Strömbegränsare för laddning av 12-voltsbatteri från 24V

[Göran]

Går det på ett enkelt sätt att begränsa strömmen för laddning av 12-voltsbatteri från 24-voltsbatteri?

Är det så enkelt som att sätta ett motstånd mellan dem, exempelvis ett på 1,2 ohm för att få 10 ampere att flyta mellan dem? Det här bör väl fungera, men verkningsgraden blir 50% eftersom motståndet käkar 120 watt som blir till värme, så 120 watt till 12-voltsbatteriet kostar 240 watt på 24-voltssidan.

Tänker jag rätt och hur löser man det här annars med en energieffektivare metod? DC/DC-omvandlare har normalt ingen strömbegränsning, så den brinner upp och sätter man ett motstånd på ena sidan av den får man samma förluster som i exemplet ovan.

Är det avancerat att bygga en apparat som begränsar strömmen till exempelvis, 10, eller 20A?

[Jonas L]

Du har rätt i att det blir väldigt mycket förluster om man gör detta linjärt. Vill man ändå göra det kan man använda en linjär spänningsregulator och koppla ett motstånd på dess primärsida. På så vis håller utspänningen inställt värde vid låga strömmar, men begränsas av motståndet vid höga strömmar. Detta kan funka för säg 1 A eller lägre. Sen blir det jobbigt med alla onödiga förluster.

Att bygga en separat apparat för att begränsa strömmen känns väldigt misslyckat om man har en switchad DC/DC. I princip är det en enkel förändring att designa in denna funktion i DC/DC-omvandlaren. Jag kan inte tänka mig att omvandlare som brinner upp när man överbelastar dem kan vara lagliga att sälja till slutkonsumenter? I en omvandlare bör något av följande hända vid överström:
* En säkring går. Enklast och billigast.
* Strömmen ökar tills omvandlaren blir för varm, därefter stänger den av tillfälligt för övertemp. Robust men lite mer avancerat.
* Strömgräns (current limit, constant current). Kräver strömshunt i kopplingen, men är inte avancerat.

Tänk på att omvandlare med strömgräns lättare kan driva full ström genom en kortslutning, med ökad brandrisk.

[Göran]

DC/DC-omvandlaren kanske inte brinner upp, men även om den bara slår ifrån fungerar ju inte tanken på att ladda ett 12-voltsbatteri från ett batteri på 24 volt. Strömmen som går mellan batterierna kanske blir 1000 ampere, eller mer, så strömmen måste begränsas på något sätt.

Skulle det fungera att begränsa strömmen med en strömshunt, vad nu det är? Sätter man en säkring i serie så finns väl ingen risk att strömrusning kan uppstå och orsaka brand.

[Jonas L]

Nä det är sant. För att få det där att fungera måste omvandlaren ha strömbegränsning. En säkring gör ju nytta för att hindra brand, men knappast för att ladda ett batteri lagom. En strömshunt är till för att mäta strömmen, inget annat. Jag menade bara på vilken komplexitetsökning som krävs i DC/DC:n för att uppnå grundläggande strömbegränsning.

Om du inte vill in och röja i DC/DC:n så är väl en av de få möjligheterna att ställa in DC/DC:n på 14 V och sätta ett motstånd till batteriet. Sätter du 1 ohm får du 3 A vid 11 V batterispänning och 1 A vid 13 V. Det lär ju inte vara så snällt mot batteriet dock, då man aldrig kommer upp i full spänning så länge det finns en last inkopplad.

En tanke, som jag kom på precis nu: Har din DC/DC fyrpolsanslutning mot lasten? Alltså två ledare för strömmen och två till för sense? I så fall kan man nog göra någon specialare som håller nere strömmen genom att manipulera återkopplingen.

[M8e]

Jag funderar om man inte skulle kunna använda såna här för att variera motståndet för att få få högre verkningsgrad och snabbare laddning.

Tex tre parallella 1 ohm motstånd med olika såna här säkringar i serie. tex 3,1A, 5A.
Första slår då ifrån vid ca 9,3A, vilket ändrar motståndet från 0,33ohm till 0,5ohm. Om strömmen blir 10A efter det så ändras motståndet från 0,5 till 1ohm.

eller tänker jag fel?

[Jonas L]

Jag tror du tänker fel där, men du kanske har kommit på något som jag inte har. Tänkte du koppla dem på primärsidan (24 V) eller sekundärsidan (12 V)?

[M8e]

Efter dc/dc-omvandlaren.


Hittade en wikipedia sida som dessa:
http://en.wikipedia.org/wiki/Resettable_fuse

Frågan är väl hur snabbt de kallnar/"slår tillbaka" och om de slits ut. Enligt wikipedia så blir resistansen vid "frånslag" 100tals eller 1000tals ohm, vilket betyder att de fortfarande är uppvärmda vid frånslag. 3volt och 101ohm blir nästan 0.09w...

Edit: Om man kopplar in ett batteri som håller 11v så kommer det att gå 9.09A och ingen av säkringarna slår ifrån(3.1A i varje resistor). Men om man kopplar in ett som håller under 10,93v så går den första säkringen vilket gör att resistansen ökar till 0,5ohm och strömmen sjunker till ca 6.1A.
Alltså långt ifrån perfekt, men bättre/snabbare än om man skulle ha 0,5ohm hela tiden.

Alltså på ett ungefär. Det är ju +- några procent på alla komponenter.

