HP Netzteil als Ladegerät - Strom Shunt auf Platine nutzbar



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Lukas Simma

Mitglied
31.05.2009
172
Hallo,

war mit Daniel wieder mal am Netzteil dran.

* Galvanische Trennung nicht notwendig
Habe (schon länger) alle Masseverbindungen miteinander auf der Platine verlötet, das Netzteil arbeitet weiterhin störungsfrei.

* Auf der Platine des Netzteils befindet sich ein 0.002 Ohm Strom Shunt
Mit einem OP in Differenzverstärkerschaltung ergibt sich so eine brauchbare Strommessung.
Die Schaltung wurde mit LM324 auf einem Steckbrett aufgebaut und funktioniert.
Daniel hat die Testschaltung hier gezeichnet. Hab es ins Wiki gestellt:
http://elweb.info/dokuwiki/doku.php?id=hp_3kw_netzteil_als_lader

Mit dem LM324 und 1% Wdst. war ohne Abgleich schon mal die Genauigkeit ab 3A gut genug und wird zu höheren Strömen besser.

Beste Grüße,
Lukas
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
2 Milliohm, das sind 114 Millivolt bei 57 Ampere. Das reicht vollkommen für den OP!
Ihr seid super!. Unter einem Euro Bauteile sind nur erforderlich, in der Kiste unterzubringen.
Wenn dann auch nicht mit den vielen Möglichkeiten, die Svens Platine mit unzähligen Programmiermöglichkeiten bieten könnte.
Mir sind die Einfachstlösungen eigentlich lieber. Dann ist Daniels Drehstromlader 240 Volt ja wohl schon "geritzt".
Ich werde es so machen: zweimal 110-Voltlader mit kombinierter Spannungs- und Stromgegenkopplung zwecks fallender Ladekennlinie. Diese beiden Lader in Serie mit einem bis auf die galvanische Trennung unveränderten Lader.

Die kombinierte Gegenkopplung dient auch zur Symmetrierung, gleiche Ströme in den beiden 110 Volt-Ladern. Mal rechnen:Zweimal 110 Volt 28 Ampere plus 50 Volt 57 Ampere macht 160 Volt 56 Ampere. was will ich mehr?

Wenn ich dann Svens Platine verwenden würde, könnte ich noch die Temperatur eingeben, vielleicht noch ein paar Spannungen der Batterieblöcke überprüfen und vergleichen, den Ladealgorithmus der Familie Sagem nachempfinden, dabei die Ausgleichsladungen schlabbern, die Ladezeit begrenzen undsoweiterundsoopel.
Baue ich mir aber lieber direkt ins Auto ein...wenn ich schon programmieren muss.
im Lader ist mir das zu gefährlich, passt auch nicht hinein.
Aber Eure Schaltung passt!

Wird, glaube ich, mal Zeit, dass ich meine Änderungen schaltplanmäßig einstelle?

Für die beiden 120-Volt-Teile fliegen die beiden Stromverdoppelungsdrosseln heraus (muss ich überhaupt noch leicht verständlich erklären, wie das im Original-HPS funktioniert) und werden durch zwei Widerstände ersetzt, dafür fräse ich die Anschlüsse von zwei der vier Gleichrichterdioden ab und setze sie über die herausgenommenen zwei Drosseln an den Ausgang direkt zur Fahrzeugbatterie, sonst keinerlei Verbindung..
Bis auf einen der 64 Volt- Kondensatoren fliegen alle heraus.

Da über das 2 Milliohmshunt fast kein Strom fließt, messe ich den 50 Hz-Eingangswechelstrom über einen kleinen, noch gesuchten Trafo bzw. Messwandler. Also, ganz ohne aktive Bauelemente.

Wie man die Spannung auf 120 Volt erhöht, erklärt Sven noch.

Wer weiß eine Quelle für einen billigen Messwandler für 16 Ampere oder einen kleinen Trafo, durch den ich die Eingangsstromkabel stecken kann? Also, nix Halleffekt, ist mir zu unsicher.

Die beiden Widerstände ersetzen die Drossel und versorgen die gesamte vorhandene Regelung. Durch eine zusätzliche, schwache Belastung des ursprünglichen Ausgangs, der keinesfalls mehr benutzt werden darf, kann ich die Spannung ohne Svens genialen Trick in beliebige Höhen steigern, bis das Kernmaterial schmilzt.
Die Leerlaufspannung meiner 120-Volt-Netzteile beträgt übrigens 160 Volt, bei Belastung geht diese erst auf den eingestellten Wert zurück!

