Cómo controlar voltaje de entre 1V a 70V para cargar un móvil

#1
Hola a todos.

Llevo todo el día buscando alguna solución a este problema y no doy con una solución, así que recurro a los expertos.

Tengo un dinamo de bici (un alternador) que entrega 1 volt de alterna por kilómetro de velocidad, es decir si la bici va a 10km/h* entrega 10 volts de alterna, si va a 50km/h* da 50 volts, y así tantos volts como velocidad, este "dinamo" tiene un convertidor de alterna a directa bastante eficiente que mantiene esa relación de 1 volt de salida por cada km/h* de velocidad.

Ahora, pensaba usar un step-down de los chinos para regular el voltaje a 5V y poder cargar un móvil con un amperaje adecuado. Pero esos convertidores solo permiten 40V de entrada aprox (LM2596 3.2V-40V To 1.25V-35V) y la bici puede llegar a más velocidad en alguna bajada prolongada por algún tiempo considerable.

Entonces, si tomo de rango máximo una velocidad de hasta 70km/h* que serían unos 70 volts generados en algún momento (pensando en lo más extremo), buscaría algún circuito:
O que acepte de entrada esos 70V y los convierta a 5V sin ser una freidora.
Quizá que funcione bajando solo de 70V a 40V y que a menor voltaje pase el voltaje original.
O detener el paso de la entrada al regulador chino cuando el voltaje exceda los 40V.
Regular a 12V y luego usar un adaptador USB para auto, pero creo perdería eficiencia.

Siempre manteniendo al menos 1A en esa salida. El altenador entrega de sobra ese 1A.

¿Alguna idea? Gracias.
 
Última edición por un moderador:

capitanp

Miembro irreconocible
#2
Digamos que empezaria por esa falacia de 1v por km/h y buscaria la curva real de magnetización y si es capaz de entregar al menos 5W de potencia
 
#3
Hay unos circuitos como los de los chinos que aceptan 70V yo compré unos que por cierto no he usado.
Me refiero al integrado, no al módulo.
Además supongo que tendrás que filtrar
 

pandacba

Rocker Bear
#5
Si bien los esquemas con zener son sencillos, solo son efectivos si la carga no es variable pero recordar que así ponga un TR que pueda soportar los 70V como por ejemplo un TIP31C tendra 70V en colector y 5 en emisor, la diferencia total seran de 65V supongamos que tomemos unos 100mA nos dara una disipación de unos 6.5W, si toma 200mA la potencia a disipar sera de unos13W a 300ma ya tendremos casi 20W de calor disipado
------- Mensaje actualizado: -------

Tiene que ser si o si un convertidor pwm, pero no es fácil hay que tener en cuenta cuando se detiene, cuando esta en marcha máximo consumo y mínimo consumo, en el aire es pura especulación
 
#6
Por otra parte, sin menospreciar a nadie como ciclista, 70km/h se me hace una cosa bastante irreal.
Pasar de 50 puntualmente ya será reseñable...sin llevar la dinamo conectada.
Eso o es que se quiere la dinamo para hacer frenado eléctrico descendiendo desde los Andes, en cuyo caso si que son verosímiles esas velocidades.
 
#8
Hola, coincido con capitanp, no hay manera que el generador entregue una tensión lineal, en función de rad/s. Dificilmente, supere los 18V. independientemente de la velocidad máxima. Así que antes de elaborar demasiados reguladores. Hay que hacer una prueba física, con la carga que corresponda.
 
#9
Creo que estan midiendo en vacio, porque supongo que el dinamo bajará el voltaje con el consumo, ya que estan hechos para trabajar con lamparitas de no mas de 12 voltios (supongo).
Habria que ver la caida que tiene tal dinamo al cargarlo con una lamparita, o una resistencia.
Tengan en cuenta eso, no creo que llegue a los 70 voltios asi vaya a 100km/h
 

DOSMETROS

Insipient Constructor
#10
Una cosa es la tensión en vacío y otra muy diferente es bajo carga. Nunca le llegarían 70 V a la lamparita !

Le conviene rectificar y cargar algún pequeño banco de baterías ,supongamos dos de litio en serie , unos 7 V y usar eso de power bank limitando la salida.
 
#11
Se puede partir como base del TL783C que es un regulador ajustable de alto voltaje regula entre 1.25V y 125V máximos en su salida, basándose en este CI y algunos pocos componentes externos se podría lograr la regulación pretendida.
Una pequeña batería para que acumule el excedente y sirva como carga y entregue energía cuando el biciclo esta detenido, tal cual un auto o moto
 

DOSMETROS

Insipient Constructor
#12
Pero rectificando y cargando la batería no hace falta tanta historia , la batería mantendría el voltaje máximo y de ahí limitar y al celular . . .
 
