Auteur Topic: Zelfbouw omvormer  (gelezen 13481 keer)

0 leden en 1 gast bekijken dit topic.

Offline wgroenewold

  • Nieuweling
  • *
  • Berichten: 4
Zelfbouw omvormer
« Gepost op: 12 september 2011, 09:43:17 »
Kwam deze omvormer tegen op het internet. Leek me wel interessant voor de autarkische systemen (losstaand van het stroomnet)

http://www.opend.co.za/hardware/solarcharge1/index.html

Offline r0g3r

  • Junior
  • **
  • Berichten: 46
Re: Zelfbouw omvormer
« Reactie #1 Gepost op: 12 september 2011, 17:32:03 »
Bedankt voor de link.
Dit is indd een mooi project om eens te bouwen.Mijn vingers jeuken al.
Wat mij niet geheel duidelijk is is de functie van die ringinductor.

Zelf ben ik ook met iets dergelijks bezig.Een charge controller voor 12 volt, maar dan met een step up converter.
Dit heeft als voordeel dat de ingangsspanning veel lager kan zijn ( ongeveer 4 volt )en het is dan al voldoende om 8 cellen in serie te solderen.
Zodra ik de eerste resultaten heb zal ik het hier posten
Groet
Roger

Offline planken

  • Volwaardig lid
  • ***
  • Berichten: 122
Re: Zelfbouw omvormer
« Reactie #2 Gepost op: 12 september 2011, 20:15:36 »
Zelf ben ik ook met iets dergelijks bezig.Een charge controller voor 12 volt, maar dan met een step up converter.
Dit heeft als voordeel dat de ingangsspanning veel lager kan zijn ( ongeveer 4 volt )en het is dan al voldoende om 8 cellen in serie te solderen.
Zodra ik de eerste resultaten heb zal ik het hier posten
Groet
Roger
Zoiets als dit? Dit was mijn eerste proefproject. Bedoeld om een beetje ervaring op te doen met het bouwen van panelen. Het geheel ziet er dan ook niet uit. Dit is een microprocessor gestuurde omvormer die van 3 V  (6 cellen) zo'n 12+ volt maakt. De efficiency is helaas maar zo'n 55%, maar dat komt ook wel een beetje omdat de overgang van 3V naar 12+ volt een grote is. DŠt en door het feit dat ik geen elektronicus ben natuurlijk.;)
Wat dit ding doet is met een door de microprocessor gestuurd gepulst signaal een FET aansturen en wel zo dat de stroom naar de accu maximaal is. Eigenlijk maximum powerpoint tracking dus. De duty cycle van het signaal wordt 1x per 30 seconden opnieuw ingesteld, geoptimaliseerd, om de energieomzetting aan de nieuwe omstandigheden (meer/minder stroom door minder/meer bewolking) aan te passen. Een display geeft afwisselend de stroom naar de accu, de spanning van de batterij en het geleverde vermogen. Op een redelijk goeie dag zie ik zo'n 6.5 W (cellen zijn 1.75 Wp). Mijn 7Ah accu is in zo'n anderhalve dag opgeladen. Deze accu's gebruik ik als voeding voor mijn elektronikahobbyprojecten. Aan hoogspanningsomvormers waag ik me niet. Mij te gevaarlijk...

Paul

Offline r0g3r

  • Junior
  • **
  • Berichten: 46
Re: Zelfbouw omvormer
« Reactie #3 Gepost op: 13 september 2011, 16:07:27 »
Ik heb gisteren deze chippies binnengekregen.
http://cds.linear.com/docs/Datasheet/1624f.pdf
De werking is ongeveer zoals je hierboven beschrijft.
In de chip zit een mosfet driver ingebouwd waarmee een externe NFET met een frequentie van 200Khz PWM schakeld.
De hoogte van de uitgangs spanning kun je eenvoudig met een weerstand divider instellen.
Ik hoop vandaag een eerse test schakeling te kunnen maken. ;)

Groetjes
Roger

EDIT:
Nog even een vraagje aan Paul
Die microprocessor die je in je proefproject gebruikt is dit toevallig een 8052 van Atmel?
« Laatst bewerkt op: 13 september 2011, 16:16:01 door r0g3r »

Offline planken

  • Volwaardig lid
  • ***
  • Berichten: 122
Re: Zelfbouw omvormer
« Reactie #4 Gepost op: 13 september 2011, 17:50:24 »
Ik heb gisteren deze chippies binnengekregen.
http://cds.linear.com/docs/Datasheet/1624f.pdf
De werking is ongeveer zoals je hierboven beschrijft.
In de chip zit een mosfet driver ingebouwd waarmee een externe NFET met een frequentie van 200Khz PWM schakeld.
De hoogte van de uitgangs spanning kun je eenvoudig met een weerstand divider instellen.
Ik hoop vandaag een eerse test schakeling te kunnen maken. ;)