Bei meiner Schaltung entfällt der hohe Verlust der beiden Stromverdopplerdrosseln, die ich nur zur effektiven Siebung verwende. Als Siebkondensator verwende ich 200Volt-Eingangskondensatoren älterer PC-Netzteile. Die halten auch die 160 Volt aus. Meine Schaltung kann ich übrigens am Ausgang doppelt galvanisch trennen!!!
Habe leider, bis auf eine Spannungsverdopplerschaltung, keine Idee, wie ich Daniels 240 Volt dreiphasig, und dabei gleich belastet, zweckmäßig herstellen kann.
Obwohl, wirklich aufwendig ist die Spannungsverdopplerschaltung auch nicht und jedes Netzteil liefert dann 240 Volt. Funktioniert auch mit den zwei zusätzlichen 200 Volt-Ladekondensatoren aus älteren PC-Netzteilen und den auf neunfache Induktivität erhöhten Drosseln (Hintereinanderschaltung der drei parallelen Wicklungen).
Wenn ich es recht überlege, kann man das gut verantworten, auch, wenn wir nur einfach galvanisch trennen mit Eurer Schaltung. Ist ja die Idee von Euch, einfach eine gemeinsame zweite Erde für die vielen kleinen Kondensatoren...

Naja, ist ein bisschen viel auf einmal zu erklären, aber vielleicht kann ja jemand teilweise folgen?
 

Sven Salbach

Bekanntes Mitglied
15.03.2007
9.390
46
Hannover
www.litrade.de
rein theoretisch könnte man so datürlich die 7¤ für den Stromsensor einsapren und die Verkabelung vereinfachen..
Na mal sehen...leider ist die Paltien jetzt fertig udn ich kann keinen OP-Amp mehr einplanen..
Vielelicht wird das dann bei V2.2 der Platine was :)

Bei meiner jetzigen Lösung halten sich zumindest die Eingriffe im gerät mit nur einem Lötpunkt im Rahmen :)
Wobei der interne Shunt vermutlich kaum aufwändiger anzuzapfen ist..
Kann man nicht auch den intenen OPamp weiter verwenden?
Dann könnte meine paltine unverändert bleiben und ich müßte lediglich die Software für den ADC anpassen :)

Somit könnten weiterhin auch LAdekurbven programmeirt werden oder geplust werden etc. pp
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Ich könnte mir vorstellen, dass Deine Platine universell für beliebige Netzteile einsetzbar ist, die einen Regeleingang haben. Da ist doch wirklich alles voneinander galvanisch getrennt und dem offenen Programmieren für unsere vielartigen Fahrzeugen sind keine Grenzen gesetzt. Die regelbare Strombegrenzung über den OP können wir ja noch zusätzlich einsetzen.

Nein, ich würde bei Deiner jetzigen Schaltung bleiben!
Allenfalls noch die Ausgangsspannung regelbar machen, wenn das noch nicht der Fall sein sollte. Die Spannung kannst Du hochohmig messen, ohne die Gefahr, das Spikes das Gerät zerstören. Bei der Strommessung ist das nicht unbedingt der Fall.

Ich habe ja vor, meine Netzteile nur als Schnellader einzusetzen, mit sicherer und endgültiger Ausschaltung beim ersten Erreichen der Maximalspannung.
Schnelladung bedeutet auch, eine Batterietemperaturüberwachung...

 

Sven Salbach

Bekanntes Mitglied
15.03.2007
9.390
46
Hannover
www.litrade.de
Spannungsmessugn sollte möglich sein, habe ich ehrlich geasgt noch nicht getestet :)
Aber Spannungsteiler ist auf der Platien vorgesehen und zum µc geführt..
Auch bestände die Prinzipielle Möglichkeit einen DS1820 Temperatursensor anzuschließen!
Es müßte lediglich ein Widerstand angelötet werden
 

thegray

Bekanntes Mitglied
15.04.2008
8.715
Woche/Monat eine weitere Optimierung....die einpflegbar wäre
Außerdem kann man den Shunt-OPlösung auch auf ein Pickpack machen und dieses statt des 7Eurosensors auf die "Mutterplatine setzten.... wenn der mal wieder nicht verfügbar ist.!
 

