliche Grüße
    pvx

  • Hmm verstehe, ne ja PWM (30Hz) ist es schon nur das die eben erst beginnt wenn die Ladeendspannung erreicht ist und der Ladestrom reduziert werden muss. Die dann auftretenden Pausenzeiten werden dann eben der Sonneneinstrahlung und der Akkuspannung angepasst. Halt was jeder PWM Laderegler macht, vorher Mosfets voll durchschalten und dann mittels PWM regeln.
    Was genau meinst du mit Hysterese?


    viele Grüße
    Leon M,

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    Akkumonitor: D.I.Y.

  • Zitat von Leon M

    Halt was jeder PWM Laderegler macht, vorher Mosfets voll durchschalten und dann mittels PWM regeln.


    Muss mich revidieren, was ein PWM Laderegler macht der kein Shunt Regler ist :wink:


    viele Grüße
    Leon M.

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