Groetjes
Roger

EDIT:
Nog even een vraagje aan Paul
Die microprocessor die je in je proefproject gebruikt is dit toevallig een 8052 van Atmel?
Beste Roger,

Ik gebruik een dsPIC33FJ64GP802  pic processor. Nogal overkill voor wat ik wilde maar ik had er nog tien liggen....
Ik heb even gekeken naar die chip van jou. Ik ben geen elektronicus, dus het is heel goed mogelijk dat ik onzin uitkraam, maar hoe gaat die chip om met het feit dat de ingangsspanning en stroom, afkomstig van het paneel, variŽren? Verder wel leuk om te horen dat je dit gaat bouwen. Ben benieuwd wat jouw resultaten zijn.

Paul

Offline r0g3r

  • Junior
  • **
  • Berichten: 46
Re: Zelfbouw omvormer
« Reactie #5 Gepost op: 13 september 2011, 19:38:52 »
Dat is beslist geen onzin vraag.
Ik ga nl eerst met een eerste step up schakeling zorgen voor een stabile werkspanning van 5Volt.
Dit doe ik ook met een klein chippie nl. deze
http://cds.linear.com/docs/Datasheet/1613fs.pdf
Deze chip is het hele kleine broertje van de 1624.
De ingangs spanning kan nu varieren van 1 tot 8 Volt.
Ik hoop tenminste dat dit zo gaat werken.Vandaag alweer geen tijd om dit te testen.
Kon je maar ergens tijd kopen... :'(

Offline BVZ

  • Volwaardig lid
  • ***
  • Berichten: 93
  • Geslacht: Man
Re: Zelfbouw omvormer
« Reactie #6 Gepost op: 14 september 2011, 00:12:23 »
Ik heb gisteren deze chippies binnengekregen.
http://cds.linear.com/docs/Datasheet/1624f.pdf
Wellicht lees ik ergens over heen, maar dat is een data sheet van een Step-Down converter, niet van een Step-Up converter. ?

Offline r0g3r

  • Junior
  • **
  • Berichten: 46
Re: Zelfbouw omvormer
« Reactie #7 Gepost op: 14 september 2011, 07:02:06 »
Nee sorry,je leest er overheen.
Dit is juist het voordeel van dit ic.Je kan hem schakelen in Boost ( is step up ) en Step down.
Als je iets lager in de datasheet kijkt is het schema van figure 11 denk ik het meest geschikt om lage solarspanning omhoog te boosten.
Ik had gisteren toch eventjes de tijd om te testen op mijn breadboard.
Bij een ingangsspanning van 1 Volt/1A werden mijn 2 witte leds ( in serie aangesloten op de uitgangsspanning )  blauw van kleur en behoorlijk heet.
Zonder een meting te doen kan ik dus zeggen dat het uitgangsvoltage ongeveer 6.5Volt is @ 80 tot 100 mA
Groet
Roger

Offline BVZ

  • Volwaardig lid
  • ***
  • Berichten: 93
  • Geslacht: Man
Re: Zelfbouw omvormer
« Reactie #8 Gepost op: 15 september 2011, 00:34:31 »
Nee sorry,je leest er overheen.
Dit is juist het voordeel van dit ic.Je kan hem schakelen in Boost ( is step up ) en Step down.
Dat had ik wel gezien, maar ze noemen het niet voor niets een Step Down converter. Je kunt een 1N4148 ook perfect als tempsensor gebruiken (drempelspanning verloopt zelfs perfect lineair) maar het is eigenlijk een diode.

Op blz 28 van de datasheet staan 12 gelijkwaardige IC's vermeld, stuk voor stuk Step Down converters.

Citaat
Als je iets lager in de datasheet kijkt is het schema van figure 11 denk ik het meest geschikt om lage solarspanning omhoog te boosten.
Figuur 11 is een 'Wide Input Range 1.8V/1.5A Converter', dat wil zeggen dat hij van een ingangsspanning van 4.8 tot 22V een uitgangsspanning maakt van 1,8V

Figuur 12 is een 'Boost' converter van 5,2V tot 11V ingangsspanning naar 12V uitgangsspanning.
Vraag is dan waarom specifiek 5,2V als minimum? (En nee, ik heb geen zin om 28 blz datasheet te bestuderen)

Maar goed, experimenteren kan geen kwaad, en je leert er altijd van. Wellicht functioneert het goed, met een redelijk rendement en kun je hier het schema posten zodat iemand anders er ook wat aan heeft.