Sven Salbach

Bekanntes Mitglied
15.03.2007
9.390
46
Hannover
www.litrade.de
Woche/ Monat? Du meinst eine RTC?
Sowas nutze ich, aber ich steuere den HP Lader ja auch über meinen Bordcomputer...
Allerdings nutze ich noch nicht die Möglichkeit der Wochentage, nur der Uhrzeit und Akku und Außentemperatur... :)
Ansosnten sollte wohl das näshten openSource Projekt mein Bordcomputer sein :) und dazu passend meine Opensource BMS Balancermpdule :)
 

thegray

Bekanntes Mitglied
15.04.2008
8.715
*LAch* Ja nee - wie aus einer Idee was ganz anderes wird *Lach-Abwink*

War eigentlich war das so gemeint in Fortführung der Titelzeile "..... sonst kommt nächsten...Woche/Monat eine weitere Optimierung....die einpflegbar wäre und vor lauter Optimierung nichts weiter geht im Sinne der Hardware .


Aber Chronos noch ins schwarze Ei zu bannen, wie so nicht aber DCF Sync. damit man dann auch ganz genau weis wann man seine
schändliche meuchelnde Akku-Tat begangen hat.
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Wenn schon, dann einen Internetanschluss, damit man von Ferne steuern kann und abfragen, ob der Vektrix nebenan nicht auch schon Feuer gefangen hat...3 Euro kostet das serverchip, passend zum Atmel. Internetanschluss in Zukunft ohnehin, damit mein Lader weiß, wann mal wieder ein paar Elektronen aus meiner bezahlten Wasserenergie vorbeigekommen sind und der Lader hinterhergescheucht wird. du weißt ja, die Elektronen aus Norwegen sind rot gestrichen...
Jürgen Meyers Stromampel

Merke: grün=pfui!
Merkel: nicht pfui, finde ich wenigstens
 

Sven Salbach

Bekanntes Mitglied
15.03.2007
9.390
46
Hannover
www.litrade.de
Du lachst :) Die DCF Implementierung ist schon auf dem USb Stick :.-)
Muss nur noch einen guten Platz für den Empfänger finden bzw inen besseren DCF Empfänger als den von Pollin :)
Ein PCF8583 ist schon seit 2 Jahren verbaut :) (Uhrenchip mit Kalender, Alarm etc pp)
 

thegray

Bekanntes Mitglied
15.04.2008
8.715
Aber wenn man ein GSM via RS232 anbindet (Bernd) -Sven ich habs doch gesagt, laß Zeit vergehen und es kommen neue Sachen - nur so schnell da lag ich wohl mit Wochen.. Monat falsch.

äm zurück nach und nach werden die nach weit über 10 GSM-Betrieb endlich eine Funktion aktiv - Die Telefone werden endlich durchs Netz auf Netzzeit/Datum synchronisiert.
 

Lukas Simma

Mitglied
31.05.2009
172
Hallo,

auf der Hauptplatine ist in der Nähe des Shunt ein 8Pin SMD OP drauf (Beschriftet mit 2904). Das zugehörige Poti für die Verstärkungseinstellung ist oben drauf. Dieser OP macht das was gewünscht wird: Stromwert verstärken auf einen sinnvoll nutzbaren Wert.

Teil zwei des OP überwacht die Ausgangsspannung.

Hier Postitionsinfo mit Bestandsschaltplan dazu:
http://elweb.info/dokuwiki/doku.php?id=hp_3kw_netzteil_als_lader#dokumente

Beste Grüße,
Lukas
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Gleich, was Ihr macht, ich würde auf jeden Fall den einfachen Vorschlag von Lukas aufgreifen und über doe Ausgangsspannung des LM2901 zumindest eine zusätzliche Strombegrenzung einbauen.
Ist das IC402, Lukas?
Ist ja absolut super, dass Du das herausgefunden hast!
Ich würde einem Mikrocontroller niemals allzu viel Vertrauen entgegenbringen. Diese Einfachregelung schafft weit mehr Sicherheit, als es der schönste Arduino je könnte.

Ja, den Arduino habe ich mir auf Euer Anraten auch zugelegt. Mal sehen, wann ich zum Programmieren komme, per USB. Dieses Jahr wohl nicht mehr.

