Lade-Schaltregler

Hallo Tilmann.

Was hast Du denn f=FCr Akkus? "12V" Gasdichte Bleiakkus sollen zu Ausgleichsladung bis 14,4V bzw. sogar 14,6-14,8V (Blei-Gel) geladen werden. Meine pers=F6nliche Erfahrung ist, das man das auch tats=E4chlich besser macht. Dann w=E4rest Du aber bei 28,8 bis 29,6V.

ist

eim

en.

Was ist f=FCr Dich denn "normal"? Aber das Problem mit dem hohen Ladestrom ist mir bekannt. :-)

Das macht auch ein Flyback, wenn er passend aufgebaut ist. Gerade Flyback (oder SEPIC) kann das gut. In Currend Mode wird der Eingangsstrom begrenzt, und damit auch der Ausgangsstrom. Mess den Eingangsstrom aber mit einem Shunt. Ein transformatorischer Stromwandler erwischt dir einen wegdriftenden DC Anteil u.U. nicht >

S=E4ttigung. :-(

F=FCr Flyback ist UC3845 keine schlechte Idee. Der kann auch brauchbar Sepic. Must Du aber einen Transistor nachschalten.

Wenn Geld keine Rolle spielt, nimm LM2587, passende Coilcraft Transformatoren findest Du unter

t/Mag-LM258x.pdf F=FCr 500mA ist LM2587 gut ausreichend.

Den beliebten MC34036 k=F6nntest Du auch nehmen, aber f=FCr SEPIC ist der wohl nicht so genial.

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Jo. Nimm Regler IC. Mit der Ausgangsspannung gehst Du auf den Errorverst=E4rker zum Regeln.....ganz nach Applikationsbeispiel. Stell die Spannung auf Deine Ladeschlussspannung ein. Du l=E4sst im Currendmode das Teil bei zu hohem Eingangsstrom abregeln. Damit begrenzt Du auch den Ausgangsstrom. Wenn Du es komfortabler willst, mess den Ausgangsstrom =FCber einen Shunt, und verst=E4rke das Messignal mit einem OP-Amp und einer Referenz passend, und speise es auf den Errorverst=E4rker des Schaltregler ICs. Bei zu hohem Strom regelt der auch runter.

Knackpunkte: =DCberlege dir gut, Wo Du den Shunt f=FCr den Ausgangsstrom plazierst......kann dir das Design erleichtern. Ansonsten bist Du mit der Wahl recht frei. Am Errorverst=E4rker f=FChrst Du zwei Signale zusammen. f=FCr die Spannung und f=FCr den Strom. U.U. musst Du entkoppeln. z.B. mit einer Diode, die Dir den Ausgang des OP-Amps von der Spannung aus dem Spannungsmesszweig abkoppelt. Den Temperaturgang der Diode wirst Du leider heftig bemerken. Nimm Schottky, dann isset nich ganz so schlimm. Im Spannungszweig keine Diode. Wenn dir der Strom was wegdriftet, ist es nicht ganz so schlimm, aber die Spannung m=F6chtest Du meist genauer halten. Ausserdem st=F6rt es den hochomigen Spannungsteiler nicht wirklich, wenn da hinten was fremdes draufkommt. Um die Ladespannung umzuschalten, k=F6nntest Du den Spannungsteiler mit Optokopplern o.=C4. manipulieren. Ev. auch Transistoren, die Ihn =FCber Widerst=E4nde zus=E4tzlich gezielt belasten.

Und verlier Deine Angst davor, gasdichte Bleiakkus bis Oberkante Unterlippe aufzuladen. Kunden meckern schlimmer, wenn sie alle naselang nachladen m=FCssen, aber jedes Jahr ein neuer Akku st=F6rt sie nicht. Zumindest nicht bei unserer Klientel. :-)

Mit freundlichem Gru=DF: Bernd Wiebus alias dl1eic

Hallo Bernd,

danke für Deine Antwort.

Ich gehe von Panasonic LCR aus. Laut Datenblatt brauchen die eine Ladeschlußspannung von 29.4V und eine Erhaltungsladung bei 27.4V (jeweils bei 25°C). Ich werde faktisch nur die Erhaltungsladung brauchen.

Meine persönliche Erfahrung ist, daß ständig am oberen Limit geladene Akkus a) ziemlich warm werden und b) nicht lange leben. Da es hier wirklich nur um eine Pufferfunktion geht, möchte ich die Dinger lieber etwas schonen und dafür eine längere Lebensdauer haben.

"Normaler" Aufwärtsregler ist der Standard-Boostregler. Wenn bei dem die Ausgangsspannung unter die Eingangsspannung sinkt, fließt der Strom direkt durch Spule und Diode zum Ausgang - begrenzt nur durch den Innenwiderstand dieser beiden Teile. In dieser Anwendung undenkbar.

