Stromversorgung akkubetriebenes Gerät

Hallo,

ich tüftel hier gerade an der Stromversorgung für ein Gerät mit STM32 Prozessor herum.

Das Ding soll mit einen Li-Akku, z.B.

formatting link

ausgerüstet werden.

Jetzt überlege ich, wie ich den Akku am einfachsten aufladen kann.

Erste Idee:

5V Anschluss per USB oder USB Netzgerät. Zwei Si-Dioden in Serie und ein Vorwiderstand + Feinsicherung -> Spannung wird auf 3,6V begrenzt, Strom wird durch den Widerstand begrenzt.

Vorteil: Simpel und billig.

Nachteil: Wenn jemand anstelle der 5V ein 12V Netzteil anschließt, knallt es. Dürfte zwar nicht vorkommen, weil USB-Buchse am Gerät, aber man weiss ja nicht.

Zweite Idee:

12V Anschluss, Strom- und Spannungsbegrenzung mit ein paar Transistoren, Dioden, LEDs etc.

Nachteil: geht nicht mit 5V

Es müsste aber doch auch eine Lösung mit einem einfachen Schaltregler geben, die genau das liefert, was ich suche?

Gruß

Stefan

Reply to
Stefan
Loading thread data ...

Stefan schrieb:

formatting link

Die Strombegrenzung mit LM317 und Widerstand zur Stromeinstellung, die Spannungsbegrenzung mit Z-Diode. Das geht mit 5V und für 12V muss der LM317 entsprechend gekühlt werden.

Reply to
Edzard Egberts

"Stefan" schrieb im Newsbeitrag news:51b98243$0$30119$ snipped-for-privacy@newsreader.ewetel.de...

formatting link

Das ist kein normalen Lithium-Akku, sondern ein LiFePo4. Recht teuier, aber nicht so empfindlich wie LiIon/LiPoly.

Die 5V aus USB sind nicht sonderlich stabil. Die Spannung darf am Ende des USB Kabels bis auf 4V fallen. Das macht ein voll-laden des Akkus eher schwer.

Der LiFoPo4 Akku gilt als voll, wenn er auf 3.6V aufgeladen wurde, überlebt aber bis 4.2V ohne Feuer zu fangen, leidet dabei aber. Insofern ist er nicht so kritisch wie LiIon Akkus, die eine auf 0.5% genaue Ladeschlusspannung haben wollen. Leider können sie nicht mit den handelsüblichen LiIon/LiPoly Ladechips aufgeladen werden, weil die eben 4.2V liefern statt 3.6V. Zudem wäre ein Tiefentladeschutz sinnvoll.

Wenn man 5.25V als maximale USB Spannung annimmt, 2.5V als minimale Akkuspannung, begrenzt ein 27 Ohm Widerstand des Strom auf erlaubte

100mA, allerdings dauert das aufladen recht lange, vor allem wenn nur 4V ankommen fliessen bei fast vollem Akku mit 3.6V ja nur noch 14mA. Die Ladezeit so einer 2.4Ah Zelle wäre dann ja 1 Woche.

Man trennt den Akku wenn er voll ist mit einem MOSFET, und man trennt die Last wenn der Akku leer ist ebenfalls mit einem MOSFET, so ergibt sich die Schaltung:

+-----------+----------+--------+---+---+-----+ | | | | | | | | R12 | R23 10k | | | | +---------+ | | | |S | +-R13-|Out2 Out1|---)---+---(----|I P-MOSFET S| | | | | | | P-MOSFET I|----+-----(-----|Hys2 Hys1|---+ | | | | | | | | | + | | | | | ICL7665 | R22 Akku | + --27R--+ | | | | | | - | 10k +-----|Set2 Set1|---+ | | | | +---------+ | | | + | R11 | R21 | Verbraucher | | | | | | - - -------------+-----+----------+--------+-------+-----+

Mit Widerstandswerte berechnet aus dem Datenblatt des ICL7665. Dessen "Un"-Präzision von 2% reicht für LiFoPo4 locker aus.

Etwas schlauer wäre es, den Akku mit einer 100mA Konstantstromquelle zu laden, die man aus einem OpAmp vor dem MOSFET aufbauen könnte.