[Göran]

Nä det är sant. För att få det där att fungera måste omvandlaren ha strömbegränsning. En säkring gör ju nytta för att hindra brand, men knappast för att ladda ett batteri lagom. En strömshunt är till för att mäta strömmen, inget annat. Jag menade bara på vilken komplexitetsökning som krävs i DC/DC:n för att uppnå grundläggande strömbegränsning.

Om du inte vill in och röja i DC/DC:n så är väl en av de få möjligheterna att ställa in DC/DC:n på 14 V och sätta ett motstånd till batteriet. Sätter du 1 ohm får du 3 A vid 11 V batterispänning och 1 A vid 13 V. Det lär ju inte vara så snällt mot batteriet dock, då man aldrig kommer upp i full spänning så länge det finns en last inkopplad.

En tanke, som jag kom på precis nu: Har din DC/DC fyrpolsanslutning mot lasten? Alltså två ledare för strömmen och två till för sense? I så fall kan man nog göra någon specialare som håller nere strömmen genom att manipulera återkopplingen.

12-voltssidan laddas även av solpaneler, så batterierna blir toppladdade. 24-voltssidan är bara tänkt som en reserv och där kanske ett vindkraftverk står för laddningen. DC/DC-omvandlaren kan vara vilken som helst. Det är bara en enkel lösning jag är ute efter och som gör det möjligt att köra med dubbla system och där det alltid är viktigast att ha ström på 12-voltssidan.

[Göran]

Efter dc/dc-omvandlaren.


Hittade en wikipedia sida som dessa:
http://en.wikipedia.org/wiki/Resettable_fuse

Frågan är väl hur snabbt de kallnar/"slår tillbaka" och om de slits ut. Enligt wikipedia så blir resistansen vid "frånslag" 100tals eller 1000tals ohm, vilket betyder att de fortfarande är uppvärmda vid frånslag. 3volt och 101ohm blir nästan 0.09w...

Edit: Om man kopplar in ett batteri som håller 11v så kommer det att gå 9.09A och ingen av säkringarna slår ifrån(3.1A i varje resistor). Men om man kopplar in ett som håller under 10,93v så går den första säkringen vilket gör att resistansen ökar till 0,5ohm och strömmen sjunker till ca 6.1A.
Alltså långt ifrån perfekt, men bättre/snabbare än om man skulle ha 0,5ohm hela tiden.

Alltså på ett ungefär. Det är ju +- några procent på alla komponenter.

Det där ser ju ut att funka, men man bränner ju upp en väldig massa energi.

[jack]

Egentligen så borde jag inte lägga mig i eran diskussion för att jag kan ingenting om motstånd och så men ändå…

Koppla en 24v växelriktare så har man 230v att leka med ex. till laddning av 12v batterier.

[M8e]

Annars så finns det "battery to battery chargers" så slipper man omvägen med 230v.

Tex http://www.odelco.se/Sterling.html

Tror att ctek också har en dc/dc laddare.

[PowerMizer]

Nej, nu har jag varit tyst så länge...

Går det på ett enkelt sätt att begränsa strömmen för laddning av 12-voltsbatteri från 24-voltsbatteri?

Sätt bara en H3lampa 12V 100W emellan...

Flera gånger har jag propagerat för denna:

BatteryBattery Equalizers / DC Autotransformer
Huvudsida

Klart och betalt.

[Gunnar lindgren]

Måste det vara H3 ???

[PowerMizer]

Måste det vara H3 ?

Det skulle eventuellt kunna fungera med en H1, men jag är osäker... Det är lättare att få bakocillerande virvelströmmar i lampsockeln på H1:orna vet du... Sen har jag hört att det är risk för glimmning vid bakeffekt också. Nån menade att värmen ur en H1:a även kan få ledaren i en kabel att svettas Ampérevatten, men det kan vara ett överdrivet problem när man använder lampan som ren spänningsdelare.

[Jonas L]

M8e:
Ah, jag insåg inte att du skulle ha olika värden. Ja, det kan funka med PTC-säkringar. Jag skulle nog välja ett seriekopplat upplägg eftersom det begränsar strömmen mer oberoende av spänningen. Då menar jag par av ett PTC och ett vanligt motstånd, och en bunt av dessa i serie. Nu till det negativa med PTC:

Man börjar med att titta hos en seriös tillverkare med riktiga datablad, t.ex:
http://www.littelfuse.com/data/en/Data_ ... PTC_LT.pdf

Man kan då finna en till synes lämplig komponent: 24LT310 håller 3,1 A. Tittar man lite noggrannare så ser man att den är garanterad att hålla 3,1 A, men inte garanterad att trippa förrän vid 6,0 A. Extrapolerar man lite med ögonmåttet från tidskurvan ser man att det tar uppåt en minut för PTC:n att trippa vid den strömmen. Tittar man sen på temperaturegenskaperna ser man att den kan hålla så lite som 2,36 A om man tillåter upp till +40°C, vilket kanske kan vara rimligt? Dess resistans i ledande läge är inte heller insignifikant (30 mOhm).

Slutsatsen är att om man kan acceptera en strömgräns som ligger mellan 1 och 10 A så kan man nog gör en rimlig koppling, men vill man ha bättre noggrannhet får man söka andra lösningar. Det finns fler tillverkare av PTC-säkringar, men räkna med ungefär samma egenskaper om ni läser det finstilta.