Es blitzt (nicht mehr)!
Aktive Vorladeschaltung für Spannungen höher 60 V
Stephan Brehm
Aktive Vorladeschaltung für Spannungen höher 60 V
Stephan Brehm
Wir alle kennen folgendes Problem: Schließen wir Akkus mit hoher Spannung an unsere Regler an, knallt und funkt es ganz gewaltig. Unsere Steckverbinder quittieren dies nicht nur mit gehörigem Abbrand, sondern mit der Zeit wird dadurch auch die elektrische Verbindung immer schlechter.
Das Blitzen hängt mit den Eingangskondensatoren der Regler zusammen, die zunächst aufgeladen werden müssen. Dieser Aufgabe kommen sie nur unwillig nach und leisten (elektrischen) Widerstand.
Ich suchte eine Lösung für einen Lipo-Akku mit 20S, also einer Ausgangsspannung von 84 V. Alle Lösungen, die bislang veröffentlicht wurden, endeten bei maximal 15S oder 60 V. Was also tun?
In einem Thread hier bei RC-N wurde mir geraten, mich an die Firma SLS Sinus-Leistungssteller zu wenden. Herr Zimmermann von SLS hat mich bei der nachfolgenden Lösung des Problems sehr unterstützt.
An dieser Stelle scheint mir ein Wort der Warnung angebracht. Wer mit solch hohen Spannungen umgeht, sollte wissen, was er tut. Weder der Autor noch die Firma SLS-Sinusleistungssteller übernimmt irgendeine Haftung für euer Tun oder die sich daraus ergebenden Folgen.
Der nachfolgende Vorschlag basiert auf der Idee, zwei der an sich nur bis 60 V zugelassenen aktiven Vorladeschaltungen AVS2 von SLS in Reihe zu schalten und jede mit einer TVS-Diode parallel gegen Überspannung zu schützen. Die TVS-Dioden werden dazu mit der anderen AVS2 diagonal thermisch gekoppelt, in der Skizze blau angedeutet.
Dies wird erreicht, indem die TVS-Dioden mit den Thermistoren auf der AVS2-Platine mechanisch verbunden werden. Die Thermistoren sind die Bauteile direkt neben den LEDs. Bevor es losgeht, benötigen wir zwei AVS2 und zwei TVS-Dioden Typ BZW04-40B. Das "B" ist wichtig, es beschreibt den bidirektionalen Typ. Darüber hinaus wird noch etwas Schrumpfschlauch benötigt.
Das Prinzip
Schritt 1
Diese Materialien werden benötigt. Bezugsquelle am Ende des Artikels.
Diese Materialien werden benötigt. Bezugsquelle am Ende des Artikels.
Schritt 2
Die beiden AVS2 vom Schrumpfschlauch befreien
Schritt 3
Von einer AVS2 das gelbe Kabel und von der Anderen das rote Kabel ablöten
Von einer AVS2 das gelbe Kabel und von der Anderen das rote Kabel ablöten
Schritt 4
Die beiden AVS2 versetzt übereinander kleben, so dass die vier Leuchtdioden sichtbar bleiben. Ich habe doppelseitiges Teppichklebeband verwendet und die AVS2 mit dem verbliebenen roten Kabel ist in diesem Beispiel oben.
Schritt 5
Von der oberen Platine (am Anschluss des entfernten gelben Drahts) die erste Diode so anlöten, dass der Diodenkörper direkt über dem Thermistor (im Bild das kleine braune Bauteil unter der Diode) der unteren AVS und links der LED zu liegen kommt. Die Diode möglichst nah an den Thermistor herandrücken. Die Polung der Diode ist egal, da bidirektional, d. h. in beide Richtungen gleiches Verhalten.
Schritt 6
Am rechten Anschluss der Diode ein Stück Schrumpfschlauch zur Isolation aufschieben und am gelben Draht der unteren AVS anlöten. Den isolierten Anschluss der Diode vorsichtig etwas in den Zwischenraum der beiden AVS drücken, damit die Dioden der unteren AVS von oben gut sichtbar bleiben.
Schritt 7
Mit der zweiten Diode am roten Drahtanschluss der oberen AVS2 beginnen und den Diodenkörper unter den Thermistor der oberen AVS2 platzieren. Die Wärmekopplung muss hier durch die Platine. Auch hier ein Stück Schrumpfschlauch drüber und am Anschlusspunkt des entfernten roten Drahts der unteren AVS enden lassen.
Schritt 8
An dieser Stelle jetzt eine Verbindung der beiden Dioden und der beiden AVS herstellen.
Schritt 9
Die beiden Dioden nun mit einem winzigen Tropfen Sekundenkleber an den Thermistoren fixieren. Da die beiden Anschlusskabel nun recht nahe beieinander liegen, habe ich diese mit einem Tropfen Harz gegeneinander isoliert.
Schritt 10
Zum Abschluss wird die Einheit wieder in transparenten Schrumpfschlauch eingeschrumpft. Den ersten Test am besten erstmal an einem (strombegrenzten!) Konstanter bei niedriger Spannung vornehmen und die Spannung schrittweise erhöhen. Das Modul zwischendurch abkühlen lassen, da sonst die Temperatur-Gegenkopplung aktiv wird und den Vorladestrom mindert.
Viel Erfolg beim Nachbau.
Während ich diesen Artikel erstellt habe, hat die Firma SLS beschlossen, die benötigten Materialien als Packung zu vertreiben, so dass es nicht nötig ist, die Dioden separat zu erwerben. Link: http://www.sinusleistungssteller.de/AVS.html