#13
Habría que ver como se comporta con carga, por otro lado que pasa si la batería, esta completamente cargada? si no hay consumo suficiente tendrá tendencia a a embalarse.
Hay que considerar todas las situaciones posibles, no solo las ideales, celular cargado, batería cargada.....
 
#15
Hay unos circuitos como los de los chinos que aceptan 70V yo compré unos que por cierto no he usado.
Será la solución más simple, supongo, veo que entregan 700mA con un XL7035

Digamos que empezaria por esa falacia de 1v por km/h y buscaria la curva real de magnetización y si es capaz de entregar al menos 5W de potencia
Según es 3W 6V, pero en la realidad es un caballo desbocado, ha podido alimentar 6W de leds sin problema (más luz trasera y luz frontal) al mismo tiempo.

Con un diodo Zener de 5.6 V y un transistor NPN
Obvio que únicamente tendrás los 5 V cuando el voltaje de entrada supere los 5.6 V.
En simulaciones me da pocos miliamperios un arreglo así, no daría para cargar un móvil... Tampoco soy experto.

Por otra parte, sin menospreciar a nadie como ciclista, 70km/h se me hace una cosa bastante irreal.
Pasar de 50 puntualmente ya será reseñable...sin llevar la dinamo conectada.
Estos alternadores de masa son de altísima eficiencia, cada vez frenan menos durante la carga, y sí se pueden llegar a alcanzar puntas de 60km/h sin problema, pongo 70 como un pico exagerado para que el arreglito tenga holgura.

Creo que estan midiendo en vacio, porque supongo que el dinamo bajará el voltaje con el consumo, ya que estan hechos para trabajar con lamparitas de no mas de 12 voltios (supongo).
Habria que ver la caida que tiene tal dinamo al cargarlo con una lamparita, o una resistencia.
Tengan en cuenta eso, no creo que llegue a los 70 voltios asi vaya a 100km/h
Sí, las mediciones son en vacío, veré de probar con alguna carga parecida a lo que sería conectar un móvil. ¿Alguna sugerencia para la prueba?

Se puede partir como base del TL783C que es un regulador ajustable de alto voltaje regula entre 1.25V y 125V máximos en su salida, basándose en este CI y algunos pocos componentes externos se podría lograr la regulación pretendida.
¡Sí lo encuentro en mi localidad!, veo el datashet para armar el regulador y probar (en lo que llega el coso chino que tarda como 2 meses)

Pero rectificando y cargando la batería no hace falta tanta historia , la batería mantendría el voltaje máximo y de ahí limitar y al celular . . .
Pero sería el mismo problema ¿no?, regular el voltaje desbocado para cargar las baterías, que ciertamente son delicadas. Ya luego usar un circuito de powerbank.

Aquí una muestra de lo que pueden alcanzar estos alternadores:

Gracias!
 

DOSMETROS

Insipient Constructor
#16
Estos alternadores de masa son de altísima eficiencia, cada vez frenan menos durante la carga
En general la eficiencia de un alternador siempre fue muy alta , en éste tipo de alternadores se eliminó el atróz rozamiento entre el caucho y la polea , pero la ley de la transformación de la energía sigue vigente.

y sí se pueden llegar a alcanzar puntas de 60km/h sin problema
Picos de 60 km/h serán de segundos y cargar una batería lleva mucho mas tiempo.
 

Dr. Zoidberg

Well-known-Papá Pitufo
#17
Y la velocidad de la rueda en ese video parece la velocidad de una helice de avion!!!!!
Seeeeeee.....seguro que alguien va a pedalear a esa velocidad en forma sostenida y va a salir vivo.
Jajajajajajajaja....no se coman los videos de youtube !!!!!
 
#18
Y la velocidad de la rueda en ese video parece la velocidad de una helice de avion!!!!!
Seeeeeee.....seguro que alguien va a pedalear a esa velocidad en forma sostenida y va a salir vivo.
Jajajajajajajaja....no se coman los videos de youtube !!!!!
Es un video para demostrar el rendimiento del dinamo solamente... En carretera de bajada con bici de montaña se alcanzan fácilmente los 75km/h (caso personal), en bici de ruta alcanzan los 90km/h sin problema.

Picos de 60 km/h serán de segundos y cargar una batería lleva mucho mas tiempo.
Con una velocidad promedio de 20-30km/h sería suficiente para cargar un móvil si este dinamo sigue siendo tan eficiente aplicándole carga.
 
#19
#20
Si hubiera alguna forma "simple" de cortar el paso de corriente cuando esta alcance los 40V, estaría genial, imagino algún transistor desactivado por un zener o algo así. No requiero que el dispositivo cargue sobre los 40V (que es el máximo permitido por el step-down chino que tengo) ya que la velocidad promedio oscila entre 20 y 35km/h, si pasara podría detener la carga hasta que vuelva a bajar la velocidad a un rango máximo para el regulador. Pensaría en poder usar hasta un mini relé si fuera necesario.
 

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