Hallo,
Martin Klaiber schrieb:
Jetzt wird es anspruchsvoll!
Also ich habe schon vergleichbares für Camping-Akkus gemacht. Allerdings war die Schaltung extern. Sie war aber auch nicht sonderlich groß.
Der Trick ist, mit einem n-Kanal MOSFET die Minus-Leitung des Akkus zu unterbrechen. Die Gatespannung wird just in dem Moment abgeschaltet, wie die Verbraucherspannung einen Sollwert unterschreitet.
Einfachste Version:
Akku + -----------*--------*------ Verbraucher, Lader + | RRR | R R | R R R2 _\| | RRR >|----* / | | +----* | RRR | RRR R1 R R ----- R R R3 R R ===== R R RRR | | | RRR Akku - ------*----*-+ +----*------ Verbraucher, Lader -
Im Normalfall ist das Gate immer offen. Das gilt auch für den Rückwärts fließenden Ladestrom. Auch er fließt über Rds(on) und nicht über die Substratdiode.
Wenn jedoch die Akkuspannung zu klein wird, macht der Transistor langsam zu. Dabei bricht die Verbraucherspannung weiter ein, was schnell zu einem stabilen, abgeschalteten Zustand führt. Danach bekkomt man die Last nicht mehr an, ohne die Spannung auf der Verbraucherseite wieder deutlich zu erhöhen. Wird jedoch eine Ladeschaltung angeschlossen, so wird das FET wieder geöffnet.
Der Nachteil ist, dass die Schaltung, solange der Akku noch nicht leer ist, etwas Strom verbraucht. Aufgrund des hochohmigen MOSFET Gates kann man die Sache aber sehr hochohmig auslegen. Einzig der Ein-/Ausschaltvorgang wird dabei langsamer. Das muss bei der Auslegung berücksichtigt werden. Beim Ausschalten ist das Grenzlastintegral der typischerweise ungekühlten FET zu beachten. Beim Einschalten der kurzzeitige Strom über die Substratdiode.
Bei der Spannungserkennung kann bzw. sollte man sich natürlich ggf. mehr Mühe geben. Z.B. macht eine Z-Diode in Reihe zu R3 die Schaltschwelle steiler. Wenn einen der Stromverbrauch nicht zu sehr stört, geht auch ein sparsamer Komparator.
Marcel