Эффективный стабилизатор+зарядка для нетрадиционной электроэнергетики Опции

[Огурцов]

Заинтересовался сабжем. Подскажите, pls, куда копать ?

Начальные условия, думаю, такие:
КПД - чем выше, тем лучше, в пределах разумного
аккумулятор - свинцовый, закрытый
мощность на входе - до 600W
напряжение на входе - от 0 до номинального, которое может быть любое удобное
мощность на выходе - 140..180W
напряжение на выходе 12..14V

Основные потребители предполагаются такие: светодиодный светильник 40W, ADSL модем (12V*1.2A), монитор (14V*3A), колонки (12V*1A), компьютер (70W по входу, вероятно самый прямой путь - перемотать транс на низкую первичку)

[Guest_orthodox_*]

Заинтересовался сабжем. Подскажите, pls, куда копать ?

Начальные условия, думаю, такие:
КПД - чем выше, тем лучше, в пределах разумного
аккумулятор - свинцовый, закрытый
мощность на входе - до 600W
напряжение на входе - от 0 до номинального, которое может быть любое удобное
мощность на выходе - 140..180W
напряжение на выходе 12..14V

Основные потребители предполагаются такие: светодиодный светильник 40W, ADSL модем (12V*1.2A), монитор (14V*3A), колонки (12V*1A), компьютер (70W по входу, вероятно самый прямой путь - перемотать транс на низкую первичку)

Копать сначала в сторону производителей ветряков.
Или продавцов. На малых входных напряжениях ветряк практически не дает мощности, а большие не получатся, потому что разнесет его нах. Потому или стопорят, или лопасти разворачивают. таким образом, есть вполне реальный рабочий диапазон, ну с целью надежности надо будет расширить насколько-то там...Причем уже необязательно чтоб работал, может и просто блокироваться вверху.

[Rst7]

Если генератор ветряка представляет из себя машину с постоянными магнитами (а таких вроде как большинство), то проще избыток энергии сдуть в отдельно стоящий балласт. Для вменяемого Step-Down слишком большие диапазоны входных напряжений - будет суперконструкция. Боюсь, она того не стоит, пусть лучше вселенную отапливает.

Но это сугубо мое ИМХО.

[Огурцов]

Копать сначала в сторону производителей ветряков.
Или продавцов.

Думаю, электронщики более продвинуты в стабилизаторах ), чем производители и тем более продавцы. Да и речь не только о ветряках, но и, видимо, солнечных батареях. Потому как только в комплексе можно получить близкое к 100% (по времени) питание. Т.к. обычно то солнце, то ветер.
зы: у гидроэнергии качество, конечно, получше, но она, к сожалению, не доступна.

На малых входных напряжениях ветряк практически не дает мощности, а большие не получатся, потому что разнесет его нах.

Да, входной диапазон можно (и нужно) ограничить. Сверху - тормозом/разворотом, снизу - минимальной преобразовываемой мощностью, скажем, в 5%, а это 20% по напряжению/току/оборотам - вроде бы вполне адекватно ?

[Microwatt]

Вообще-то о ветряках не сказано ни слова.. Что обсуждается? Ветряки или система электропитания? Может, человек хотел землю до ядра пробурить или мини-ГЭС на сточном коллекторе...
А о 12 вольтах лучше забыть. Более 40-50 ватт уже надо 24 или 48-вольтовую систему ставить.

[Огурцов]

Не надо про ветряки - там все понятно - моторчик с магнитами и т.д. Вопрос про контроллер. Какую мс использовать ? Там же и аппноты скорее всего найдутся.
24 или 48V - возможно. Но тогда однозначно потребуется двойное преобразование. А т.к. практически все потребители, кроме компьютера, на 12V, хотелось бы обойтись всего одним стабилизатором - вроде бы попроще, да и КПД повыше.


Если прикинуть Step-Down: выход 12V, вход 24..120V - реально ?

