Ist deine Spannung am Akku oder an der Batterie vielleicht zu klein für deinen Verbraucher oder passt deine Ausgangsspannung vom Photovoltaik Solarmodul vielleicht nicht zu deinem vorhandenen Wechselrichter? In solchen und ähnlichen Fällen kann ein sogenannter DC-DC Wandler schnell helfen, egal ob Spannung erhöht oder reduziert werden muss. Ich möchte Euch hier einen wirklich preiswerten aber richtig guten Step-Up Wandler vorstellen auf den ich kürzlich gestoßen bin.
Was ist der Unterschied zwischen DC-DC, Step-Up, Step-Down oder Boost Wandler bzw. Konverter?
Step-Up Wandler noch verpackt
Für diejenigen die in der Elektronik nicht ganz so verhaftet sind, möchte ich erst mal die Begriffe kurz erläutern. Dass man Wechselspannungen mit einem Transformator erhöhen und verringern kann, das dürfte jedem bekannt sein, das lernt man ja gewöhnlich in der Schule. Der Transformator besteht aus zwei Spulen in denen die Wechselspannung durch das Magnetfeld und die sogenannte Induktion der Spulen eine andere Spannung generieren kann. Je nachdem wie das Verhältnis der Windungsanzahl beider Spulen gewählt wird, wird auch die Spannung im gleichen Verhältnis erhöht oder verringert.
Leider lässt sich dieses Prinzip aber bei Gleichspannung nicht anwenden. Was also machen wenn man eine Gleichspannung in eine andere Spannung wandeln möchte oder muss? Man spricht hier von der DC-DC Umwandlung, DC steht hier für Gleichspannung (genauer „direct current“, welches Gleichstrom bedeutet, siehe Wikipedia). Man kann diese Umwandlung durch sogenannte lineare Spannungsregler (z.B. die bekannte 78er Serie) relativ leicht vornehmen, allerdings entstehen hier sehr große Verluste die in Wärme umgesetzt werden. Der Wirkungsgrad ist also gering! Aus diesem Grund nimmt man solche Spannungsregler heute nur noch bei kleineren Strömen und Spannungsunterschieden. Bei größeren Strömen und auch immer dann wenn auch der Wirkungsgrad sehr gut sein soll, dann verwendet man heute eine andere Technik die oft als Step-Up oder Step-Down-Wandler oder Konverter bezeichnet werden. Der sogenannte Step Up Wandler wird auch oft als Boost Converter oder Auswärtswandler bezeichnet, das ist aber alles das gleiche!
Der Oberbegriff von allen diesen modernen Wandler ist einfach „DC-DC Wandler“ oder „DC-DC-Konverter“, Ein DC-DC Konverter kann also ein Step-Up (Aufwärtswandler) oder Step Down Wandler (Abwärtswandler) sein. Theoretisch ist auch ein älterer linearer Spannungsregler wie der 7805 ein DC-DC Wandler, gemeint sind aber gewöhnlich nur Step-Up und Step-Down Wandler.
Ein Step-Down Wandler reduziert immer die Eingangsspannung.
Die Ausgangsspannung ist also immer niedriger als die Eingangsspannung, daher nennt man es ja auch Abwärtswandler. Wie groß der Unterschied mindestens sein muss, hängt von dem Aufbau ab und wird im Datenblatt angegeben. Recht üblich ist beispielsweise eine Mindestdifferenz von ca. 1V. Mit einem solchen Step-Down Wandler kann beispielsweise einen Eingangsspannung von 48V auf 24V, 24V auf 12V oder 12V auf 5V u.s.w. umwandeln ohne dass große Verluste entstehen. Bei vielen Wandlern ist die Ausgangsspannung auch individuell einstellbar. Hohe Wirkungsgrade von 95 bis 99% sind durchaus üblich. Diese Step-Down Wandler können oft auch sehr große Ströme und Leistungen verarbeiten, da deren Wärmeentwicklung relativ gering ist. Vor einigen Jahren waren solche DC-DC Wandler (Step-Down) noch recht teuer und schwieriger zu bekommen, heute bekommt man diese dank der Chinesen oft schon für ein paar Euro in guter Qualität in Shops wie AliExpress* aber auch Amazon* oder Ebay*:
Der Anschluss solcher fertigen Step-Down Wandler ist in der Regel simpel und kann von Laien vorgenommen werden. Man schließt die Eingangspannung an die + und – Klemme an und schon steht an den Ausgangsklemmen + und – die gewünschte Ausgangsspannung an.
Ein Step-Up Wandler erhöht immer die Eingangsspannung
Bei diesem Typ eines DC-DC- Wandlers ist die Ausgangsspannung immer größer als die Eingangsspannung. Auch hier gibt es je nach Aufbau einen Mindestspannungsunterschied, oft ist das ca. 1 Volt. Auch für einen solchen Spannungswandler gibt es viele Einsatzbereiche. Angenommen Ihr habt einen Verbraucher der mit 24 Volt arbeitet, habt aber nur eine 12V Batterie zur Verfügung. Einfach einen Step-Up Wandler dazwischen schalten und schon habt Ihr Eure 24V. Oder vielleicht habt Ihr einen Wechselrichter der erst ab 30V oder 50V vernünftig arbeitet weil er für Solarmodule gedacht war. Auch diesen kann man oft an einer 12V oder 24V Batterie betreiben wenn man einfach einen Step-Up Wandler dazwischen schaltet. Natürlich gibt es auch Step-Up Wandler bei denen man die Ausgangsspannung frei einstellen kann. Es gibt also unglaublich viele Einsatzgebiete wo ein Step-Up Konverter hilfreich sein kann. Auch die Step-Up Wandler sind heute sehr günstig über die üblichen bekannten Shops zu bekommen, hier ein paar Beispiel-Links zu Angeboten: AliExpress* aber auch Amazon* oder Ebay*:
Wie funktioniert intern ein Step-Down oder Step-Up Konverter?
