Wie sollte ich einen generatorbetriebenen Gleichrichter / Regler dazu bringen, eine Batterie aufzuladen?

In meinem Fahrrad habe ich einen Nabengenerator, der Wechselstrom mit nominal 6 V / 3 W liefert.

Ich habe einen Regler/Filter/Gleichrichter mit einer Gleichrichterbrücke, einem 6800-uF-Elektrolytkondensator und einer 6-V-/5-W-Zenerdiode gebaut, und er funktioniert hervorragend.

Jetzt überlege ich, wie es bei Fahrzeugen üblich ist, eine Batterie in das System aufzunehmen, frage mich jedoch, wie eine Batterie verdrahtet / spezifiziert werden soll, damit:

  • Die Batterie entlädt sich nicht über den Regler;
  • Jeder überschüssige Strom, der während des Betriebs vom System produziert wird, wird an die Batterien gesendet;
  • Laufende Geräte nehmen den Strom automatisch aus der Batterie, wenn der Generator nicht läuft (das würde bedeuten, dass die Geräte "blind" die Energie aus dem System nutzen würden, unabhängig davon, ob sie online vom Generator bereitgestellt oder aus der Batterie entnommen wird).

Ich denke, das ist ein ziemlich einfaches und gängiges Setup, aber ich suche nach der Theorie, anstatt nur ein fertiges Schaltungsdesign für einen zufälligen Blog zu nehmen, ohne überhaupt zu wissen, was ich tue.

EDIT für mehr Kontext:

Ich verwende einen geregelten 6-V-Generator, also denke ich darüber nach, 4 x 1,2 V (insgesamt 4,8 V) wiederaufladbare Batterien zu verwenden. Das würde ausreichen, um meine Sachen (meistens LED-Leuchten) am Laufen zu halten, während der Generator nicht aktiv ist. Alle Leuchten haben Vorwiderstände, sodass ihre Helligkeit durch einen Spannungsabfall von 1,2 nicht stark beeinträchtigt wird.

Eine Sorge ist, dass ich, abgesehen davon, dass ich die Batterie nicht über den Generator entlade (ich glaube nicht, dass das passieren würde, da es dort eine Gleichrichterbrücke gibt), die Batterien nicht durch Überladen beschädigen sollte, wenn ich stundenlang fahre und Std...

Welche Art von Batterie möchten Sie verwenden? Wenn Ihr Generator läuft und sich dreht, ist es gut, wenn er vorgeregelte 6 V ausgibt. Möglicherweise benötigen Sie nur eine Batterieladeschaltung. Ich stelle mir vor, dass Ihr aktuelles Setup viel verschwendet, da der Zener wahrscheinlich etwas passiert
Ich werde meinen Beitrag mit mehr Kontext aktualisieren
Vielleicht solltest du uns etwas mehr über dein Setup erzählen. Was gibt Ihr Generator ohne den Brückengleichrichter aus? Wenn Sie 6-V-Batterien laden möchten, haben Sie bereits die Möglichkeit, wenn Ihr Generator mehr ausgibt. Ich würde sagen, stellen Sie einfach Ihren Gleichrichter so ein, dass er mehr als 6 ausgibt, und regulieren Sie ihn dann auf das Niveau, das für Ihre Batterien in einem Ladekreis erforderlich ist. Es hängt auch von den verwendeten Batterien ab. Einige reagieren sehr empfindlich auf Ladezustände, wie Lithium, andere nicht
Pololu hat eine Reihe netter Regler, die Sie für diese Aufgabe verwenden können. Sie können bei einer höheren Spannung gleichrichten und einfach herunterregeln oder sogar einen Buck-Boost verwenden. Dieser hat einen Wirkungsgrad von 80-95 % pololu.com/catalog/product/2118

Antworten (1)

Wenn Sie eine 6-Volt-Batterie verwenden, benötigen Sie die meiste Zeit einen Aufwärtsschaltregler, außer in den Zeiten, in denen der Generator Spannungen von etwa 6 Volt erzeugt. Das Problem dabei ist, dass der Generator ungefähr die gleiche Spannung wie die Batterie hat, und dies bedeutet effektiv, dass ein Aufwärtsschaltregler verwendet wird, der vielleicht 8 Volt erzeugt, gefolgt von einem Abwärtsregler, der die 8 Volt nimmt und die Batterie darauf auflädt.

Die Alternative besteht darin, eine 12-Volt-Batterie zu verwenden und den Buck-Regler zu vermeiden. Tatsächlich haben Sie nur einen Ladedruckregler und er wird zu etwa 90% effizient sein.

Sicherzustellen, dass die Batterie keine Energie zurück in das Ladegerät verliert, wenn der Generator gestoppt wird, ist trivial, daher müssen Sie sich für Ihre Batteriespannung und Ihre Batterietechnologie entscheiden. Dies könnte eine neue Frage rechtfertigen, falls Sie Schwierigkeiten haben, sich zu entscheiden.

Ich werde meinen Beitrag mit mehr Kontext bearbeiten ...
Wenn Ihre Batteriespannung 4,8 ist, benötigen Sie einen Aufwärtsregler, der mehr als 5 V erzeugt, gefolgt von einem stromregulierenden Abwärtsregler. Einfacher und effizienter wäre es mit einer Batteriespannung über etwa 7 Volt.
Möchten Sie die Batterie nur aufladen, wenn der Generator auf maximaler Spannung steht, oder möchten Sie, dass sie aufgeladen wird, wenn sie möglicherweise nur 2 Volt erzeugt? Dies könnte einen großen Unterschied zu meiner Antwort machen.
Warum sollte er einen Aufwärtswandler brauchen? Sein Generator gibt bereits mehr als 6 V aus, es sei denn, er möchte, dass er noch läuft, wenn die Batterie unter 6 fällt.
vor seinem edit hat er keine batteriespannung plus angegeben, der generator darf bei langsamen drehzahlen nicht mehr als ein paar volt erzeugen - was passiert dann?
Mein Generator hat einen Effektivwert von etwa 6 V bei einer relativ langsamen Drehung und steigt mit der Geschwindigkeit nicht stark an. Das Problem ist, dass es kurze Spitzen mit höherer Spannung (bis zu 40 V) erzeugt, also brauche ich den Zener. Der Zener ist so ziemlich nur eine Senke, und die Rolle der Batterie in der Schaltung besteht darin, diese zusätzliche Energie ebenfalls zu versenken, sie aber zurückzugeben, wenn die Spannung abfällt. Das Ziel ist also: 1) die Geräte funktionieren so oder so; 2) die Batterie verhindert, dass sich die Geräte "abschalten", wenn ich an Kreuzungen halte; 3) Überschüssige Energie fließt in die Batterie, insbesondere wenn die Geräte ausgeschaltet sind oder einen geringen Verbrauch haben.
Ich denke, Sie müssen mehr Informationen über den Generator bereitstellen, um dies richtig zu entwerfen. Die 40-Volt-Spitzensache ist ein Augenöffner. Was ist der nächste Augenöffner.
Okay gut. Ja, der Zener klingt dann für Spannungsspitzen entscheidend, und wenn Ihr Generator ansonsten ziemlich konstant 6 V ausgibt, ist das gut. Wenn Sie sich für 4,8-V- oder 6-V-Batterien entschieden haben, sollten Sie keinen Aufwärtswandler benötigen, vorausgesetzt, Sie können nach der Gleichrichtung noch 6 V erhalten.
Wie sollte ich einen generatorbetriebenen Gleichrichter / Regler dazu bringen, eine Batterie aufzuladen?
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