Wir uns die Erfahrungen von Thomas zeigen, Mehrfachsicherung kann sich bezahlt machen.
Es reicht ein einziges Halbleiterelement im Atmel, das von einem sogenannten kosmischen Stern getroffen wird, Teilchen mit bis zu 10 hoch 15 eV, und schon brennt die Kiste.

Klar, ich werde nur auf die Methode von Lukas und Daniel regeln. Zusätzlich noch meine Eingangsstrombegrenzung, um notfalls von Anfang bis Ende mit einstellbarer Leistung zu laden. Da sind ja auch zwei shunts vorhanden!!
Ich suche noch eine Quelle für solche Strommesswandler. Habt Ihr eine günstige?

Was meint Ihr damit, "wir haben alle Erden miteinander verbunden"? Alle Kondensatoren 64 Volt gemeinsam zum Gehäuse oder was meint Ihr damit?

Mein Netzteil ist ja auseinandergerupft und ich könnte bequem die Vollweggleichrichtung für Daniels Kiste testen. Ich würde bei zwei netzteilen mit Vollweggleichrichtung, hintereinander geschaltet, bleiben, dann ist die Spannungsrückführung zur Regelung nicht so schwierig.

Ich ersetze ja die beiden dicken Drosseln durch je einen Widerstand und die Vollweggleichrichtung erfolgt getrennt vom bisherigen 48 Volt-Ausgang.
Spannungsverdopplung auf 240 Volt wäre ebenso möglich, aber dann habe ich 110kHz-Pulsation, Einweggleichrichtung und höhere Belastung der zusätzlich einzubauenden Kondensatoren.

Eigentlich wollte ich ja galvanisch vollständig trennen, aber angesichts Eurer überaus einfachen Lösung ist das nicht erforderlich, denke ich.

Einen dicken Fehlerstromschutzschalter 30mA dran, fertig! Ich verlagere praktisch alles in eine Vorsatzkiste, mit mechanischer Uhr, Spannungs- und Temperaturmessung.
Auch mit Campingausgang, wenn ich über den eingebauten Lader lade.
 

Sven Salbach

Bekanntes Mitglied
15.03.2007
9.390
46
Hannover
www.litrade.de
Bei meiner Schaltung sind eben aus genau diesem Sicherheitsgrund zwei Potis!!!
Da brennt nichts falls der µc ein Fehler macht!!!
Das Netzteil kann sich nur innerhalb der Parameter bewegen, die mit den Potis vorgegeben werden!
Der µc kann nur innerhalb dieser Grenzen arbeiten, im Fehlerfalls bleibt er bei einer dieser auferlegten grenzen stehen!!

Desweiteren vergiss mal den unsinn der unzuverlässigen Controller!!
Der HF LAder arbeitet bei 99% alle Els perfekt und arbetiet ebenfalls mit einem Atmel!


Ein abfahren von Ladekurven ist ebenfalls nur mit der µc Lösung möglich!

Die OP-Amp Lösung eignet sich nur als Boosterlösung!
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Genau dieses shunt löst vermutlich auch die 57 Ampere-Abschaltung aus. Insofern könnte schon genug Sicherheit gegebenen sein. Auch das shunt am Eingang ist sicherlich nicht ohne Grund eingefügt worden. Insofern vielleicht Sicherheit genug. Obwohl, mein Kurzschluss hinten am Netzteil warf ganz vorne eine 20 Ampere-Schmelzsicherung heraus.
Ich habe ja nur vor, das HP als Schnellader einzusetzen, ohne Fiesimatenten, einfach volle power, bis die Zeit gekommen ist, abzubrechen.
Ansonsten, der Arduino wartet auch schon bei mir, ist ja ein schönes Übungsobjekt, Klar, lege ich den Eingang des Potis nach außen. Vielleicht entdecken wir auch noch eine USB-Schnittstelle im HPS?
Baujahr 2001, wäre ja wenigstens theoretisch möglich. Ins Gehäuse passt der arduino jedenfalls nicht.
Allerdings die kleine Atmel-Platine für 10 Euro mit USB-Urlader und programmer, da passt auch ein mit dem Arduino entwickeltes Programm drauf. Wird ja eh auf Atmel compiliert.
Ja, so wirds gemacht, eine USB Schnittstelle am Gehäuse. Haben meine beiden Platinen schon eingebaut. Nur die Portbelegung weicht ab.
Das Arduino-Bayrisch ist tatsächlich einen tick verständlicher als das unserer Urbayern aus den Bergen.Vor allem bei der Adressierung.
Ist trotzdem, auch für mich, mühsam, sich zum ersten Mal in die Sache hereinzufinden. Da ist Svens Komplettlösung einfach vorzuziehen.So einfach ist das Programmieren schließlich nicht und man kann leicht verhängnisvolle Fehler machen.
Da fällt mir gerade auf, das shunt besteht aus sechs Drähtchen. Drei fliegen heraus, schon habe ich umgestellt auf 28,5 Ampere , für meine Vollweggleichrichtung mit doppelter Spannung.
Die leistung am Eingangsteil bleibt ja unangetastet.
Meinen Programmen werde ich jedenfalls misstrauen, ist nur als Spielerei gedacht, Svens nicht.