Das Funktionsprinzip dieser DC-DC Wandler besteht im Prinzip darin dass die Eingangsspannung im ersten Schritt „zerhackt“ wird. Mit zerhackt meint man das schnelle Ein- und Ausschalten durch einen Transistor. Der Transistor schaltet also oft viele 1000 mal pro Sekunde die Spannung an einer Spule ein und aus. 
Dadurch entsteht eine Rechteckspannung die an der Spule einen höhere Spannung induziert. Vereinfacht gesagt, ähnelt das Induzieren der höheren Spannung dem Trafo-Prinzip bei der Wechselspannung. Die entstehende induzierte Rechteckausgangsspannung wird dann wieder gleichgerichtet und mit Elkos geglättet. Eine Elektronik überwacht dabei die Ausgangsspannung und regelt diese Spannung durch die Frequenz der Rechteckspannung (Schaltfrequenz des Transistors der Eingangsspannung zerhackt). Im Gegensatz zu der normalen Wechselspannung, welche ja nur eine niedrige Frequenz von 50 oder 60 Hz besitzt, nutzen DC-Konverter intern viel höhere Frequenzen, zwischen 1000 und 200.000 Hz kommen da oft zur Verwendung. Je höher die Frequenz, desto besser und effektiver ist in der Regel der DC-DC Wandler. Eine 150 Khz Frequenz lässt sich viel einfacher und besser glätten als eine grobe 50 Hz Wechselspannung, man braucht dann auch weniger große Elkos. Wenn Frequenzen unterhalb 20 kHz (20000 Hz) genutzt werden, dann kann es bei solchen Wandlern übrigens zu einem leichten „Fiepen“ oder Pfeifton kommen, man kennt das oft von Modellbau-Reglern aber auch einigen Netzteilen. Das liegt einfach daran dass diese Frequenz Schwingungen in Spule oder Kern erzeugen kann die im hörbaren Frequenzbereich liegen. Wenn man das vermeiden will, sollte man beim Kauf schauen dass die Frequenz möglichst oberhalb 20 kHz liegt. Wenn Euch die Grundschaltungen von DC-Wandlern interessiert, dann schaut mal hier bei Wikipedia rein.
Was sollte man beim DC-DC Konverter Kauf beachten?
Empfehlenswerter Step-Up Wandler
Beachtet aber bei Eurer Dimensionierung dass es auch bei Step-Up- und Step-Down-Wandlern Leistungsgrenzen gibt. Zwar haben diese gewöhnlich immer einen guten Wirkungsgrad und eine geringe Wärmeentwicklung verglichen mit herkömmlichen linearen Spannungswandlern, dennoch führen natürlich sehr hohe Ströme auch hier zu höheren Temperaturen. Beim Kauf sollte man darauf achten dass man die angegeben Leistungsgrenzen nicht überschreitet. Generell würde ich immer dazu raten die Belastung nicht bis zu den Grenzwerten vorzunehmen, nicht immer nehmen es alle Anbieter so genau mit Ihren Angaben, besonders wenn sie weit weg ansässig sind. Trotzdem muss ich sagen dass die Qualität chinesischer Produkte aus meiner Erfahrung in den meisten Fällen durchaus sehr gut ist.
Bedenkt auch, dass bei einem Step-Up Wandler mit der Erhöhung der Ausgangsspannung natürlich auch der Eingangsstrom steigt. Eine Verdopplung der Spannung führt am Eingang zu einer Verdopplung des Eingangsstromes, schließlich muss die Leistung ja irgend woher kommen. Die aufgenommene Leistung am Eingang eines Step-Up oder Step-Down Wandlers ist also immer identisch mit der entnommenen Leistung am Ausgang (abzüglich Verlust). Geht also 100 Watt rein, dann habt Ihr am Ausgang also auch maximal 100 Watt, wenn der Wirkungsgrad 100% wäre. In der Praxis wäre dann aber 96 Watt am Ausgang realistischer wenn man von 96% Wirkungsgrad ausgeht.
Ebenfalls sollte man darauf achten dass es natürlich Wandler mit unterschiedlichen Eigenschaften gibt. Bei manchen ist die Ausgangspannung fest vorgegeben und bei manchen kann man sie frei einstellen. Manche verfügen über eine feste oder einstellbare Strombegrenzung, manche nicht. Einige verkraften am Ausgang einen Kurzschluss (man spricht von kurzschlussfest) andere haben Sicherungen oder verdampfen bei Kurzschluss 😉
Generell solltet Ihr einem Kurzschluss am Ausgang unbedingt vermeiden wenn Ihr nicht sicher seid dass er das auch verkraftet. Verlasst Euch da nicht immer auf oft schlecht übersetzte Beschreibungen von chinesischen Produkten in den Shops, nicht selten werden in unterschiedlichen Shops zum gleichen Produkt unterschiedliche Angaben gemacht weil es irgendwo mal falsch übersetzt wurde. Also im Zweifel, einfach selbst an die Leistungsgrenzen herantasten und etwas experimentieren.
Universeller DC-DC-Wandler (Step-Up) mit regelbarer Ausgangsspannung von 12 bis 80 Volt bei maximal 20A
Jetzt möchte ich aber mal einen wirklich interessanten und günstigen StepUp-Konverter vorstellen auf den ich zufällig gestoßen bin. Eigentlich habe ich einen Step-Down Wandler, also einen Abwärtswandler mit hoher Leistung für eine Insel-PV-Anlage gesucht. Laut Beschreibung habe ich dann auch einen gefunden der sowohl aufwärts- als auch abwärts regeln sollte, so etwas gibt es nämlich auch. Nachdem er dann kam hat sich schnell herausgestellt dass da mal wieder die Beschreibung im Shop falsch war. Irgend jemand hatte da wohl was falsch übersetzt, Es handelt sich nämlich um einen reinen Step-Up Konverter (Aufwärtswandler), in vielen anderen Shops ist es zum Glück richtig beschrieben. Ihr seht den Wandler rechts und untern im Bild, diesen könnt Ihr übrigens hier kaufen Aliexpress*, Amazon* oder Ebay*.