--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net 
homepage: http://www.oocities.com/mwinterhoff/ 
 Click to see the full signature
Reply to
MaWin

Edzard Egberts schrieb:

Quark, geht ja doch nicht, weil 3.6 + 1.25 V schon 4.8 V sind und der Längstransistor noch gar nicht berücksichtigt ist.

Reply to
Edzard Egberts

Ich nehme immer gerne einen LP2951, weil der schon die Strombegrenzung einge- baut hat (100-150 mA).

formatting link
Figure 21 ist die Ladeschaltung. Die 4.2V musst du auf 3.6V einstellen, was bei

5V Eingangsspannung sowieso von Vorteil ist wegen der Diode vor dem Akku. Nachteilig ist die lange Ladezeit, da max. 150 mA in den Akku fliessen. Dafür braucht es keine Umschaltung von Normal/Ladebetrieb.
--
Dipl.-Inform(FH) Peter Heitzer, peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de 
HTML mails will be forwarded to /dev/null.
Reply to
Peter Heitzer

Hallo zusammen,

danke erstmal für die Anregungen. Die optimale Lösung hab ich allerdings noch nicht gefunden.

Werde wohl die 5V USB-Lösung verwerfen und statt dessen ein 12V Netzteil vorsehen.

Eventuell zusätzlich die 5V Lösung mit geringem Ladestrom, also einfach Vorwiderstand 3 Ohm + 2 x 1N4007 zwischen Akku und USB-Anschluss. Wenn der Akku dann auf 3V ist, fließen bei 5V am USB-Anschluss ca.

200mA. Das reicht aus, um mein Gerät zu betreiben und den Akku langsam zu laden. Richtig voll bekommt man den Akku dann eben nur mit 12V Netzteil.

Gruß

Stefan

Reply to
Stefan

Bei 12V Netzteil kannst du auch einen richtigen Spannungsregler verwenden. Wie Manfred schrieb, muß bei dem von dir gewählten Akkutyp die Spannung nicht auf 0.5% genau eingehalten werden, sodaß ein LM317 ausreicht. Für die Strom- begrenzung täte es dann ein Vorwiderstand vor dem Regler. Aus 5V mittels

2 Dioden die Ladespannung zu erzeugen, halte ich bei Li-Ion für Pfusch. Wenn du als Netzteil ein Ladegerät eines älteren Mobiltelefon nimmst, kannst du dir normalerweise den Vorwiderstand sparen, da die Ladegeräte i.d.R. selbst eine Strombegrenzung eingebaut haben. Wenn du nicht sinnlos Leistung verbraten willst, kannst du auch einen Ladeadapter für den Zigarettenanzünder umbauen. Die Adapter gibt es schon ab 1 EUR auf dem Flohmarkt. Alle Adapter, die ich in Händen hatte, verwendeten den MC34063 als DC/DC-Wandler. Mithilfe des Datenblattes findest du schnell die beiden Widerstände, die die Ausgangsspannung einstellen. Die Adapter funktionieren normalerweise ab ca. 9V und gehen bis etwa 24V. Der MC34063 hat auch eine Strombegrenzung, die zwar nicht allzu genau einstellbar ist, aber für deinen Zweck wohl ausreicht. In den Adaptern ist sie meist auf knapp unter 1 A.
--
Dipl.-Inform(FH) Peter Heitzer, peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de 
HTML mails will be forwarded to /dev/null.
Reply to
Peter Heitzer

Da gebe ich dir prinzipiell recht. Es geht mir dabei auch weniger um das Laden, als um den Betrieb des Gerätes wenn es an USB angeschlossen ist.

Es ist einfach ärgerlich, wenn man ein Gerät an den PC anschließt und man keine Daten auslesen kann, weil noch ein Netzteil fehlt. Mein Gerät zieht ca. 50mA. Das kann ich locker aus dem USB-Anschluss des PCs ziehen.

Kommt nicht in Frage. Es handelt sich um ein Gerät, von dem mehrere gebaut werden sollen.

Ok, Adapter zerlegen werde ich wohl nicht, aber das mit dem MC34063 werd ich mir mal ansehen.

Gruß

Stefan

Reply to
Stefan

Hi Stefan,

Dann lass das mit den Dioden lieber und mach's anständig.

