Handyakku laden an Speichendynamo

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo Elektronikfans,

da ich im Fahrradbereich keine ausreichend kompetente Hilfe gefunden habe, versuche ich hier noch einmal mein Glück: Diesmal fasse ich mich kurz^^…
Ein bis zwei Mal im Jahr mache ich eine ausgiebige Radreise. Für diesen Zweck wäre ich glücklich, mein Handy via Dynamo aufladen zu können. Ich hatte im ersten Anlauf primitiverweise einfach einen Trafo benutzt, der die ca. 6 V zu Hochspannung machte, um dann an eine Flachsteckdose das Standardladenetzteil hängen zu können. Es wurde zwar Ladevorgang angezeigt, aber durch die doch offenbar zu verlustbehaftete Hin-und-Her-Transformiererei kam kaum Energie in den Akku…
Deshalb knoble ich jetzt an einem zweiten Projekt, das ohne Transformation auskommen soll:
Das Originalnetzteil liefert:
-5,2 V (gemessen 5,18 - stimmt also schonmal)
-800 mA (nicht geprüft, aber wird schon stimmen)

Man kann das ganze Gerät aber auch am USB laden, der ja nun einmal nur 5,0 V bei 500 mA produziert. Daher dachte ich mir, dass die Laderegelung flexibel genug ist, um auch um die 6 V Ladespannung zu verkraften. Ladestrom wäre ja dann wie am USB 500 mA. Zu dem Zwecke habe ich einen Brückengleichrichter mit einem 2200 µF und einem 4,7 µF Elko zur Glättung zusammengelötet und dahinter mit einer Z-Diode einen Transistor angesteuert, der dann bei Durchsteuerung die überflüssige Leistung in einem dicken 10-Ohm-Widerstand verbraten soll. Die Z-Diode bricht irgendwo bei 6 V durch, mangels Equipment konnte ich den Wert nicht aufs Zehntelvolt genau ermitteln.
Hinzuzufügen ist noch, dass die Bauteile allesamt Ausschlachtware von nicht mehr benötigten Platinen sind. Bei einem Test, den ich allerdings leider nur an einer eher Spanungs- als Stromquelle (Netzteil) durchführen konnte, funktionierte die ganze Geschichte allerdings nur unterdurchschnittlich gut. Das passiert mir leider immer, wenn ich versuche mit Transistoren irgendwelche Schaltungen versuche…

Kann mir jemand ein paar gute Ratschläge geben, wie man die Sache optimieren könnte. Bei Unklarheiten fragt bitte…

mfG
Otsegolectric

#2

Moien

Sowas gibts auch fertig als Solarlader für auf den Rücken …

dahinter mit einer Z-Diode einen
Transistor angesteuert, der dann bei Durchsteuerung die
überflüssige Leistung in einem dicken 10-Ohm-Widerstand
verbraten soll.

Eigentlich ist die Schaltung viel zu komplex. Man kann das ohne Transistor so aufbauen: http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Spannungsbegrenzun…

Links kommt dein Dynamo dran, rechts das Handy. Wenn das Dynamo zuviel Spannung liefert fällt die überschüssige Spannung über den Widerstand ab.

cu

#3

Sowas gibts auch fertig als Solarlader für auf den Rücken …

Das Geld für sowas will ich aber nicht unbedingt investieren, wenn ich dann nicht mal garantiert Sonne bekomme^^.

Eigentlich ist die Schaltung viel zu komplex. Man kann das
ohne Transistor so aufbauen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Spannungsbegrenzun…

Links kommt dein Dynamo dran, rechts das Handy. Wenn das
Dynamo zuviel Spannung liefert fällt die überschüssige
Spannung über den Widerstand ab.