Zwar kann ich diesem Modul momentan für mein Vorhaben nicht gebrauchen (brauche ja Abwärtsregler), aber dennoch habe ich es bei dem günstigen Preis (um die 20 Euro) natürlich behalten. Da der Step-Up Konverter wirklich gut funktioniert und einen sehr großen Eingangs- und Ausgangsspannungsbereich besitzt, bin ich sicher dass ich dafür bald eine Verwendung finde. Ich habe schon einige Experimente mit diesem Step-Up Wandler gemacht, er funktioniert sehr ordentlich, daher möchte ich Euch das Teil mal kurz beschreiben:
Bezeichnung: SU-1200 Step UP Wandler Converter 1200W 20A 12-83V DC-DC
Die Bezeichnungen in denen er in den unterschiedlichen Shops angeboten wird, weichen aber alle ein wenig voneinander ab, daher am besten meine Abbildung vergleichen oder meine Links nutzen falls Ihr diesen suchen solltet.
Er bietet folgende Eigenschaften:
- Modell Nr. SZ-BT07CCCV-A
- Eingangsspannung darf im Bereich 8 bis 60V liegen
- die Ausgangsspannung ist sehr genau über Spindeltrimmer im Bereich Uin+3V bis 83 Volt einstellbar. Die Ausgangsspannung bleibt auch dann stabil wenn sich die Eingangsspannung ändert, eine sehr nützliche Sache. Die minimale einstellbare Ausgangsspannung muss immer 3V höher sein als die Eingangsspannung.
- der Ausgangsstrom darf bis zu 20 Ampere betragen
- die maximale Leistung wird mit 1200 Watt angegeben
- der Ausgangsstrom kann ebenfalls begrenzt werden. Mit einem Spindeltrimmer lässt sich dies im Bereich 0,5A bis 20A einstellen
- die Arbeitsstromaufnahme ohne Last beträgt nur ca. 12mA
- Wirkungsgradangabe 92 bis 97%
- über einen Spindeltrimmer kann man eine Unterspannung einstellen, ab der der die Aufwärtsregelung abschalten soll. Diese Unterspannung kann zwischen 9 und 50V eingestellt werden.
- intern nutzt der DC-Wandler eine Frequenz von 150 kHz (dadurch ist er auch absolut geräuschlos)
- am Eingang sorgen zwei parallele 15A Sicherungen für eine 30A Absicherung, zudem soll der Eingangsstrom elektronisch auf 25A begrenzt sein)
- Kurzschlussschutz (vermutlich nur die Sicherungen, hier gibt es unterschiedliche Angaben)
- Verpolungsschutz am Eingang: Ja laut Anbieter (150A Mos Fet)
- Das Modul hat unten noch eine zweipolige Buchse die offenbar für die Spannungsversorgung eines optionalen Lüfters dient
- Großer verbauter Kühlkörper
- Arbeitstemperatur: -40 ~ + 85 Grad
- Maße 130mm x 52mm, Höhe 53mm
- Bezugsquelle: Aliexpress*, Amazon* oder Ebay*.
Ich muss dazu sagen dass ich für die obigen Angaben keinen Gewähr übernehmen kann, das sind Angaben die ich in den jeweiligen Shops zu dem Modul gefunden habe. Ich habe das Modul zunächst mit einer elektronischen Last DL24P* und zwei Labornetzteilen getestet. Damit konnte ich leider noch nicht an die Grenzen der Belastung gehen da mein stärkstes Netzteil derzeit nur 30V bei 10A liefern kann und die elektronische Last maximal 180 Watt aushält. Ich kann aber bestätigen dass das Modul bis zu diesen Belastungen hervorragend funktioniert.
Bei Eingangsströmen von 10A und Ausgangsströmen von 6A und Belastungen bis zu 180 Watt blieb das Modul tatsächlich kalt am Kühlkörper und Spule. Er scheint also schon noch wesentlich höhere Belastungen auszuhalten. Um das Modul doch noch stärker belasten zu können, habe ich dann einfach mal an den Eingang und an den Ausgang zwei Photovoltaikstecker MC4 montiert. Schade ist hier übrigens dass die Klemmen auf dem Board kein 4mm² mehr aufnehmen können. Für den Test musste ich etwas pfuschen, da ich mur 6mm² Leitung zur Hand hatte, wenn man es auf Dauer montiert sollte man lieber 2,5mm ² Kabel mit Aderhülse verwenden.
Mit den MC4 Stecker konnte ich dann das Step-Up Modul an einen String meiner kleinen Photovoltaikanlage anschließen. Die lieferte dann am Eingang ca, 37V bei knapp über 20A. Am Ausgang habe ich dann zunächst wieder meine elektronischen Last DL24P* angesteckt und diese bis an die Grenze von 180 Watt hochgeregelt. Das klappt super, auch hier wird überhaupt nichts warm.
Anschließend habe ich die Ausgangsspannung des Step-Up Wandlers auf 65V eingestellt und einen größeren String-Wechselrichter (Bild unten) angeschlossen, welcher eine Startspannung von 50V und maximale Spannung von 500V zulässt. Damit konnte ich das Step-Up Modul richtig belasten. Das Ganze hat übrigens wunderbar geklappt, der String-Wechselrichter hat bald 500 Watt Strom erzeugt wobei am Eingang des Step-Up Moduls 35V und 20A anlagen. Hier wurde jetzt aber der Step-Up Wandler dann doch schon sehr heiß, so dass ich ihn nur ca. 10 Minuten so belastet habe. Ich denke auf Dauer würde er das nur verkraften wenn man das Modul wirklich noch zusätzlich kühlt, zum Beispiel durch einen Lüfter.