[Guest_orthodox_*]

Не надо про ветряки - там все понятно - моторчик с магнитами и т.д. Вопрос про контроллер. Какую мс использовать ? Там же и аппноты скорее всего найдутся.
24 или 48V - возможно. Но тогда однозначно потребуется двойное преобразование. А т.к. практически все потребители, кроме компьютера, на 12V, хотелось бы обойтись всего одним стабилизатором - вроде бы попроще, да и КПД повыше.


Если прикинуть Step-Down: выход 12V, вход 24..120V - реально ?

Да и от 12 до 380 реально...Смотря на какие бапки рассчитывать...
Я, кстати, не шучу: на малых напряжениях и ток входной небольшой, полную мощность прогонять не придется...

Солнечные батареи отличаются от генератора так, что нежелательно сгонять все в одно устройство.
Там несколько иные подходы...

Но в целом это достаточно развитая индустрия, так что гугль в помощь(устройства в этой теме не сильно дешевые, так что нужные параметры уже поддержаны ценой рынка...).
Когда конкретизируется задача, Вам помогут.
А пока что задача толком не поставлена, то и говорить практически не о чем...

[Microwatt]

Не надо про ветряки - там все понятно - моторчик с магнитами и т.д. Вопрос про контроллер. Какую мс использовать ? ....
Если прикинуть Step-Down: выход 12V, вход 24..120V - реально ?

Ну, если про моторчик понятно, то вопрос о контроллере решается просто. Берите любой подходящий.
Могу только заметить, что любой преобразователь хорошо работает при двукратном изменении напряжения входа. Удовлетворительно - при четырехкратном. Выше - придется хорошо подумать над ним.
Вы замахнулись на Step-Down с десятикратным отношением вход/выход.

[Огурцов]

Да и от 12 до 380 реально...Смотря на какие бапки рассчитывать...

Эээ...бабок нет, как обычно. Но это ведь не главное - 100 рублей на контроллер найдется. Да и мощность маааленькая, какие тут баппки.

Я, кстати, не шучу: на малых напряжениях и ток входной небольшой, полную мощность прогонять не придется...

А я не пойму. Есть мощность и есть номинальное напряжение. Мощность может быть одна и та же, допустим 100W, а напряжение при этом может быть совершенно разное, как 12V, так и 220V. А то, что при, скажем, 20% напряжения от номинала и ток будет всего 20%, так это понятно, лишь бы эти 20% не пропадали зря. Конечно, если будет еще ниже, тогда пусть пропадают. В мощности это всего 5%, чем можно пренебречь.

Солнечные батареи отличаются от генератора так, что нежелательно сгонять все в одно устройство.

Именно, что желательно в одно. А отличия...вроде все тоже самое - ток от 0 до номинала. Даже если напряжение условно одинаковое будет. Стабилизаторов конечно может быть два (и даже более, лишь бы они поставляли ток в зависимости от своей оптимальной в данный момент мощности). А вот нагрузка и аккумулятор должны быть общие, иначе в этой петрушке не разобраться.

Когда конкретизируется задача, Вам помогут.

Я только начал эту тему курить, наверно поэтому вразумительных вопросов нет - поставленная здесь задача пока представляется исчерпывающей ) Задайте что ли наводящие вопросы.

Удовлетворительно - при четырехкратном. Выше - придется хорошо подумать над ним.

Не вопрос. Пусть минимум будет не 20%, а 25%, т.е. 6% по мощности, и диапазон от 12..48V.

Берите любой подходящий.

Ткните, pls, в любой подходящий. С контролем заряда для свинца. Или заряд лучше отдельно делать ?

[domowoj]

светодиодный светильник 40W, ADSL модем (12V*1.2A), монитор (14V*3A), колонки (12V*1A),

с этим понятно

компьютер (70W по входу, вероятно самый прямой путь - перемотать транс на низкую первичку)

а комп если от 220, токупите дешевую(или НЕ дешевую) китайскую преобразовалку 12 - 220.