Marte

Reply to
Marte Schwarz

Am Thu, 13 Jun 2013 10:26:37 +0200 schrieb Stefan:

+26650FPZ

Wie wäre es denn mit einem speziell hierfür geeigneten Lade-IC?

formatting link

--
mfG Andreas
Reply to
Andreas Graebe

"Andreas Graebe" schrieb im Newsbeitrag news:51bbfeee$0$6634$ snipped-for-privacy@newsspool2.arcor-online.net...

Ein Ladechip passend für LiFePo4 Akkus ? Das ist wohl keiner. Kann es sein, daß du nicht mal die Frage von Clemens ausreichend gelesen hast, bevor du unbedingt antworten musstest ?

--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net 
homepage: http://www.oocities.com/mwinterhoff/ 
 Click to see the full signature
Reply to
MaWin

-IC?

Was ist mit dem MCP73123? Der sollte doch passen, und ist zumindest bei Farnell und Mouser auf Lager, also wohl auch nicht Vapor-Ware.

Gruß, Michael Karcher

Reply to
Michael Karcher

Am Sat, 15 Jun 2013 19:36:51 +0200 meine MaWin:

Welcher Clemens?

Im ganzen Thread sehe ich nirgends eine Frage von einem Clemens. Anscheinend hat mein Provider hier wohl eine Anfrage verschluckt.

Jedenfalls gibt es bei Microchip einige Lade-ICs, je nach Anforderung. Wenn mein Vorschlag Dir nicht passt, steht es Dir frei, einen besseren zu machen. Nur motzen kann jeder.

Reply to
Andreas Graebe

Am 15.06.2013 20:25, schrieb Andreas Graebe:

Danke für den Tip. Sieht wirklich interessant aus. Ist vor allem schön klein.

Gruß

Stefan

Reply to
Stefan

"Andreas Graebe" schrieb im Newsbeitrag news:51bcb18e$0$6637$ snipped-for-privacy@newsspool2.arcor-online.net...

Oh, der hat den Franklin-Thread gestartet, hier heisst der Threadstarter Stefan.

Die Anforderung lautet LiFePo4

Ich habe eine Schaltung gepostet, aber offenbar hast du meinen Beitrag nicht gelesen.

Von Michael kam der passende MCP73123, von dir der unpassende MCP73811 der den Akku zerstört hätte.

Mir scheint, du hast das Problem und den Unterschied noch gar nicht begriffen.

--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net 
homepage: http://www.oocities.com/mwinterhoff/ 
 Click to see the full signature
Reply to
MaWin

Am Sat, 15 Jun 2013 23:09:14 +0200 schrieb MaWin:

Na dann ist es ja gut, ich hatte schon die Befürchtung, da sei etwas verloren gegangen.

Nein, lautet sie nicht. Sieh mal im Startpost nach.

Doch, aber die gefällt mir nicht. Spannungsteiler untrennbar mit dem Akku verbunden finde ich nicht gut, das kann zur Tiefentladung beitragen. Ausserdem sind mir das zu viele Einzelteile.

Das kommt darauf an, welchen Akku man damit lädt. Im Startpost war ausdrücklich von irgendeinem LI-Akku die Rede, welcher genau stand noch gar nicht fest. Der LiFePo4 war als /Beispiel/ erwähnt. Ob mein Vorschlag unpassend für das Problem ist, entscheidet ja wohl der Threadstarter, und sonst niemand.

Das Problem war, es wurde ein Laderegler für einen noch zu spezifizierenden Li-Akku gesucht. Mein Beitrag war ein Vorschlag für ein IC, welches eine bestimmte Bauart solcher Akkus laden kann. Der Starter des Threads fand den Tip anscheinend gut, siehe sein Posting von 21:47 Uhr. Wo ist also Dein Problem?

Überlass doch bitte die Beurteilung demjenigen, der die Frage gestellt hat. Nur er kennt sämtliche Parameter. Ich habe genau dieses IC empfohlen, weil ich damit bereits gute Erfahrungen gemacht habe.
--
mfG Andreas
Reply to
Andreas Graebe

Und so sprach Andreas Graebe:

Das solltest du dringend mal tun. Dort ist ein expliziter Akkutyp genannt/verlinkt.