Da es mir dann zu heiß wurde habe ich die Strombegrenzung auf dem Step-Up Modul soweit heruntergedreht dass nur noch 10A bis 11A gezogen werden, dadurch erzeugte mein Wechselrichter am Ausgang dann auch nur noch 340 Watt. Bei dieser Belastung wurde das Step-Up Modul schon etwas kühler aber immer noch sehr warm. Aber hier hatte ich schon das Gefühl dass es diese Belastung auch auf Dauer aushält. Also bis 10A am Eingang scheint es mir der Step-Up Wandler auch ohne weitere Kühlung in den meisten Fällen geeignet zu sein.
Test: Wechselrichter am Step-Up Modul betrieben
Die angegebenen 1200 Watt der Herstellers beziehen sich laut Angaben wohl auf die Eingangsleistung, so habe ich zumindest die etwas holprige China-Beschreibung verstanden. Dieser Wert ist aber natürlich nur bei sehr hohen Eingangsspannungen erreichbar, da man ja eigentlich am Eingang nicht mehr als 20 A einspeisen sollte, bei 25A wird ja automatisch begrenzt (Rechnung V=P / I also 1200/20=60V). Ohne zusätzliche Kühlung wird man an diese Leistung aber sicher nicht wirklich herankommen. Ich würde in der Praxis mit 400 Watt ohne weitere Kühlung und mit 600W mit Lüfter rechnen! Natürlich ist die Hitzeentwicklung auch immer von den Spannungsunterschieden am Ein- und Ausgang abhängig. Einige Anbieter geben schon in der Beschreibung an dass man bei höheren Ausgangsströmen einen Ventilator nutzen sollte, manche geben hier 10A manche nennen 15A als Grenze. Also hier muss man gegebenenfalls selbst noch ein wenig testen. Falls Ihr schon weitere Erfahrungswerte hinsichtlich maximaler Belastung habt, könnt Ihr das gerne als Kommentar nachtragen. Ich werde meine zukünftigen Erfahrungen auch nachtragen.
Wie bereits geschrieben, bis 12 A am Eingang und 340W am Ausgang bin ich sehr zufrieden, auch ohne weitere Kühlung. Bis dahin wird es verkraftbar warm und auch die Spannungseinstellung funktioniert wie beschrieben. Man kann die Ausgangsspannung wirklich von 10 bis 83V einstellen, egal ob ich am Eingang 12V oder 30V habe. Auch bei Verändern der Spannung innerhalb dieses ganzen Bereiches bleibt die Ausgangsspannung völlig stabil! Gut hat auch die einstellbare Strombegrenzung funktioniert, sie kann optimal genutzt werden um das Modul vor Überlastung zu schützen oder um die Leistung am Ausgang zu begrenzen. Auch den Untervolt-Spindeltrimmer habe ich ausprobiert, er ist auf etwa 9V voreingestellt. Geht die Eingangsspannung darunter, wird die Aufwärtsregelung abgeschaltet und die Ausgangsspannung entspricht der Eingangsspannung. Zusätzlich geht eine LED am Modul an und signalisiert die Unterspannung. Alles das scheint also wirklich wie beschrieben zu funktionieren. Fiepen oder piepsen wie bei billigen Wandlern gibt hier nicht, der Step-Up Wandler arbeitet wirklich völlig geräuschlos.
Die Anschluss Belegung und die Funktion der Spindeltrimmer seht Ihr in meiner Skizze oben. Am Eingang sind auf der Platine immer zwei Schraubklemmen parallel geschaltet, bei kleineren Strömen reicht es also eine davon zu nutzen. Die beiden Anschlüsse auf der Unterseite können offenbar einen Lüfter versorgen, ich habe eine Abbildung gesehen (siehe hier*) wo daran ein Lüfter angeschlossen ist. Lüfter-Spannung habe ich aber noch nicht ausgemessen. Alles in allem kann ich das Teil wirklich empfehlen, man kann viel damit machen! Wer noch etwas mehr Leistung braucht, sollte sich mal die 30A Variante hier* anschauen
Bezugsquellen genutzte Werkzeuge / Materialien im Beitrag und Video
- Step Up Wandler 1200 Watt*
- Fast gleiche Step-Up Wandler (DC-DC Konverter) jedoch mit Lüfter bis 30A*
- Elektronischer Lastwiderstand DL24P mit Display (sehr Empfehlenswert für Akku-Kapazitätsmessungen / Solarmodul-Messungen und anderen Belastungstests)*
- Crimpzange mit MC4 Solarsteckern*
- Crimpzange mit Aderendhülsen*
- Einbaumessinstrument 0-15A DC*
- Messzange Multimeter Signstek UT203*
- Meherere 110W Solarmodule für Test*
- 6mm² Litze für Verkabelung (nur innen)*
- Solarkabel*
Videos zum Step-Up Konverter
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Links zum Thema
- Video zum Step-Up Wandler
- Videos zu anderen Akku und Solar-Themen (Noch kein Abonnent?, Abonnieren kostenlos hier)
- Mein Step Up Wandler 1200 Watt*
- Step-Up Wandler erklärt bei Wikipedia
- Gleichspannungswandler / DC-Wandler Grundlagen
- Grundlagen zu Schaltreglern (DC-DC-Wandlern)
- Großen LiFePO4 Akku mit 5000W selbst bauen
- Faltbare Solarpanels im Vergleich
- Solaranlage, Akku selbst gebaut, wo bekommt man was? – Empfehlungen von und für Tüftler
- 12V / 280Ah LiFePo4 Akku bauen (3500 Wh) und Zellen testen
- 40A Ladegerät für LiFePo4 Akkus im Tests
- 20A Ladegerät für LiFePo4 Akkus im Tests
- LiTime 48V 100Ah LiFePO4 Rack-Batterie Test / Sun1000 Test
- Redodo Akku Test: Fertiger LiFePO4 Akku 12V/200Ah Plus
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- Wanroy Test – Fertiger 200 Ah LiFePO4 Akku mit 100A BMS
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Cooler Text! Gefällt mir sehr!