Ich glaube so einfach geht das nicht. Wenn man die Schaltung wie in der Abbildung baut, muss der komplette überschüssige Strom, der durch Überspannung nach dem Akkuladeschluss anfällt durch die Z-Diode! Ich wollte das zuerst auch so bauen, aber dann fiel mir auf, dass das gute Z-Diödchen kaum mehr als 40 mA in Sperrrichtung (-> Zenerstrom) durchlässt. Das reicht ja wohl kaum, um die anfallenden (sagen wir mal) 450 mA abzufangen, welche im Erhaltungslademodus nicht gebraucht werden. Außerdem würde der ständig in Reihe geschaltete Widerstand beim Hauptladevorgang unnötig Leistung vergeuden und womöglich dafür sorgen, dass nicht genug Spannung am Handy ankommt.
Oder bin ich jetzt schon so blöd, dass ich da 'nen Denkfehler hab?

Wie schön wäre es, eine Leistungs-Z-Diode zu haben, die mit 500 mA keine Probleme hat…

#4

Moien

Das reicht
ja wohl kaum, um die anfallenden (sagen wir mal) 450 mA
abzufangen, welche im Erhaltungslademodus nicht gebraucht
werden.

Im Erhaltungszustand schaltet das Handy die Leistungsaufnahme eh ab. Es zählen dann nur noch Widerstand und Diode. D.h. Eingangsspannung - Diodenspannung = Widerstandsspannung. Wenn man den Widerstand geschickt wählt kommt man unter 40mA.

Außerdem würde der ständig in Reihe geschaltete
Widerstand beim Hauptladevorgang unnötig Leistung vergeuden
und womöglich dafür sorgen, dass nicht genug Spannung am Handy
ankommt.

Aus einem Dynamo kommen maximal 4-6 W raus. Das Handy kann maximal 2.5W über USB aufnehmen (rechnerisch, real sinds mehr). Wenn also die Hälfte flötten geht ist immernoch alles OK.

cu

#5

Ich habe nochmal überlegt, wie ich auch ohne die zweifelhafte Z-Diode auskommen kann und bin alle Bauteile, die keine Transistoren/Thyristoren sind durchgegangen…
Normale Siliziumdioden haben ja die Eigenschaft ab etwa 0,7 V in Durchlassrichtung erst nennenswert leitfähig zu werden. Da könnte ich doch eigentlich auch, sagen wir mal eine Reihenschaltung aus 9 Dioden in Durchlassrichtung parallel hinter den Gleichrichter packen und evtl. dort den 10 Ohm Widerstand noch mit dahinter. Auf die Spannung, die an den Dioden anliegt, hat das bisschen Widerstand ja kaum Einfluss. Wird also die Spannung von ca. 9x0,7 V (= 6,3 V) erreicht, werden die Dioden recht plötzlich leitend und leiten die überflüssige Leistung durch den Widerstand ab. Sieht zwar etwas unbeholfen aus, aber ich glaube, ich teste mal die Umsetzung dieser Variante…

#6

Lest auch Antworten unter Fahrräder, gleicher Frag
Warum nicht der Hinweis, das du unter Fahrräder die gleiche Frage stehen hast???
Werner

#7

Hallo,

Warum nicht der Hinweis, das du unter Fahrräder die gleiche
Frage stehen hast???

Erster Satz der Frage:

da ich im Fahrradbereich keine ausreichend kompetente Hilfe gefunden
habe, versuche ich hier noch einmal mein Glück:

Gruß
loderunner

#8

Hallo,

Aus einem Dynamo kommen maximal 4-6 W raus.

das ist falsch. aus einem Klauenpoldynamo kommen relativ konstant 500mA heraus. Je nach angehängtem Lastwiderstand liefert er dafür auch Spannungswerte von einigen zig Volt bis zu einem drehzahlabhängigen Maximum.

http://www.nabendynamo.de/produkte/dynamodetails.html

Gruß, Niels

#9

Hallo,

Eigentlich ist die Schaltung viel zu komplex. Man kann das
ohne Transistor so aufbauen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Spannungsbegrenzun…

Links kommt dein Dynamo dran, rechts das Handy.

naja, wenigstens einen Gleichrichter sollte er auf der Eingangsseite noch vorschalten.