[wim]

... Есть мощность и есть номинальное напряжение. Мощность может быть одна и та же, допустим 100W, а напряжение при этом может быть совершенно разное, как 12V, так и 220V. А то, что при, скажем, 20% напряжения от номинала и ток будет всего 20%, так это понятно, лишь бы эти 20% не пропадали зря. Конечно, если будет еще ниже, тогда пусть пропадают. В мощности это всего 5%, чем можно пренебречь...

Если речь идет о солнечных батреях, то у них на ВАХ есть точка отбора максимальной мощности. Поищите в инете "maximum powerpoint tracker" - встречаются даже готовые схемы.

[Огурцов]

а комп если от 220, токупите дешевую(или НЕ дешевую) китайскую преобразовалку 12 - 220.

Так проще, но КПД будет ниже.

Если речь идет о солнечных батреях, то у них на ВАХ есть точка отбора максимальной мощности.

Так у ветрогенератора вроде бы тоже самое.

Поищите в инете "maximum powerpoint tracker" - встречаются даже готовые схемы.

О, 10x за ключевые слова.

Так у ветрогенератора вроде бы тоже самое.

MAXIMUM POWER POINT TRACKER FOR SMALL WIND TURBINES INCLUDING HARMONIC MITIGATION


Maximum Peak Power Tracking Control for the new Small Twisted
H-Rotor Wind Turbine

[Microwatt]

Так что, задача сводится только к проблеме отбора максимальной мощности от источника вроде СБ или ветротурбины?

[Огурцов]

Ну почему только. Напряжение нужно поднять, аккумулятор зарядить, проследить, чтобы не перезарядился. Все это должно работать параллельно от нескольких источников (солнце, ветер), минимум двух, с разными выходами в разное время по мощности.
Велосипед, конечно, но нужно его еще откопать у производителей чипов...и слова какие-то магические найти для этого (

[Microwatt]

Тогда нужно неясные мысли облекать в строгую форму технического задания.
А то, "мощность на входе 600W ... на выходе 140W" как-то не стыкуется.
Задача распадается на две? Зарядный контроллер для 12- вольтового аккумулятора (неизвестно от чего заряжать будем) и куча адаптеров с этого аккумулятора на все случаи жизни?
Так нужно ОТДЕЛЬНО их и решать.

[Огурцов]

как-то не стыкуется.

Нукакжеж не стыкуется ? Сотовый есть, надеюсь ? Как это он заряжается за час, а работает потом неделю ? Грустно.

[Microwatt]

Нукакжеж не стыкуется ? Сотовый есть, надеюсь ? Как это он заряжается за час, а работает потом неделю ? Грустно.

Угу, грустно.
Возможно, вы хотите сделать зарядное устройство мощностью 600 ватт и разрядные преобразователи мощностью 140? так это РАЗНЫЕ устройства. Тогда, так и нужно формулировать задачку.
Ну, ладно, 600 ватт зарядное ток под 50 ампер, аккумулятор емкостью 500-амперчасов? Это имеется в виду?
Как-то яснее намерения бы обозначить...

[Огурцов]

Возможно, вы хотите сделать зарядное устройство мощностью 600 ватт и разрядные преобразователи мощностью 140? так это РАЗНЫЕ устройства. Тогда, так и нужно формулировать задачку.

Если точно сформулировать задачу, то это будет уже не задача, а ее решение.
Я еще не решил, нужны ли преобразователи на разряд, все потребители находятся в одном диапазоне.
А заряд нужен однозначно с MPPT, как было предложено выше. Я просто не знал, как оно правильно называется.

Ну, ладно, 600 ватт зарядное ток под 50 ампер, аккумулятор емкостью 500-амперчасов? Это имеется в виду?