Danke für Ihre Infos.
Also wenn ich das richtig verstehe kann ich einen Step down Konverter für meinen 60 Volt E-Bike Akku verwenden der dann die gewünschten 48 Volt fürs E-Bike System (1000 Watt) liefert?
Wenn ja welchen könnten Sie mir empfehlen, am besten regelbar.
Danke im vorraus!
Schöner Bericht. Eine Frage hab ich noch. Was ist wenn meine Eingangsspannung 42V beträgt, ich aber nur eine Ausgangsspannung von 40V eingestellt habe? Leitet der das einfach durch oder funktioniert das dann nicht?
Vielen Dank und Grüße,
Florian
Kaputt geht er nicht aber das funktioniert nicht. Vermutlich schaltet er ab.
Die techn. Spezifikation ist leider etwas missverständlich angegeben mit Uin=8-60V und Uout=12-80V. Da es ein reiner Step-Up Konverter ist, müsste es heißen Uin=8-60V und Uout=Uin+3V – 80V.
d.h. bei einer Eingansspannung von 42V ist die minimale Ausganspannung ca. 45V.
Ja, das ist richtig.
Hallo,
danke für den Beitrag. Ich habe mir das Teil gekauft um ein 20 Volt Ausgangsspannung 100 Watt Solarmodul auf 24 Volt Batteriespannung zu bringen. Dazwischen sitz ein 24 Volt Victron Solarregler. Wenn ich das Modul an die Platine anklemme bricht die Spannung bei Bewölkung auf 6 Volt zusammen ( von 20) Bei Sonne geht er kurzfristig auf 30-40 Watt Ausgangsleistung hoch, bricht aber sofort wieder zusammen. Wissen Sie was da falsch läuft ? Zu geringe Last in Summe ?
Danke VG Stefan
Das bei hohen Strom die Spannung am Solarmodul einbricht ist ja erst mal ganz normal. Ein 100 Watt Modul bringt ja nur an den besten Sommertagen unter besten Umständen wirklich 100 Watt, ein paar Wolken und du liegst bei 50 Watt oder deutlich darunter. Du kannst es eventuell ein wenig verbessern wenn Du den maximalen Strom des DC-DC-Wandler begrenzt, stelle den Poti auf den maximalen Strom den das Modul liefert, da mag der Laderegler eventuell lieber. Der Poti muss so stehen das bei maximalem Strom die Spannung beginnt anzubrechen, am besten mit Labornetzteil testen. Läuft es dann noch nicht ordentlich, dann kann es auch einfach sein das sich Laderegler mit Step-Up Modul nicht verträgt.
Außerdem schreibst Du das Du Spannung nur auf 24V hochgeregelt hast. Bist Du sicher das dies die richtige Eingangsspannung für dein Laderegler ist? Ein 24V Laderegler hat gewöhnlich deutlich höhere Eingangsspannung, oft fangen die erst so ab 30V an ordentlich zu arbeiten. Typisch sind Spannungen um die 36 bis 100V. Lese das also in deiner Victron Beschreibung nach und Regel DC-DC-Wandler hoch.
Gruß Frank
Hallo Frank. Super Beitrag. Danke! Ich habe so einen ähnlichen China DC/DC. Eingang:12V Batterie Ausgang: 40V und dahinter einen Grid Tie Inverter der billigen Sorte. Ich wollte damit die Grundlast über Nacht etwas senken. Ohne Last liefert der DC/DC sauber seine eingestellte Spannung. Der angeschlossene Inverter hat einen MPPT an dem man direkt Solarmodule anschliessen könnte. Funktioniert aber auch mit konstanter Spannung aus anderen Quellen 18V-50V. Am Labornetzteil läuft er stabil, nachdem er seinen Arbeitspunkt gefunden hat. Am DC/DC ist es ein wiederkehrendes „Auf- und Ab“ zwischen 3 und 5 Ampere. 5A hab ich als Strombegrenzung eingestellt. Die funktioniert. Aber warum schwankt die Leistung ständig ? Im 5 Sekundentakt geht die Ausgangsspannung von 40V auf 25V zurück. Ich habe es bei verschiedenen Strömen getestet 2 bis 10 A. Immer das gleiche Phänomen. Hast du einen Rat ? Und bitte weiter so! Echte und leidenschaftliche Tüftler sind heutzutage in der Welt des Wischtelefons eher selten …
Hallo Frank, ich antworte mir gleich mal selber: Während ich oben meine Frage formulierte, hat sich die Hirnblockade etwas gelockert. Ich hatte nämlich noch nicht probiert, die Ausgangsspannung nach unten „zu schrauben“. Von 40V auf 32V reduziert und schon funktioniert es!!! Der MPPT hat anscheinend mit den 40V ein Problem. Das hab ich so mit dem Labornetzteil nicht getestet, da da nur bis 32V geht. Danke Dir, du hast mir damit schon viel geholfen. Hilfe zur Selbsthilfe eben ….. Bis demnächst ! Der Bastler
Schön das Du Problem gelöst hast!
Hallo,
im Bericht heißt es
„Auch den Untervolt-Spindeltrimmer habe ich ausprobiert, er ist auf etwa 9V voreingestellt.