Offline r0g3r

  • Junior
  • **
  • Berichten: 46
Re: Zelfbouw omvormer
« Reactie #9 Gepost op: 15 september 2011, 18:00:37 »
Vandaag het eerste kleine resultaat behaald van ... ja schrik niet 400mA laadstroom naar de 12 Volt accu.
Dit met 4 cellen in serie.Het rendement is dus nog zwaar Kl%)"#.
Ik moet wel zeggen dat veel componenten gebruikt zijn die ik uit de rommelbak gevist heb.
Met een betere Feriet inductor en een mosfet met betere Rds(on) zal het rendement met sprongen omhoog gaan.
Voor het eerst ben ik al blij met dit resultaat.Een paneel met minimaal 32 cellen in serie solderen is ook enorm veel werk.

@ BVZ
Klopt.....Ik bedoelde ook Figure 13
En het schema komt binnenkort.

Offline rammstein

  • Volwaardig lid
  • ***
  • Berichten: 58
Re: Zelfbouw omvormer
« Reactie #10 Gepost op: 15 september 2011, 22:03:51 »
Goed bezig  ;D ik ben het ook een beetje aan het volgen alhoewel ik van de relais en diodes ben ipv Ic`s.
Ik dacht altijd -meer voltage nodig? meer cellen plaatsen, maar na een paar pieker momenten zie ik misschien wel een voordeel in de step-ups.
in theorie dan zonder verliezen en hard op denkend he, stel 1 cel is 0,5v 8A.  na de step-up is het 2v 2A. dus met 6 cellen heb je 12v 2A = 24w,maar die kan wel een netinverter aansturen van min 12v met 6 cellen.
De "normale" 6 cellen 0,5v 8A is ook 24W, maar met 3v, je hebt dan 4x6 cellen=24cellen nodig om 12v te maken.dus 12v 8a = 96W (onthouden)
Met de step-up kan je 4x6 cellen parallel zetten. 12v x 2A x 4 = 96W  ;D in theorie maakt het dus niet uit, alleen als je de verliezen er bij neemt van de step-up`s .....
Ik zie alleen het voordeel als je een accu wilt laden met 6 cellen en weinig stroom nodig hebt. ik zou dan gaan voor de cellen die al 6v of 12v zijn
http://www.budgetronics.eu/N_frame.html?http://www.budgetronics.eu/Zonnecel-N_grp_14-1.html
Dit is de eerste link in google search dus zal wel duur zijn, maar er zijn vast goedkope 6v cellen, dan komt het rendament van de step-ups ook beter uit.

Ik word graag terecht gewezen als het koe nog kant raakt  :D ;D


 

Offline planken

  • Volwaardig lid
  • ***
  • Berichten: 122
Re: Zelfbouw omvormer
« Reactie #11 Gepost op: 16 september 2011, 09:08:16 »
Vandaag het eerste kleine resultaat behaald van ... ja schrik niet 400mA laadstroom naar de 12 Volt accu.
Dit met 4 cellen in serie.Het rendement is dus nog zwaar Kl%)"#.
Ik moet wel zeggen dat veel componenten gebruikt zijn die ik uit de rommelbak gevist heb.
Met een betere Feriet inductor en een mosfet met betere Rds(on) zal het rendement met sprongen omhoog gaan.
Voor het eerst ben ik al blij met dit resultaat.Een paneel met minimaal 32 cellen in serie solderen is ook enorm veel werk.

@ BVZ
Klopt.....Ik bedoelde ook Figure 13
En het schema komt binnenkort.
'
Roger,

Hoeveel ampŤre leveren je cellen? Zijn het 8 A cellen of 3.5 A cellen? Met andere woorden: hoeveel rendement haal je nu met je schakeling?
Je praat over een ferrietstaaf/kern en dat suggereert dat je de spoel zelf wikkelt. Kun je niet beter een standaard spoeltje kopen om bij de step-up te gebruiken? Met 200 kHz schakelfrequentie heb je geen grote nodig, lijkt me.