В общем, логично, если это имеет значение. Для свинцового ак. Для литевого может быть и иначе.
Думаю, если исходить из среднего потребления и среднего цикла работы в сутки, требуемая емкость 320Aч

Да, кстати, если учитывать режим sleep, то среднее потребление еще ниже, т.е. где-то 120-140W, а значит емкость 240-280Aч

Сообщение отредактировал Огурцов - Apr 10 2009, 06:57

[Microwatt]

Если емкость 240-280 амперчасов, то как в них впихнуть 50 ампер при зарядке? Закипит же! для них 20-25 ампер максимум. А меж зарядником на 25 и на 50 ампер - две большие разницы....
Если мечтаете о литиевом такой мощности, то не стоит тратить время. На сдачу от стоимости аккумулятора Вам подарят два зарядных.
Пока задача - облако в штанах... Трудно понять что затевается.

[Огурцов]

Меня больше волнует необходимость заряжать один ак одновременно от двух и более источников. Чем суммировать ? Или все просто, на индуктивностях ?

[tyro]

Меня больше волнует необходимость заряжать один ак одновременно от двух и более источников. Чем суммировать ? Или все просто, на индуктивностях ?

На диодах.

[Microwatt]

Меня больше волнует необходимость заряжать один ак одновременно от двух и более источников. Чем суммировать ? Или все просто, на индуктивностях ?

Диодное "ИЛИ". По-другому трудно придумать.
Один зарядный источник будет пахать на 100-120%, пока не начнет скисать по выходу, потом к нему подпряжется в помощь другой.

[Guest_orthodox_*]

Если емкость 240-280 амперчасов, то как в них впихнуть 50 ампер при зарядке? Закипит же! для них 20-25 ампер максимум. А меж зарядником на 25 и на 50 ампер - две большие разницы....

Есть у меня на 50 А 12V зарядки... Щас доделываю на 75 -100А
Вход, правда, сетевой, но зато диапазон напряжений по входу примерно 4:1 , можно и расширить, и перевести на удобные напряжения...
Скажем, 10:1 устроило бы, наверное... Только ключи тогда будут подороже чуток...

Впрочем, вряд ли нужны такие токи на 12 V - выше чем 1 квт лучше переходить на 24V. И дальше-выше... Идеально, если каждый аккумулятор в цепочке
заряжается независимо, своей зарядкой - делали так недавно вольт на 192

[Огурцов]

На диодах.

На диодах и дурак сможет. Только кому такое нужно, меня точно не устраивает.

По-другому трудно придумать.

Прикольно.

Один зарядный источник будет пахать на 100-120%, пока не начнет скисать по выходу, потом к нему подпряжется в помощь другой.

Просто интересно, где он возьмет 100..120%% ? Если, например, ветерок дует на 15%, а солнце в тучах и солнечная батарея едва выдает 10%. При диодной развязке это ведь будет уже автономный режим с 100% питанием от акк. ? Тогда как должен быть с нулевым током через него.

В общем, вопрос, наверно, для "Обратная Связь, Стабилизация, Регулирование, Компенсация", но все же, насколько глючной получится ООС при питании нагрузки от двух (импульсных) источников ?

Есть у меня на 50 А 12V зарядки... Щас доделываю на 75 -100А
Вход, правда, сетевой, но зато диапазон напряжений по входу примерно 4:1 , можно и расширить, и перевести на удобные напряжения...
Скажем, 10:1 устроило бы, наверное... Только ключи тогда будут подороже чуток...

Вот, а говорят, что невозможно. Как раз то, что надо. Теперь бы только к orthodox`у в доверие втереться ))) Расскажите что ли, pls, об общих принципах ? Схему не прошу...хотя не исключаю, что могли бы наверно договориться, если бы это был не только зарядник.