Geht die Eingangsspannung darunter, wird die Aufwärtsregelung abgeschaltet und die
Ausgangsspannung entspricht der Eingangsspannung.“
Also läuft der Ausgang und damit der Verbraucher weiter mit der Eingangsspannung?
Wenn das dann von einer Batterie käem, dann würde die Batterie ja trotzdem
weiter leerlaufen. Wo ist das denn dann ein Batterieschutz??
Hallo, ich möchte an einer Solaranlage (Spannungsbereich 12 bis 14,6V) ein S3 Akku laden. Das original Ladegerät liefert 13,2V. Ich bräuchte also mal einen step up und mal einenen step down. Was macht man denn dann? Zuerst step up auf 15.6V und dann step down auf 13,2V? Das wäre dann doppelter Verlust 🙁
Gibt es da nicht eine bessere Lösung?
Was ist das den für ein 3S Akku? 13,2V ist eigentlich eine zu hohe Ladespannung für ein 3S-Akku. Ein bisschen wunderlich diese Werte.
Auch deine Solarspannung ist mit 12 bis 14,6 etwas ungewöhnlich. Wenn die Spannungen so stimmen, dann würde ich als einfachste Lösung ein paar Dioden zwischen Solarpanel und Akku in Reihe schalten, so das die maximale Spannung auf 13,2V abfällt, dann kannst du es direkt verbinden. Besser wäre es wenn Du einfach Solarpanel mit höherer Spannung nimmst, die meisten liefern ja so um die 18V was viel besser passt, siehe Solarpanel-Test.
Hallo,
wie andere Bastler möchte ich diesen Wandler als Leistungsdrossel für meine Nachteinspeisung verwenden. Dabei versorgen zwei Batterien einen Envertech EVT300 Microwechselrichter. Bei 12,8 V Eingangsspannung funktioniert der DC-DC Wandler super und ich kann die Leistung bei einer konstanten Ausgangsspannung von 48 V (liegt damit über dem Arbeitsbereich des MPPT) prima über die Strombegrenzung limitieren. Ca. 100 W konnten damit über viele Stunden stabil eingespeist werden. Wenn ich aber beide Batterien in Reihe schalte, um mit 25,6 V zu arbeiten, ist es nicht mehr möglich mit Begrenzung einzuspeisen. Aus irgendeinem Grund bricht die Spannung ein, wodurch der Microwechselrichter anfängt dem MPP zu suchen. Damit hebelt er den Wandler komplett aus (keine weitere Spannungserhöhung, nur Batteriespannung), was dazu führt, dass durch den Wechselrichter die volle Leistung von ca. 300 W eingespeist wird. Der Wandler wurde mit einer elektrischen Last eingestellt. Zuerst die Ausgangsspannung, dann die Strombegrenzung bis die Ausgangsspannung einbricht. Es funktioniert einfach nicht. Auch nicht bei höheren Spannungen (max. 54 V). Es ist mir ein Rätsel wieso es bei 12,8 V Batteriespannung problemlos geht, bei 25,6 V aber überhaupt nicht klappt. Habe es auch schon mit einen zweitem DC-DC Wandler probiert, leider mit dem gleichem Ergebnis. Gibt es dafür eine Erklärung?
Danke und viele Grüße
Carsten
Keine Ahnung warum da bei Dir Spannung einbricht, an sich sollte es eigentlich klappen. Ich habe den Step-Up aber noch nicht im Dauerbetrieb eingesetzt, bei den damaligen Tests und Experimenten konnte ich sowas nicht bemerken. Ich weiß nicht was Du für Batterien hast, falls Du LiFePO4 nutzt, musst Du auch schauen das sich beide BMS in Reihenschaltung vertragen. Es soll einige geben die da nicht so gut klar kommen. Zudem brauchst Du da ja eigentlich Balancer zwischen beiden Batterien, das brauchst Du ja auch bei Blei und AGM. Kann Dir da keinen Tipp geben, einfach alle Fehlermöglichkeiten durchchecken und viel messen. Einfacher wäre es natürlich wenn Du Wechselrichter wie kleinen Sun1000 nutzt, der arbeitet direkt mit 24V und erlaubt einstellbare Leistung.
Grüße aus Hessen
Hallo,
verstehe ich das richtig, mit diesem Setup (30A) könnte ich zum Beispiel bei meiner Ecoflow Delta Pro den Anderson Ausgang (12,6V 30A) nutzen, um die Spannung anzuheben ?
Mir schwebt vor einen kleinen Mikrowechselrichter (zum Beispiel Hoymiles HM-300) damit zu betrieben, um die Grundlast nachts abzudecken. Bei Hoymiles ist der MPPT Bereich von 29-48V, wenn ich micht nicht irre, daß heißt wenn ich knapp über 48V hochgehe, sollte ich diesen umgehen können. Jetzt ist nur die Frage, komme ich von 12,6V überhaupt bis auf 48,x V oder ist es sinnvoll unterhalb vom MPPT-Bereich zu bleiben ?
Bzw. ist mein Gedankengang generell so umsetzbar ?
Grüße (auch aus Hessen)
Viele Mikrowechselrichten kommen mit konstanten Spannungen aus Batterien oder Spannungswandler nicht gut klar, einige brennen auch schnell durch weil sie den Strom nicht begrenzen können. Es gibt einige wenige die mit Akku klar kommen, ich glaube aber nicht das der Hoymiles HM-300 dazu gehört. Habe es aber noch nicht ausprobiert. Besser funktionieren China Geräte wie der GNT500*, da kannst du direkt mit 12V ansteuern. Zulassung hat der in Deutschland aber glaube nicht.
