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12.12.2018
Datum:

News

25.06.18

Aufbauanleitung englisch/ build instructions in english

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16.04.18

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23.03.18

Aufbauhinweis für Bausätze

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Weiterentwickelte 12V-Version (ohne USB)

Ausgangssituation

Die im Folgenden beschriebene Gruppe von Ladegeräten ist durch Leistungsoptimierungen aus der 12V-Version hervorgegangen.

Auch diese Lader sind für den Betrieb an normalen Nabendynamos "6V3W" vorgesehen, durch die höhere Arbeitsspannung wird eine höhere Leistung als die üblichen maximal 3W für Dynamoladegeräte erreicht. Allerdings darf der neuerdings separat mitgelieferte Spannungsbegrenzer nicht montiert werden, er würde die ordnungsgemässe Funktion des Laders behindern.

Entwicklungsziel war eine höhere Ladeleistung - auch bei niedrigeren Geschwindigkeiten - sowie die Anpassung an LiIonen- und LiPolymer-Akkus. Diese sind durch ihre hohe Leistungsdichte sehr interessant für permanente Spannungsversorgungen am Fahrrad.

Meine in den Überschriften bezeichneten Spannungen bei den LiIon-Ladern rühren von den im Praxiseinsatz meist vollen Akkus her-  üblicherweise wird sonst ja von 11.2V und 14.4V bei 3 oder 4 Zellen gesprochen.

Nebenprodukt dieser Tests ist auch eine leistungsgesteigerte NiMh/Pb-Variante, wer also keine Lithium-Akkus mag, kann auch wie bisher bei der 12V-Variante üblich, 9 Zellen NiMh oder eben auch 12V-Bleiakkus verwenden.

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Leistungssteigerung in zwei Geschwindigkeitsstufen

Das Ziel der Leistungssteigerung wurde durch folgende Massnahmen erreicht:

  • Verwendung von 2 umschaltbaren Geschwindigkeitsstufen und dadurch mögliche Optimierung dieser Einzelstufen.
  • Verringerung des Spannungsverlustes innerhalb der Schaltung durch einen LowDrop-Regler.

Die beiden Geschwindigkeitsstufen sind für eine Vorauswahl bei Fahrtbeginn gedacht:

  • Wer vorraussichtlich unter 22km/h Durchschnittsgeschwindigkeit unterwegs sein wird (Gepäckfahrten des typischen Reiseradlers also :) ), wählt die niedrige Stufe.
  • Wer aber über 20km/h unterwegs sein wird, erreicht mit der "Sportlerstufe" eine höhere Ladeleistung (siehe auch die angehängten Diagramme). Meine angegebenen Geschwindigkeiten beziehen sich auf 28"-Laufräder, Fahrer mit 26" können wegen der höheren Raddrehzahl diese Geschwindigkeiten etwas reduzieren.

Unterschiede ergeben sich hinsichtlich der Gleichrichtung:

  • Die niedrige Geschwindigkeitsstufe arbeitet mit einer Gleichrichterschaltung nach Delon,
  • die hohe Stufe wie bisher mit einer Graetz-Brücke.

Beide Stufen haben optimierte Serienkondensatoren. Die Grösse dieser 3 Kondensatoren C1-C3 ist an die Verwendung am 26"/28"-Reiserad angepasst:

  • Wer auf geringere Geschwindigkeiten optimieren möchte, kann hier Kondensatoren von 470µF verwenden - erhält aber nicht so hohe Spitzenleistungen.
  • Wer wesentlich höhere Dynamodrehzahlen erreicht, verwendet optimal für C1-C3 100µF und erhält auch noch höhere Spitzenleistungen (z.B. Liegeradler 20" mit 28" Nabendynamo und hoher Fahrgeschwindigkeit oder auch Anwender, die einen Seitenläuferdynamo verwenden möchten).

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Weitere wichtige Hinweise

Die Akkukapazität sollte bei allen Geräten mindestens 700mAh betragen, um die Zellen nicht mit zu hohen Ladeströmen zu belasten. Dabei ist speziell bei LiIon/LiPoly-Zellen die oft unglaubliche Übertreibung der Zellenhersteller bezüglich der Zellenkapazität zu beachten.

Bei den Versuchen hat sich die Wichtigkeit von hochwertigen Kondensatoren herausgestellt. Die folgenden Schaltpläne funktionieren auch mit den ungleich kleineren Normalkondensatoren, aber für die angegebene Ladeleistung sind an bestimmten Stellen unbedingt die recht groß bauenden Kondensatoren mit besonders geringem Wechselstromwiderstand und hoher Stromdurchgängigkeit erforderlich (low/ultra low ESR und high ripple).

Die Ladeschaltung darf beim Betrieb an Dynamos mit Masseanschluß (alle außer SON und Dynamos von Shutter Precision!) keine leitende Verbindung zwischen Ladegerät-Masse (Minuspol) und der Fahrradmasse haben weil sich sonst die Ladeleistung der Schaltung durch Kurzschluss einer Halbwelle der Dynamospannung sehr stark verringert!

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Dateiname Info Geändert
01_Grundschaltung_12V-Version.png 12 KB 31.01.2017 10:21
02_12V_Lade-Standlicht-Schaltung.png 8 KB 31.01.2017 10:21
02_2x6V_Lade-Standlicht-Schaltung.png 8 KB 31.01.2017 10:21

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