[Guest_orthodox_*]

Просто интересно, где он возьмет 100..120%% ? Если, например, ветерок дует на 15%, а солнце в тучах и солнечная батарея едва выдает 10%. При диодной развязке это ведь будет уже автономный режим с 100% питанием от акк. ? Тогда как должен быть с нулевым током через него.

Надо мерить суммарный ток заряда, ограничивая его с заранее выбранным приоритетом того или другого источника...Или обоих в равной степени .
Логика работы общая такова - пока хоть что-то источник дает - оно поступает на аккумулятор, если он заряжен - то лишнее сливается в нагрузку, если есть лишнее. Если нагрузки нет - холостой ход либо зарядка по потребности.

Диодный коммутатор можно доработать в таких случаях до мосфетного коммутатора, с такой же логикой - есть и стандартные контроллеры... Потери будут меньше.

Вот, а говорят, что невозможно. Как раз то, что надо.

Этого никто не говорил. Просто до 20А еще как-то прокатывает обычный простенький флай или два - то на 50 уже надо городить что-то типа косого прямохода, а то некузяво получается.

Теперь бы только к orthodox`у в доверие втереться ))) Расскажите что ли, pls, об общих принципах ? Схему не прошу...хотя не исключаю, что могли бы наверно договориться, если бы это был не только зарядник.

Общие принципы в двух словах - косой прямоход. На 38XX. Этого достаточно. А далее, если охота делать - то не начитавшись и не набивши шишек - все равно не выйдет. А если будет работа - будут и вопросы. Тогда и ответы на них будут. Частично уже описано все, в соседних ветках, остальное в рабочем порядке...

[Microwatt]

На диодах и дурак сможет. Только кому такое нужно, меня точно не устраивает.
Прикольно.
Просто интересно, где он возьмет 100..120%% ? Если, например, ветерок дует на 15%, а солнце в тучах и солнечная батарея едва выдает 10%. При диодной развязке это ведь будет уже автономный режим с 100% питанием от акк. ? Тогда как должен быть с нулевым током через него.

Вот, а говорят, что невозможно. Как раз то, что надо.

Где возьмет? Где сможет, там и возьмет. Почему не устраивает - непонятно.
Вы слабо представляете не только общее устройство стабилизатора, но и для чего он Вам нужен.
О ветрогенераторе и СБ, как источнике энергии тоже надо почитать подробнее.
Каша должна свариться. Боюсь, пока у нас нет предмета для обсуждения технических подробностей.

[Огурцов]

Надо мерить суммарный ток заряда, ограничивая его с заранее выбранным приоритетом того или другого источника...Или обоих в равной степени .
Логика работы общая такова - пока хоть что-то источник дает - оно поступает на аккумулятор, если он заряжен - то лишнее сливается в нагрузку, если есть лишнее. Если нагрузки нет - холостой ход либо зарядка по потребности.

Похоже, что контроллер MPPT должен быть общий, на все генераторы. Он и решит, от кого сколько брать, чтобы было максимально эффективно. А работа по очереди - не эффективна. Ключевое слово, кстати. Не случайно упомянул.

Этого никто не говорил. Просто до 20А еще как-то прокатывает обычный простенький флай или два - то на 50 уже надо городить что-то типа косого прямохода, а то некузяво получается.

Флай я и на 20 уже не рискну. Шишки, понимаешь...

Общие принципы в двух словах - косой прямоход. На 38XX. Этого достаточно.

Действительно, достаточно. Это уже как анекдоты по номерам

Каша должна свариться

Каша варится. Для того и поставлена.

Сообщение отредактировал Огурцов - Apr 10 2009, 18:10

[Guest_orthodox_*]

Действительно, достаточно. Это уже как анекдоты по номерам

А в общем, тема по-любому живая, с голоду не помрете.
Удачи. Чем можем - поможем...

[Microwatt]

Флай я и на 20 уже не рискну. Шишки, понимаешь...
Действительно, достаточно. Это уже как анекдоты по номерам

Ну. придумайте анекдот смешнее..
Посмотрите структуру SEPIC. Отличная понижалка.
Однако, ничего смешнее 38ХХ для него тоже не предложу.