Paul

Offline r0g3r

  • Junior
  • **
  • Berichten: 46
Re: Zelfbouw omvormer
« Reactie #12 Gepost op: 16 september 2011, 17:28:42 »
Ik gebruik zonnecellen van 156 bij 156, 8A dus
Tja het rendement.....daarvoor moet ik eerst alles even netjes op een proefprint solderen.
Ik heb gemerkt dat de verbindingen in een breadbaord bij deze lage spanning hoge stroom enorm veel verlies opleverd.
Die ferrietkern wikkel ik ind. zelf.Mijn draaddikte is nu 0.8mm met 30 windingen.(ziet er identiek uit als die van jouw in je proefproject)

Hier is het eerste concept van het schema.
Alles is lekker te simuleren met LTspice.
In de curve is de laadstroom naar de accu te zien.

« Laatst bewerkt op: 16 september 2011, 17:39:42 door r0g3r »

Offline doctersnuggles

  • Algemene moderator
  • Senior
  • *****
  • Berichten: 504
  • Geslacht: Man
  • mijn zelfbouw installatie ... nu 1700 Wp
    • Docter Snuggles Zelfbouw Alternatieve Energie
Re: Zelfbouw omvormer
« Reactie #13 Gepost op: 16 september 2011, 21:49:51 »
Hoi Roger,

   Met die 4 cellen heb je dus zo'n 16 Wp ( 4 Wp per cel ?)  En als ik het uitreken dan heb je bij 400 mA en (ik schat) 13 Volt dus : 0,4A x 13V = 5,2 Watt . Hmm en als ik dan bedenk dat je vast geen erg felle zon zal hebben gehad en ook nog dat er geen max power point systeem in zit ( klopt dit?)  , dan denk ik dat het rendement nog helemaal zo slecht niet is.......

   Groet ,
         Chris

Offline r0g3r

  • Junior
  • **
  • Berichten: 46
Re: Zelfbouw omvormer
« Reactie #14 Gepost op: 16 september 2011, 22:23:44 »
Hoi Chris
Je redenering klopt zover.De zon was niet super fel en er zit indd geen mpp systeem in.
Ik ga op dit moment nog even geen uitspraken doen over de efficientie van de schakeling.Het zit allemaal nog in een pre (breadbaord) test faze.
Ook werd de mosfet behoorlijk heet tijdens die 400mA laadstroom en moest ik het paneel na 30sec afkoppelen.
Leuk trouwens dat er zoveel animo is voor kleine zonne systeempjes. :-*
gr.
Roger

Offline BVZ

  • Volwaardig lid
  • ***
  • Berichten: 93
  • Geslacht: Man
Re: Zelfbouw omvormer
« Reactie #15 Gepost op: 16 september 2011, 22:56:30 »
Hoi Chris
Je redenering klopt zover.De zon was niet super fel en er zit indd geen mpp systeem in.
Het mooiste zou zijn als je tijdelijk een spanningsbron van 2V ervoor in kunt zetten. Maar ja, waar haal je 2V 8A vandaan? Wellicht 2 NiMH batterijen type D in serie met nog een diode? (Of een spijker slaan in een oude loodaccu  :D)

EDIT: Hmmm, zul je wel een stroombegrenzing moeten bouwen

Citaat
Ook werd de mosfet behoorlijk heet tijdens die 400mA laadstroom en moest ik het paneel na 30sec afkoppelen.
Als die ook gewoon via wat draadjes in je breadboard zit geprikt zonder koellichaam zou ik me daar nog niet teveel zorgen om maken.

« Laatst bewerkt op: 16 september 2011, 23:12:41 door BVZ »

Offline r0g3r

  • Junior
  • **
  • Berichten: 46
Re: Zelfbouw omvormer
« Reactie #16 Gepost op: 17 september 2011, 07:46:55 »
Het nabootsen van 4 zonnecellen lukt wel,ik heb hier een geschakelde voeding van 2,7V/13A
Er is nog verlies over de kabel en bij de step up is de spanning nog maar 1,9 Volt (bij 7,5A load)
Ik heb een eerste efficientie meting gedaan en kan wat getallen tonen.

Vin(V)   Iin(A)   Pin(W)   Vout(V)   Iout(A)   Pout(W)   Eff(%)
1,90      7,50     14,25     12,50      0,80      10,00      70,1754386

De mosfet wordt niet meer heet (zonder koellichaam)
Op advies van Paul een kleine inductor gebruikt met 1mm draaddikte (6 windingen)
Ik ben dus al zeer  :D over dit resultaat.
Hier en daar kan ik nog wat tweaken in de schakeling en hoop op 1A laadstroom uit te komen.
« Laatst bewerkt op: 17 september 2011, 07:48:59 door r0g3r »

Offline planken

  • Volwaardig lid
  • ***
  • Berichten: 122
Re: Zelfbouw omvormer
« Reactie #17 Gepost op: 17 september 2011, 08:57:56 »
Het nabootsen van 4 zonnecellen lukt wel,ik heb hier een geschakelde voeding van 2,7V/13A
Er is nog verlies over de kabel en bij de step up is de spanning nog maar 1,9 Volt (bij 7,5A load)
Ik heb een eerste efficientie meting gedaan en kan wat getallen tonen.