Flyback ohne Transformator (Standard-Boost): siehe oben. Flyback mit Transformator: wollte ich einklich vermeiden. (Wirklich genau passende Transformatoren sind in Kleinmengen oft etwas exotisch zu kriegen, Drosseln angenehmer.)

Geld spielt immer eine Rolle. :-)

Vom Konzept her scheint mir der Cuk-Wandler sehr geeignet. Mal schauen, wie ich das mit einem gängigen PWM-Controller hinkriege.

Hier ist es eher andersrum. Lieber nur 95% Pufferdauer, dafür langes Leben der Akkus. Mindestens 99.9% der Zeit wird sowieso geladen.

Gruß, Tilmann

Buck-Boost (also eine Drossel mit 4 Transistoren) würde auch gehen, der hat keinen direkten Pfad zum Ausgang und kann den Strom regeln - z.B. der LTC3780

Für 1A dürfte der aber leicht Overkill sein.

LM5118 könnte etwas handlicher sein.

cu Michael

Hallo Tilmann,

Daran tust Du auch gut. Wenngleich es wohl sinnvoll sei, gelegentlich auch mal ein bischen höher zu laden, aber eben nicht auf Dauer.

Woher beziehst Du denn eigentlich Deine 24 V? Lässt sich die Ladeschaltung nicht auch aus dieser Quelle versorgen? Selbst wenn das aus einem Schaltnetzteil kommt, ein paar Extrawindungen mehr und die Ganze Sache könnte erheblich einfacher sein. Wenn der Pufferakku eingreifen soll, musst Du ohnehin irgendwie dann die 24 V stabilisieren, oder? Wenn Du dann aus den 24 V den Boost-Regler speist, dann musst Du hier auch noch erkennen, wenn der Fall eintritt, dass der Akku speisen soll. Sinkt dann die Akkuspannung auch noch unter 24 V, und das wird ggfs bald sein, dann brauchst auch hier ein boostfägiger Wandler.

Dagegen brauchst Du aber gerade einmal einen PNP-Transistor, einen TL431 und drei Widerstände. Da der Transistor rein digital arbeitet und Du 500 mA als Maximum betrachtest, braucht der noch nicht mal groß sein.

Marte

Hallo Tilmann.

Ich habe hier die LC-R127R2PG. Cycle use: 14,5~14,9V (25 C)

Ich halte die auf 14,6-14,7V mit einer Strombegrenzung auf

1,5A (fr=FCher 2A). Wenn vollgeladen, pendelt sich der Strom auf 10-30mA ein. Warm wird der Akku davon nicht.

n.

Ok. ist ein anderer Fall wenn die nur auf Erhaltungsladung sitzen.

ne

Ok. Aber denk mal =FCber eine Automatik nach, die die Teile einmal pro Woche auf 29,2V aufzupustet. Ausgleichsladung und gegen Sulfatierung. Ganz komfortabel w=E4re ein Knopf, den der User 1-4h vor einer m=F6glichen Nutzung dr=FCckt, und w=E4rend der Zeit wird das Teil auch auf 29,2 hochgeladen. Wenn es nur als Notreserve dient, ist das aber Bl=F6dsinn. Sonst k=F6nnte man den Notfall m=F6glicherweise vermeiden, wenn man im Vorraus davon w=FCsste. Aber das gelegentliche Aufladen bis zur Ladeschlussspannung k=F6nnte gesund f=FCr den Akku sein. Genauso wie das gelegentliche Leeren des Akkus. Anders kanst Du eh nicht wirklich feststellen, ob er noch ganz ist. Sonst f=E4llt Dir das erst im Notfall auf.

Da denke ich andersrum. "Normalfall" ist Flyback, und der Booster ist der Spezialfall Flyback mit 1:1 Spartrafo. :-)

Ja.

95%? Aehem....Akkus werden mit 30% Toleranz nach unten geliefert. Laut irgend ner DIN ist er mit 70% der (gelieferten) Anfangskapazit=E4t kaputt. Pers=F6nlich bin ich da je nach Anwendungsfall nach unten hin toleranter, aber Du wirst sehr viele Akkus finden, die bei Auslieferung =FCberhaupt keine 95% Kapazit=E4t haben.

Mit freundlichem Gru=DF: Bernd Wiebus alias dl1eic

Hallo Bernd,

das muß man durch Wartungsintervalle lösen - ansonsten tritt der Notfall nämlich laut Murphy genau dann ein, wenn der Akku zwecks Pflege gerade entladen wurde... :-\

Ich meinte 95% der Kapazität, die mir nach Volladung zur Verfügung stünde. Nicht 95% von dem Wert, der außen drauf steht. (Die 95% sind geschätzt - mag sein, es sind nur 90%.)