Schau mal in die Appnotes diverser Ladecontroller. Alle brauchen einen Spannungsteiler (im 10^2-kiloOhm-Bereich). Bei weniger als 16,5µA (3,3V-Akku)brauchen wir nicht mehr über einen Entladestrom ausserhalb des Akkus diskutieren. Die Selbstentladung ist höher. Und die Schaltung von MaWin ist mehr als simpel. Da gibts deutlich komplizierteres...

Wenn der OP nur einen Akku verlinkt, wird das als Wahlentscheidung gewertet. Dass auf die Chemie zu achten ist weil es sonst brennt, hat er ja offenbar kapiert.

Nein es wurde eine Ladesschaltung für einen (genannten) Beispielakku gesucht.

Roland

Reply to
Roland Ertelt

Am Sun, 16 Jun 2013 09:09:13 +0200 schrieb Roland Ertelt:

Ja, als Beispiel. Ich habe den OP so verstanden, dass er irgendeinen LI- Akku nutzen will. Welcher steht noch nicht fest, er hat den angeführten explizit als Beispiel genannt. Sollte ich das falsch verstanden haben, kann wohl nur der OP Klarheit schaffen.

Nicht alle, die von Michael Karcher und mir vorgeschlagenen Typen schalten den Spannungsteiler ab, wenn kein Ladestrom fließt.

Das streitet niemand ab, aber es gibt auch deutlich Einfacheres. Das Gerät soll laut OP in Stückzahlen gebaut werden, da zählen dann noch ganz andere Punkte mit, wie Bestückungskosten, Lagerhaltung, Logistik etc.

Wie gesagt, das habe ich anders verstanden, da er von einem Beispiel sprach und "einen Li-Akku" erwähnte.

Wenn dem so ist, und das kann nur der OP mit Bestimmtheit sagen, ist mit dem Beitrag von Michael eine korrekte Lösung für die Auswahl einer vollintegrierten Ladeschaltung genannt worden. Und wenn nicht, kann auch das von mir erwähnte und bereits erfolgreich eingesetzte IC, natürlich jeweils mit einem geeigneten Akku, verwendet werden. So what?

Nun zum wiederholten Male: Ausschließlich der Threadstarter ist in der Lage zu beurteilen, ob eine angebotene Lösung für ihn in Frage kommt. Wenn er auf die Verwendung eines bestimmten Akkutyps festgelegt ist, ziehe ich meinen Beitrag mit Bedauern zurück. Wenn nicht, hoffe ich, eine Anregung gegeben zu haben. Keinesfalls aber glaube ich, daß er dritte braucht, seine Intentionen zu deuten.

--
mfG Andreas
Reply to
Andreas Graebe

"Andreas Graebe" schrieb im Newsbeitrag news:51bd7015$0$6622$ snipped-for-privacy@newsspool2.arcor-online.net...

Dein Ladechip ist für den vom Threadstarter genannten Akku jedenfalls unbrauchbar, das ist klar, da muß man nicht fragen. Du hast dir schlicht nicht die Mühe gegeben, dem verlinkten Bauteil zu folgen, sondern erst mal rumgeplappert.

Ob der Threadstarter überhaupt den Unterschied zwischen "Li-Akku" und LiFePo4-Akku kennt, ist zwar zweifelhaft, aber auf jeden Fall ist ein LiFePo4-Akku auch ein Li-Akku, denn das ist eine Obermenge die neben LiFePo4 auch LiIon und LiPoly enthält. Es gibt also keine Hinweis, daß mit Li-Akku NICHT der LiFePo4 gemeint sei sondern nur ein LiIon.

--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net 
homepage: http://www.oocities.com/mwinterhoff/ 
 Click to see the full signature
Reply to
MaWin

Am Sun, 16 Jun 2013 11:02:51 +0200 schrieb MaWin:

Habe ich auch nicht abgestritten.

Magst Du so sehen. Selbstverständlich war Dein Beitrag von gestern, 19:36 gehaltvoller.

Warum beleidigtst Du den, für den Du angeblich sprichst?

Ja, unstrittig, ich habe allerdings nirgendwo behauptet, daß mein Vorschlag für alle Akkus zu verwenden ist. Ich habe dem OP eine Option gezeigt, mehr nicht. Warum Du Dich genötigt siehst, ungefragt für andere zu sprechen, entzieht sich meiner Kenntnis.

Willst Du noch irgendetwas zum Thema beitragen, oder nur stänkern?

--
mfG Andreas
Reply to
Andreas Graebe

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.