Der Hoymiles Mikrowechselumrichter hat einen maximalen Eingangskurzschlußstrom von 15A. Zulässige Eingangspannung sind 60V. Wenn ich diesen oberhalb des MPPT-Spannungsbereiches >48V betreiben möchte, wären 48V x 15A = 720W. Auf 720W würde ich in dem Fall aber nicht kommen können, wenn am Eingang mit 12,6V nur 30A zulässig sind. Ich nehme an die 30A Variante des Step-Up Wandlers ist eingangsstromseitig auch begrenzt, unabhängig davon zu wissen, wie sich mein Solargenerator verhält, wenn mehr als die spezifizierten 30A abgerufen werden würden.
In meinem Fall sollte ich doch die Strombegrenzung soweit herunterdrehen können, daß ich den maximalen Eingangskurzschlußstrom nie erreichen kann. Die 300W Umrichterleistung bei 48V liegen ja gerade mal bei 6,25A, also weit weg von den 15A.
mfG
Das müssen nicht unbedingt 720W sein, es gibt Wechselrichter die schließen zu Testzwecken auch mal Module kurz, auch bei niedriger Spannung dürfen dann die 15A nicht übertroffen werden. Ich habe schon welche gesehen die waren in 2 Sekunden hin, seit dem bin ich bei den Teilen vorsichtig. Du müsstest wirklich gut austesten ob der mit Batteriespannnung sauber arbeitet, eventuell hat das auch schon jemand anders ausgetestet. Ich würde mir Wechselrichter suchen der möglichst ohne StepUp Wandler mit der vorhandenen Spannung klar kommt, kommt im Endeffekt auch nicht viel teurer.
Ich habe mir das Teil auch gekauft, um einen Ebike Akku von Bosch an 12V laden zu können. Meine ersten Messungen sind aber nicht berauschend:
12V/15A/180W schicke ich rein und 41V/3.75A/154W kommen raus. Ein Wirkungsgrad von 85%, es bleiben also 26W zum Aufheizen des Step-Up Controllers (Wärmeverluste). Ich hätte schon auf einem Wirkungsgrad von 90% gehofft.
Ich denke auch darüber nach einem Mikrowechselrichter ein Solarmodul in der Nacht vorzutäuschen. Habe jedoch noch keinen Mikrowechselrichter gefunden der das Solarpanel vom Netz isoliert (galvanisch getrennt) hat. Wenn es gute Beschreibungen zum Download gibt, steht dort auch drinnen das diese nicht so ist also Lebensgefahr besteht, weil das PV-Modul im Netz schwimmt. Also müsste der Step-Up Konverter ~12 auf ~60V galvanisch trennen. So einen habe ich aber noch nicht zu einem annehmbaren Preis gefunden. Müsste auch eine Ausgangsstrombegrenzung und eine Ausgangsspannungsbegrenzung haben. Betreiben müsste man den Wandler als Stromquelle mit Ausgangsspannungsbegrenzung um eine Einspeisebegrenzung zu haben und den Wechslrichter nicht zu verwirren, denke ich.
Warum nicht einfach Wechselrichter nehmen der zur Batterie passt? Hier im Video siehst Du wie man z.B. mit 12V direkt einspeisen kann https://www.youtube.com/watch?v=05mLX6J02xk&t=4013s Gibt es auch für andere Spannungen. Besseren Wirkungsgrad hat aber Sun1000.
Schönen guten Abend!
Frage wegen step-up an Solarpanel:
Beim schwachen Licht im Winter gibt mein Solarpanel (80W) nur geringe Leistung. Am Laderegler lese ich oft nur 13,2V-13,4V. Da geht kaum was in meine 200Ah Akkus rein.
1) Ich habe aber noch ein 20W Panel. Kann ich direkt an dieses den Regler
http://www.pollin.de/productdownloads/D810813B.PDF
reinhängen und auf 14V einstellen und damit über eine Sperrdiode an den Akku? Dann müsste doch jede Spannung rauftransformiert werden, auch wenn die Leistung mau ist. Aber wenig ist besser als gar nichts.
2) Was passiert wenn Sonne kommt und das kleine Panel auf die möglichen 17,5V raufgeht? Muss ich da noch einen step down nachschalten?
LG
Max
In den Wintermonaten Dezember und Januar ist es leider sehr dunkel, da bringen selbst größere Anlagen so gut wie nichts an Energie! Das mit dem StepUp kannst Du eigentlich vom Vorteil her vergessen, das lohnt sich einfach nicht. Wenn Du unbedingt ein paar mA brauchst weil Du vielleicht eine Schaltung versorgen musst und kein Platz hast, könnte man das schon ausprobieren. Wie sich das Teil bei höherer Eingangsspannung als Ausgangsspannung verhält müsste man testen, entweder schaltet er ab oder lässt Eingangsspannung durch.
Wesentlich besser wäre es wenn Du einfach etwas größeres Panel mit höherer Spannung am Laderegler nutzt. Du kannst auch am 12V Laderegler durchaus die normalen 36V Panels (zb. diese hier * nutzen, da kommen dann auch bei Bewölkung ein bei mA raus. Im Februar wird es wieder deutlich besser! Gute Laderegler findest Du hier.
LG
Tueftler Frank
Aha, danke für die Auskunft!
Es war mir nicht klar, dass ein 12V Laderegler auch 36V verkraftet ohne zu rauchen. Einen 10A von Stecca habe ich irgendwo.
Die kleinen step up/down gammeln bei mir schon lange herum, damit werde ich mich vielleicht mal spielen…
Schönen Tag noch …
LG Max
Welche Eingangsspannung der Laderegler verkraftet, muss immer dabei stehen. Gute MPPT Laderegler verkraften sehr hohe Spannungen, sogar über 100V ! Sie wandeln die Spannung dann automatisch in die richtige Ladespannung um.
ich will mir eine Nachteinspeisung mit Lifepo4 48V 2,5KWh und einen Growatt Mic 1500 WR bauen (oder auch Nulleinspeisung mit Smart Meter)
WR kann 500v Max aber max 13A ,Startspannung ist 50V
werde spannung auf 70V einstellen und viel wichtiger den Strom auf 12A begrenzen.
stimmt das mit den über 90% Wirkungsgrad?