Tilmann

Michael Schwingen schrieb:

Sehe ich ähnlich. Insgesamt recht aufwendig.

Ja, stimmt. Ich sehe mir den mal näher an.

Gruß, Tilmann

Marte Schwarz schrieb:

Im Pufferfall muß (und kann) ich mit der Spannung des Akkus leben. Bei Netzbetrieb habe ich aber wirklich nur die 24V.

Bevor ich den Boostregler auf diese Weise komplett abschalte, möchte ich das lieber über die Strombegrenzung tun. (Es soll durchaus noch ein Ladestrom fließen, nur eben kontrolliert.)

Tilmann

Hi Tilmann,

Was spricht dagegen, wahlweise über den Transistor einen Widerstand zu legen oder noch komfortabler eine Strombegrenzung?

Marte

Marte Schwarz schrieb:

Die Strombegrenzung soll im Schaltregler erfolgen, wegen der Verlustleistung.

Tilmann

Hallo Tilmann,

Tendierst Du immer dazu, Dir das Leben unnötig kompliziert zu machen? Der Fall wird nur dann greifen, wenn der Akku sehr weit entladen wurde. So wie ich Dich verstanden hatte, sollte dies der absolute Ausnahmefall sein. Sobald sich der Akku ein bischen erholt hat, wird seine Leerlaufspannung wieder bei 24 V liegen und Du hast überhaupt kein Problem mehr mit einer ggfs erforderlichen Strombegrenzung, die Du nicht vom Boost-Converter aus regeln kannst.

Marte

Hallo Marte.

90% meiner T=E4tigkeit besteht darin, "absolute Ausnahmef=E4lle" geradezubiegen, die "nie vorkommen". :-)

N=F6=F6. Es kann dauern, bis sich die Spannung "normalisiert" hat. Vermutlich willst Du solange nicht mit dem Laden warten. Die Strombegrenzung bei passender Topologie vom Schaltregler erledigen zu lassen, ist in meiner Erfahrung der bessere Weg, und noch nichtmal furchtbar kompliziert.

Mit freundlichem Gru=DF: Bernd Wiebus alias dl1eic

und Du hast =FCberhaupt kein Problem mehr mit einer

Hi Bernd,

Du tust grad so, als ob ich empfohlen hatte, diesen Fall gar nicht zu berücksichtigen. Dem war aber nicht so.

Wenn er, wie von mir empfohlen, einen Widerstand über dem Transistor hat, wird sofort nach dem Anlegen der 24 V mit einem Ladevorgang begonnen. Daraufhin stabilisieren sich die Zellen in der Regel sehr schnell. Es ist eben nur eine Frage, des Entwicklungsaufwandes und der Kuosten, die man bereit ist für eine Optimierung eines Falles (es geht ja nicht darum, den Fall nicht zu beachten) zu stecken, der eigentlich gar nie eintreten sollte.

Marte

Marte Schwarz schrieb:

Ich halt's eher wie Bernd - wenn ich mit vertretbarem Aufwand die "optimale" Lösung hinkriege, mache ich das. Wenn nicht: Abspecken bzw. Ansprüche reduzieren kann man immer noch. Aber die saubere Lösung von vornherein gar nicht zu verfolgen, erscheint mir nicht sinnvoll.

Gruß, Tilmann

Michael Schwingen schrieb:

Einklich ein klasse Chip - schaltet nur leider ab, statt den Strom einfach zu /begrenzen/ und scheidet damit als Laderegler aus. :-(

Tilmann

Bei Strombegrenzung denke ich immer zuerst an den LM317. Bei linearer Regelung gibt es keine Stromstöße um dessen elektrochemische Wirkungen man sich sorgen machen müsste. Einziger Nachteil: Gerade weil das eine lineare Regelung ist, verliert man an Effizienz uns man muss genügend Kühllörper für die maximal anfallende Abwärme bereit stellen.

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Kai-Martin Knaak                                  tel: +49-511-762-2895
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Muss man sich mal genauer ansehen. Viele Chips gehen dann in den Hiccup Mode, so aehnlich wie die Drehzahlbegrenzer beim alten VW-Bulli. Koennte durchaus akzeptabel sein.

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Gruesse, Joerg

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Ist halt auf guten Wirkungsgrad bei höheren Strömen ausgelegt.

Ansonsten ist bei den Strömen sicherlich auch wie ursprünglich vorgesehen CuK/Sepic gut machbar, aber irgendwie gefällt mir das buck-boost-Prinzip.

cu Michael

eine externe Strombegrenzung (per Shunt, Opamp und Feedback-Pin) sollte sich bei so ziemlich jedem Regler dranfrickeln lassen, aber das klingt nicht unbedingt nach der optimalen Lösung.

cu Michael