[Guest_orthodox_*]

Ну. придумайте анекдот смешнее..

Да он в хорошем смысле слова...

[Огурцов]

Посмотрите структуру SEPIC.

А зачем ? Вроде бы договорились, что 1 к 4 - преемлемый диапазон. А 6% по мощности я готов заплатить за упрощение.

зы: Microwatt, имейте ввиду, мы друг друга совешенно не понимаем.

[Microwatt]

А 6% по мощности я готов заплатить за упрощение.

зы: Microwatt, имейте ввиду, мы друг друга совешенно не понимаем.

Да уже стало помалу доходить до меня.... Какие 6%?
Я ни саму задачу не могу понять, ни возражений при обсуждении. Извините.

[evgeny_ch]

Так это видят в ТИ.
Пмсм, мы не ищем лёгких путей.
За ветрогенератор соседи могут пришибить.

[Огурцов]

Да уж, страсти-мордасти. Все должно быть проще. DC/DC и никаких AC, кроме как между геной и выпрямителем. Проц можно и нужно задействовать, но только для MPPT и постоянная времени у него будет довольно большая. Я не маньяк(не в этот раз), чтобы на DSP каждый цикл PWM рассчитывать.

Какие 6%?

Читайте выше. Это мощность при номинальном напряжении нагрузки или 25% от максимума.генератора. Чтобы преобразователь получился не более чем один к четырем.

[Microwatt]

Да уж, страсти-мордасти. Все должно быть проще. DC/DC и никаких AC, кроме как между геной и Читайте выше. Это мощность при номинальном напряжении нагрузки или 25% от максимума.генератора. Чтобы преобразователь получился не более чем один к четырем.

Хм, для меня это опять, как кролик из шляпы фокусника....
Когда разрабатывают импульсный стабилизатор сначала проектируют т.н. силовую машину. Т.е выбирают топологию, определяют диапазон входных и выходных напряжений, максимальную мощность на выходе. Задаются частотой преобразования и основными конструктивными параметрами.
Все эти тракинги, MPPT , рассуждения о мощности ветрогенератора или СБ на слабом ветру, тусклом солнышке. прочие особенности к проектированию силовой машины никакого отношения не имеют. Это - потом, это ВНЕШНИЙ алгоритм управления стабилизатором. Если он не может выдать устойчиво и длительно максимальную нагрузку, то и обсуждать дальше нечего.
А у Вас вот эти, основные, отправные параметры так и не заданы. Вы даже с батареей не определились. Потому и обсуждать что-либо крайне затруднительно.

[Огурцов]

Если он не может выдать устойчиво и длительно максимальную нагрузку, то и обсуждать дальше нечего.

Вы наверно смеетесь ? Именно, что не может. Если бы было что-то подобное чубайсовской розетке, устойчиво и длительно, то это было бы совсем другое устройство.

[Огурцов]

Вопрос: как лучше соединять обмотки двухфазного (aka ШД) генератора ?
1. последовательно, с нагрузкой на диодный мост
2. через два диодных моста, параллельно
3. через один мост, со средней точкой и двуполярным выходом

зы: напряжение низкое, потери на диодах играют роль
ззы: обмотки имеют внутреннее сопротивление

[Wano]

Вопрос: как лучше соединять обмотки двухфазного (aka ШД) генератора ?

А вообсче применение ака ШД в качестве генератора это есть хорошо? Для реальных дел типа САК-ов не используются постоянные магниты. Или это для больших токов/оборотов,а для поделок сойдёт и ШД?Просто если взять ДШИ200 по рублю за ведро,то много с него не выдавить,а покупать мощный забугорный ШД встанет в цену б/у генератора.

[Огурцов]

Не знаю - это просто вопрос. Для натурных экспериментов более чем.