Vin(V)   Iin(A)   Pin(W)   Vout(V)   Iout(A)   Pout(W)   Eff(%)
1,90      7,50     14,25     12,50      0,80      10,00      70,1754386

De mosfet wordt niet meer heet (zonder koellichaam)
Op advies van Paul een kleine inductor gebruikt met 1mm draaddikte (6 windingen)
Ik ben dus al zeer  :D over dit resultaat.
Hier en daar kan ik nog wat tweaken in de schakeling en hoop op 1A laadstroom uit te komen.
Leuk, dan heb je dus al een hogere efficiency dan ik! Nu ben ik benieuwd hoe hoog die efficiency wordt als je zonnecellen met deze schakeling verbindt. Hoe gedraagt de schakeling zich met sterk veranderende stromen en  variŽrende spanningen die horen bij zonnepaneeltjes?

Paul

Offline r0g3r

  • Junior
  • **
  • Berichten: 46
Re: Zelfbouw omvormer
« Reactie #18 Gepost op: 17 september 2011, 18:08:27 »
Hoe gedraagt de schakeling zich met sterk veranderende stromen en  variŽrende spanningen die horen bij zonnepaneeltjes?
Hier enkele grafiekjes om het plaatje compleet te maken.
« Laatst bewerkt op: 17 september 2011, 18:15:24 door r0g3r »

Offline BVZ

  • Volwaardig lid
  • ***
  • Berichten: 93
  • Geslacht: Man
Re: Zelfbouw omvormer
« Reactie #19 Gepost op: 17 september 2011, 20:55:58 »
Ik heb een eerste efficientie meting gedaan en kan wat getallen tonen.

Vin(V)   Iin(A)   Pin(W)   Vout(V)   Iout(A)   Pout(W)   Eff(%)
1,90      7,50     14,25     12,50      0,80      10,00      70,1754386
Nou gezien de zeer lage Vin, vind ik dat al een zeer respectabel rendement. 

Offline r0g3r

  • Junior
  • **
  • Berichten: 46
Re: Zelfbouw omvormer
« Reactie #20 Gepost op: 25 september 2011, 18:13:40 »
Even een update van mijn kant.
Vandaag eindelijk de step up module klaar gekregen.
Alles is lekker compact geworden en past mooi op de ring inductor.
Net op tijd nog even kunnen testen in de ondergaande zon.Er gaat 450mA naar de 12Volt accu met 4 zonne cellen.
De laadstroom wordt netjes onderbroken als het voltage van de accu  13,8Volt is.
De fototjes hieronder laat de opbouw zien van de print.
 8)

Offline planken

  • Volwaardig lid
  • ***
  • Berichten: 122
Re: Zelfbouw omvormer
« Reactie #21 Gepost op: 25 september 2011, 18:24:19 »
Even een update van mijn kant.
Vandaag eindelijk de step up module klaar gekregen.
Alles is lekker compact geworden en past mooi op de ring inductor.
Net op tijd nog even kunnen testen in de ondergaande zon.Er gaat 450mA naar de 12Volt accu met 4 zonne cellen.
De laadstroom wordt netjes onderbroken als het voltage van de accu  13,8Volt is.
De fototjes hieronder laat de opbouw zien van de print.
 8)
Ziet er goed en professioneel uit met die smd componentjes! Toch maar meer dan 6 windingen gebruikt, zie ik....

Paul
« Laatst bewerkt op: 25 september 2011, 18:38:48 door planken »

Offline r0g3r

  • Junior
  • **
  • Berichten: 46
Re: Zelfbouw omvormer
« Reactie #22 Gepost op: 28 september 2011, 07:17:17 »
Toch maar meer dan 6 windingen gebruikt, zie ik....
Ja.Toch maar voor een stevige inductor gekozen.
Tijdens het meten van de ingangsstroom zag ik bij heel helder weer dat de stroom makkelijk naar 9Amp loopt.
En die kleine inductor begon na een paar minutjes behoorlijk heet te worden.

Intussen ben ik begonnen aan een powerled driver.Het ic ( LT1624 ) wordt nu echter in step down geschakeld.
Mij id is om 3 powerleds in serie te schakelen en de 12Volt van de accu omlaag te brengen naar ongeveer 10 Volt.
Ik houd jullie op de hoogte.

Roger