Solar-Laderegler mit Labornetzteil

  1. Einleitung
  2. Planung
  3. Umsetzung
  4. Informationen

1. Einleitung

Nach Aufbau meines Solarpanels (Vmax=20V, Imax=1A, Leistung 12W) musste nun eine Lade-Elektronik für einen Gel-Akku her. Die Möglichkeit mittels PB 137 wäre eine schnelle Lösung gewesen, die unumgängliche Verlustleistung wäre bei Solarstrom reichlich sinnlos gewesen. Also war eine etwas aufwändigere Lösung nötig.

 

nach oben


2. Planung

Folgende Aufgaben sollte der Laderegler übernehmen:

1. Bereitstellung einer 5V Festspannung, ca. 1A für TTL-Logik
2. Bereitstellung einer regelbaren Spannung ca. 2V-12V, ca. 4A
3. Laden eines Akkus bis Ladeschlußspannung (etwa 14,2V)
4. Kurzschlußfeste 12V Spannung für Wechselrichter
5. Tiefentladeschutz
6. Visualisierung auf LCD-Display

Schaltplan
(Target3001! Schaltplan)

nach oben


3. Umsetzung


Um einen guten Gesamtwirkungsgrad zu erreichen, kamen Schaltregler für die Erzeugung der beiden Ausgangsspannungen zum Einsatz (LM2575-5 und LM2576-Adj). Beide Schaltungen begrenzen den Ausgangsstrom auf 2 bzw. 4 A.

Der Laststrom für den Wechselrichter wird über einen BTS650 geschaltet. Dieser High Power FET hat einen RDSon von 6-9 Milliohm und eine Sense-Leitung für den geschalteten Strom. Wird die minimale Batteriespannung von 11,5V unterschritten oder ein maximaler Laststrom überschritten, so schaltet der FET zum Schutz des Akkus ab.

Auch der Ladestrom wird über einen BTS650 geführt, um die Solarzelle beim Erreichen der Ladeschlußspannung vom Akku zu trennen. Leider liefert der Sense-Anschluß bei den relativ kleinen Ladeströmen kein Signal, so dass der Ladestrom nicht visualisiert werden konnte.

Schaltung
(fertig aufgebaut)

Die Platine rechts führt sämtliche Spannungen und beinhaltet beide Netzteile. Die linke Platine ist eine Abwandlung der 2. Version des Bordcomputers. Der Mikroprozessor kann 8 Analog-Signale erfassen (hier verwendet für Batteriespannung, Solarspannung, regelbare Ausgangsspannung und Laststrom). Über einen Bus-Treiber kann der Mikroprozessor 6 Signale auf der Regelplatine steuern. 

Die Software ermittelt zyklisch alle Analogwerte und steuert entsprechend die Ausgänge. Der jeweilige Status wird auf einem kleinen
LCD-Display angezeigt. Über 4 Taster können verschiedene Funktionen bzw. die Menüführung gesteuert werden.

nach oben


4. Informationen

Menue1 Menue2
Menue3 Menue4

Untermenüs auf dem beleuchteten Display. Die Hintergrundbeleuchtung schaltet sich nach ca. 10 Sekunden aus.

nach oben

Quellen:
Datenblatt 74HC573
Datenblatt LM2575, LM2576
Datenblatt CD4051

  

ellen:
Datenblatt 74HC573
Datenblatt LM2575, LM2576
Datenblatt CD4051