 

Lukas Simma

Mitglied
31.05.2009
172
Hallo Bernd,

[quote Bernd Schlueter]Ist das IC402, Lukas?[/quote]

Nein, der gesuchte IC ist auf der anderen Seite der Platine (auf der Unterseite). Leider ist auf der Unterseite keine Beschriftung drauf. Es ist ein SMD IC mit 8 Pins, Aufdruck mit Lupe lesbar 2904, 3,5x5mm großer schwarzer IC Körper. Suche auf der Oberseite der Platine den 4 Pin Stecker SK404, drehe dann die Platine um dann ist ca. 1cm neben dem SK404 der SMD IC 2904 (mit einer Lupe lesbar) zu finden.
Schau hier: http://www.inexess.com/bilder/hp3kwlader/hpnt_bestand_strom_spannung.jpg


Grüße,
Lukas
 

Lukas Simma

Mitglied
31.05.2009
172
Hallo Bernd,

[quote Bernd Schlueter]
Ich würde einem Mikrocontroller niemals allzu viel Vertrauen entgegenbringen. Diese Einfachregelung schafft weit mehr Sicherheit, als es der schönste Arduino je könnte.
[/quote]

...nicht übertreiben. Sooo schlecht sind die µCs nun auch nicht... sonst wären unseren ganzen Industriebetriebe alle schon abgebrannt und jedes Auto müsste alle 100km im Straßengraben landen.

Ein Watchdog jedoch ist meines erachtens ein muss für ein systemrelevantes Programm. Wie funktioniert das: Der Code wird so geschrieben dass er eine immer Schleife grosse Schleife durchläuft, er darf somit nie stehenbeiben. In der Schleife wird ein Signal bei jedem Durchgang invertiert (umgeschaltet). Solange alle 0,5sec das Signal umgeschaltet wird macht der Watchdog nichts. Fehlt das Signal jedoch länger als 0.5 sec dann startet der Watchdog den µC neu hoch.
Sollte sich der µC wegen Programmfehlern, wegen EMV Einfüssen oder wegen kosmischer Fehler mal nicht mehr seine Runde drehen dann wird der µC neu gestartet und arbeitet wie zuvor weiter. Viele der modernen µCs haben eine Watchdog schon integriert, bei den anderen ist es ein kleiner Baustein mit 4 oder 6 Pins.

Grüße,
Lukas
 

Lukas Simma

Mitglied
31.05.2009
172
Hallo Bernd, Hallo Sven,

[quote ssalbach]was kommt denn da für ein Signal raus? positiv oder negativ? Wie hoch ist die Spannung? Könnten wir es also direkt mit dem µc verarbeiten?
[/quote]

Aktuell hab ich das Netzteil verschossen (15V war dem µC dann doch zu viel... brauche einfach feinere und isoliertere Messspitzen) daher nur die Schaltung und noch keine Spannungs-Messwerte.

Die Pegel selber hängen mit der Frage von Bernd zusammen "welche Masse ich da verbunden habe". Denn damit es klappt muss der GND des Atmel µC mit der 48V Minus Leitung (da wo Akku mit Minus dranhängt) verbunden sein. Dies 48V Minus ist auch dieselbe Signal das als GND beim xx Trimpoti liegt über das wir das Netzteil steuern.

Hat der Atmel von Dir einen internen Analogverstärker drin ? Manche haben ja einen *10 und *100 drin. Den kannst nutzen und mit einem Spannungsteiler die Spannung auf eine exakten Pegel für den µC anpassen.

Grüße,
Lukas

 

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