MFG
Dirk
Ich habe Wirkungsgrad noch nicht nachgemessen. Effizienter wäre es natürlich wenn Du Wechselrichter mit niedrigerer Startspannung nehmen würdest, aber ich denke das weißt du selbst.
Oder gibt es eine pdf Bedienungsanleitung auf deutsch, Dankeschön.
Nein, es gibt glaube gar keine Bedienungsanleitung, daher ja der Artikel.
Hallo tüftler, wie muss ich vorgehen das ich beim eingang die 24 volt einstellen kann, und wie beim ausgang das ich 36 volt heraus bringe. Wie geht das ohne ein display beim wandler zu haben. Dankeschön für die hilfe.
Mit Labornetzteil und Messgerät einfach ausprobieren! Geeignete Labornetzteile, Messgeräte findest Du hier.
Danke für den link, ich habe die Geräte aber wenn ich nicht weis wie ich sie anschliesen muß
Oder muß ich das Rad neu erfinden?
Andreas, Du brauchst nicht täglich in den Kommentaren nachfragen wenn ich nicht gleich antworte, ich werde die Frage gerne beantworten wenn ich dazu komme. Leider ist das nicht immer täglich möglich, also einfach etwas Geduld. Die mehrfachen gleichen Anfragen habe ich mal zur Übersicht gelöscht!
Im Grunde ist es doch sehr einfach, am Eingang stellst Du Labornetzteil auf beispielsweise 25V (um 24V Batterie zu simulieren). Am Ausgang hängst Du Spannungsmessgerät an. Dann drehst du den Spannungs-Poti bis am Ausgang gewünschte Ausgangsspannung ansteht. Damit ist Spannung fest eingestellt. Die ändert sich auch nicht mehr wenn am Eingang danach eine andere Spannung anliegt.
Wenn Du Strom begrenzen willst, hängst Du am besten eine Last dran die den gewünschten maximal Strom zieht. Am einfachsten geht es natürlich mit elektronischer Last , hier könntest Du gewünschten Strom in bestimmten Grenzen einstellen. Danach drehst Du am Strombegrenzungspoti bis zu der Stelle wo die Ausgangsspannung sich beginnt nach unten zu bewegen, da stoppst Du.
Und bei der Unterspannungsgrenze geht es genauso. Da stellst Du Labornetzteil auf die niedrigste zulässige Spannung und drehst am zuständigen Poti solange bis Spannung am Ausgang beginnt abzufallen. Beachte aber das dieser Step-Up Wandler nicht komplett bei Unterspannung abschaltet, die Eingangsspannung kommt immer durch soweit ich mich erinnere. Wenn Du 100% Batterieschutz brauchst, sind Ding wie Victron Smart Batterieprotect* empfehlenswert.
Besser kann ich es leider nicht mehr erklären, im Video kannst du ja all dieses sehen.
Viele Grüße
Frank
Hallo, erstmal danke, ein echt super Text und absolut authentisch. Mal jemand der sich wirklich Mühe gibt. Jetzt hätte ich aber mal eine Frage , vielleicht total abwegig und überhaupt nicht möglich, aber ich möchte sie trotzdem stellen.
Hier mal zu meinem Vorhaben:
Ich habe PV Module die an einen WR 4,5KW angeschlossen sind, der WR versorgt das Netz aus den PV Modulen und aus einem Lifepo Akku 24v 100Ah. Jetzt zu meinem Vorhaben: Ich würde dieses Bauteil als „Strom Begrenzer“ verwenden eventuell 2-3 Stück parallel um die Abwärme gering zu halten. Ich möchte die maximale Entnahme aus der Batterie begrenzen auf 50A . Das kann ich leider bei meinem Wechselrichter nicht einstellen, was er schon macht, ist wenn zu wenig aus der Batterie kommt teilt er zwischen Netzstrom und Batterie auf, aber erst ab 75A glaube ich . Der zieht aus der Batterie was auch immer an Last anfällt. Wäre so etwas mit diesem Bauteil möglich?
Vielen Dank schonmal im Voraus.
Liebe Grüße Torben
Für so hohe Dauerleistungen ist das Teil eigentlich nicht gemacht, es wird vermutlich viel zu heiß. Da würde ich mir andere Lösung suchen. Am besten einen Wechselrichter suchen den du die Leistung vorgeben kannst.
Hallo, kann man die Ausgangsleistung des Step-Up-Wandlers anstelle des Potis auch irgendwie mit 0-10V regeln?
Nein, leider nicht machbar
Hallo
Danke für den tollen Berricht , ich benötige 60V und bis zu 20A als Ausgang .
Ist es möglich als eingang 2 schaltnetzteile mit 48V und 15A anzuschliesen?
MfG
Wenn die galvanisch vom Netz getrennt sind könnte es gehen. Wenn nicht sind beide dann vermutlich im Eimer 😉
HALLO Tüftler,
Bedeutet es das ein step up nur bis 1200 watt möglich ist.?Ich habe eine 3000 watt 12 volt , kann also mit einen stepup von 1200 watt nichts anfangen .?
Du kannst ihn schon nutzen, darfst halt nur nicht soviel Strom ziehen. Die 1200W sind vermutlich vom Hersteller auch übertrieben, ich würde einfach auf Temperatur achten, man sollte es immer noch länger anfassen können ohne sich zu verbrennen!
Man kann ja auch durch Regler Strom begrenzen so das bei richtiger Einstellung Überlastung verhindert werden sollte.