CMP12-schematic here -solar regulator- internal schematic. CMP12 DIY-repair.

Solarladeregler CMP12

Für die Solaranlage eines Nachbarn habe ich einen Laderegler vom Typ Cmp12 vorgeschlagen, weil dieser günstig im Internet angeboten wurde, z.T. auch mit falschen Informationen.

Dieser Laderegler ist kein PWM Regler:

Er misst die Spannung an der Batterie und verwendet sie als Arbeitsspannung. Ist diese Spannung über ca 17 Volt, wird sie vorher halbiert. Wenn die Arbeitsspannung einen Wert überschreitet, der auf die Batterie gerechnet 14 Volt bzw. 28Volt überschreitet, so wird das Solarpanel vom Akku getrennt. Ist sie niedriger, wird das Panel mit dem Akku einfach verbunden. (ohne irgendeine Arbeitspunkt-Anpassung mit PWM ) Ein 18Volt Panel muß dann bei 13,5 Volt oä. Arbeiten. Dabei verliert man ca ein Viertel der Leistung. Das ist nicht gut, aber auch nicht total hammermässig, für eine kleine Inselanlage.

Wenn die Arbeitsspannung darauf schliessen lässt, dass der Akku unter 10,5 bzw. 21 Volt ist, dann wird die Last vom Akku abgeschaltet, um tiefentladen zu verhindern.

So gesehen tut der Regler alles, was er unbedingt muss.

Plötzlich war er aber kaputt. Also habe ich ihn auseinandergenommen und den Schaltplan aus der Hardware zurückgezeichnet:

An den IC's wurden Eingänge aufgelassen. Bei dem Trigger mag das egal sein, weil er sowieso nicht schwingt. Bei dem Operationsverstärker scheint mir das ev. Zweifelhaft.

Schlimmer:
Die Gate-Kapazität des Last-Schalttransistors IRF3205 (Nr3) von 3,2 nF, inclusive ggf.Transientendurchschläge von induktiven Lasten, wurde direkt mit dem Ausgang des CMOS-Triggers verbunden. Ich habe bei meinen Schaltungsentwicklungen früher verschiedentlich soetwas gemacht und stets einen kaputten Ausgangstreiber des IC's geerntet, ausser, wenn mehrere kräftige CMOS Buffer parallel geschaltet wurden. Demzufolge hat es mich beim CMP12 auch nicht gewundert, dass der Ausgang vom CMOS Trigger kaputt war. Ich habe also einen 10KOhm Widerstand in die Gate-Leitung gelegt, zumal es hier doch auf schnelles Schalten sowieso nicht ankommt, und das IC ausgetauscht.

Ausserdem war die Ladeschlussspannung zu hoch eingestellt. Das hätte einen teuren Akku schnell ruinieren können. Mag allerdings sein, dass das erst nach dem Austausch des Trigger-Chips passiert ist.

Am Solar-Panel-Eingang ist ein VDR-Widerstand mit der Kennzeichnung „471“ Normalerweise würde das 470 Volt bedeuten, was natürlich völlig sinnlos ist. 47 Volt könnten dazu dienen, die Schalttransistoren (55Vmax) vor Überspannungen zu bewahren. Mir ist allerdings bekannt, dass für die Kennzeichnung von VDRs je nach Firma verschiedene Codierungen verwendet werden. Da ich das Teil nicht für besonders wichtig halte, habe ich mich nicht darum gekümmert.

Die Funktion von D1 ist mir überhaupt nicht klar. Ich konnte mir keinen Betriebszustand vorstellen, in dem diese eine Rolle spielt.

Interessant ist das verwendete Abgleichverfahren: es wurde einfach am Messpunkt ein Poti angeschlossen und gedreht, bis die Werte stimmten. Dann wurde ein 1-prozentiger Widerstand von dem betreffenden Wert eingelötet.

Die IRF3205-Schalttransistoren scheinen etwas klotzig dimensioniert. Das ist aber kein rausgeschmissenes Geld, denn bei dem kleinen Kühlblech müssen die RDSon Werte ja sehr niedrig sein. Inkonsequent erscheint mir in dem Sinne die Verschaltung der LED1, die die Gate-source Spannung stark reduziert. Hier hätte man doch gerne 10 oder 15 Volt gehabt, nicht nur 5-7Volt. Der Schalttransistor für das Panel wird, da unter Masse-Level, mit einem Optokoppler angesteuert. Ich denke, schalten mit Konstantstrom hätte es hier auch getan, aber was solls. Die letzten LM324 habe ich vor längerem aus meiner Bastelkiste weggeworfen. Die sind wirklich veraltet.--Was natürlich nicht heisst, dass sie nicht noch dasselbe tun, wie vor 30 Jahren, wenn man nicht mehr verlangt. Na gut.

Die Sicherung an der Last kann man auch kaputtkriegen, wenn man den Akku mit dem Pluspol an den Minus-Akku anschluss schaltet und mit dem Minuspol an den Lastausgang. Wahrscheinlich knallt aber der 3205 vorher (Body-Diode)

Die größte Tücke dieses Reglers ist aber, dass nicht, wie man bei Gleichstromtechnik eigentlich erwartet der Minuspol die gemeinsame Masse an den Terminals ist, sondern im Gegenteil alle Plusse zusammenhängen. Verbindet man also ahnungslos die Minus miteinander, macht das Ding nur noch Murks. Die Masse der internen Steuerelektronik hängt am Minuspol des Akkus. Der Minuspol des Panels befindet sich spannungsmässig unterhalb des Masse-Levels, wenn ausgeschaltet. Der Minuspol der Lastklemme hängt am Drain des Schalttransistors. Das sollte man wissen.

Schwierig ist der Abgleich, denn aufgrund der erwähnten Technik ist die Lade-Spannungsbegrenzung nur zu messen, wenn auch tatsächlich ein Akku mit zufällig der betreffenden Spannung am Terminal hängt. --Na, ja, oder ein Vier-Quadranten-Netzteil, wenn man hat.-- Man muss nämlich gleichzeitig auch eine entsprechend höhere Panel-Spannung anlegen, deren Strom aber ohne Spannungsänderung vom Netzteil geschluckt werden muss, wenn eingeschaltet. Dann kann man an dem kleinen 25 Gänge Trimmer drehen. Linksherum= Schaltschwelle nach unten verschieben, rechtsrum zu höheren Spannungen. Wenn die Panel-Spannung auf die Akku-spannung herunterbricht ist eingeschaltet. Wird sie höher (Minus Panel negativer) ist das Laden abgeschaltet.

Die Last abschalt-Spannung braucht man wohl normalerweise nicht nach-abzugleichen. Da kommt es nicht so genau darauf an.

Das Ding hat einen Verpolungsschutz gegen Panel-Verpolung und Entladung über das Panel bei Nacht. Deshalb der rückwärts geschaltete Mos-Fet.

Ab 14,4 Volt gehen Akkus kaputt. Nötig sind 13,8 in der Mitte liegt 14,1.