gruß, Niels

#10

Hallo,

Aus einem Dynamo kommen maximal 4-6 W raus.

das ist falsch. aus einem Klauenpoldynamo kommen relativ
konstant 500mA heraus. Je nach angehängtem Lastwiderstand
liefert er dafür auch Spannungswerte von einigen zig Volt bis
zu einem drehzahlabhängigen Maximum.
http://www.nabendynamo.de/produkte/dynamodetails.html

aus Deinem Link geht hervor, dass das Ding maximal 8W unter Last aufnimmt. Wenn man den Wirkungsgrad berücksichtigt, kommt nicht mehr bei rum als die oben genannten 6W.
Gruß
loderunner

#11

Dioden werden unerwartet zu heiß
Nabend,
wie ich mir vorgenommen habe, testete ich gestern die Variante mit neun Dioden… bin aber wieder nicht sehr glücklich damit geworden. Es ist offenbar so, dass eine Diode im Grenzbereich des Leitend-Werdens, also bei 0,8 bis 1 V noch zu viel Widerstand bietet. Dadurch liegen pro Diode bei 500 mA 0,8 V (!) an. Ich hatte mir ausgemalt, dass die Dinger so schnell ausreichend leitend werden, dass der größte Teil auf den 10-Ohm-Widerstand abfällt. Dem ist aber nicht so. Der wird zwar auch ordentlich heiß, aber im Gegensatz zu den Dioden kann das nicht zur Selbstzerstörung führen… Nun ist die Frage ‚Wie weiter?‘

Ich könnte auf dickere Dioden zurückgreifen, die mehr Strom aushalten sollten. Allerdings habe ich davon nur 6 bis 7. Davon sind drei nicht wie geläufig, schwarz mit hellgrauem Sperrstrich, sondern schwarz mit braunem Sperrstrich. Vielleicht kann ich in Reihe mit dem Widerstand auch mit 7 Dioden statt 9 arbeiten. Aber ich befürchte, die braunen sind Germaniumdioden oder sowas und daher ungeeignet…

#12

Hallo zusammen,
ich habe zwar auch keine ausgearbeitete Schaltung, aber mit einen Festspannungsregler müsste die Sache doch einfach umzusetzen sein.

Ich würde als erstes mit einem einfachen Gegentakt-Spannungsverdoppler die Spannung anheben. Man braucht hier überhaupt keine Trafo, sondern nur die Kondensatoren und die Dioden. Mit dieser Spannung würde ich dann einen Festspannungsregler versorgen.

Den Dynamo würde ich sowieso nur einschalten wenn´s abwärts geht. Auf keinen Fall jedoch bergwärts!

Gruß
Waldemar

#13

Hallo zusammen,
ich habe zwar auch keine ausgearbeitete Schaltung, aber mit
einen Festspannungsregler müsste die Sache doch einfach
umzusetzen sein.

Ich würde als erstes mit einem einfachen
Gegentakt-Spannungsverdoppler die Spannung anheben. Man
braucht hier überhaupt keine Trafo, sondern nur die
Kondensatoren und die Dioden. Mit dieser Spannung würde ich
dann einen Festspannungsregler versorgen.

Danke für den Tipp, die Existenz solcher Bauteile war mir gar nicht so bewusst :wink:
Ich habe mir mal eine ausrangierte PC-Netzteilplatine begutachtet und neben einigen nutzlosen am Kühlkörper hängenden Teilen folgendes Bauteil gefunden: http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/1739…

Ich bin nun kein Ass was technisches Englisch anbelangt, aber da steht doch schonmal was davon, dass ca. 5 V am Output sind, was ja auch Sinn macht, denn ein Rechnernetzteil gibt ja die fixen Spannungen 12 und 5 V aus. Was mich irritiert ist das Minus immer. Was ist der Unterschied zwischen positive und negative Voltage in diesem Zusammenhang?
Wäre das IC von der Sache her in euren Augen nützlich??