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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 3,3V Logik aus LiIon Akku


Autor: Andreas Auer (Gast)
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Hi.

Ich hab vor einen MP3 Player mit einem Handy Akku (LiIon Akku) zu
versorgen. Außerdem werde ich den Akku im Gerät laden. Das bedeutet
also, dass die Spannung am Akku zwischen ca. 3V (entladen) und 4,2V bei
der Ladnung schwankt.
Der VS1001k MP3 Decoder verträgt aber maximal 3,6V laut Datenblatt. Das
bedeutet also, ich bräuchte irgendeinen Spannungsregler, der mir aus 3 -
4,2 V zumindest 3 Volt macht. Gibts da irgendwelche fertigen Regler??

Wie wird das zum Beispiel bei nem Handy gemacht?? 3,3V Logik aus einem
LiIon Akku zu betreiben ist ja normalerweise nichts ungewöhnliches,
oder??

mfg
Andreas

Autor: KoF (Gast)
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...die gibt es wie sand am meer.
ähnlich wie die ganzen 79x05 typen (je nochdem welche stöme/sonstige
features).
zur not mußt du dir selber was einfallen lassen (spannungsteiler (aus
wiederständen) / zdioden,...)


betätige einfach mal die suche... wir haben schon soooooo² oft darüber
diskutiert/beraten

ps. viel spass beim laden des liion akkus...
(ich geh mal davon aus (nach deiner allgemeinen fragestellung) das du
noch weniger von elektronik verstehst als ich grinsel ;)

mfg KoF

Autor: Thorsten (Gast)
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Benutze einen LDO Spannungsregler, der braucht am Eingang 0.2V mehr als
am Ausgang und hat selbst eine sehr geringe Stromaufnahme. Bei 3V
Eingangsspannung hast du zwar nur 2.8V Ausgangsspannung, daß sollte
aber völlig ausreichend dein. Der Akku ist ja dann eh leer.

Thorsten

Autor: Stefan Kleinwort (Gast)
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Ich benutze sehr gern TOREX-Regler, die haben eine sehr geringe
Drop-Spannung und praktisch keinen Eigenverbrauch (1-10uA).

Im Markt-Teil hat vor kurzem jemand welche verkauft (ich wars nicht
:-)).

Stefan

Autor: Andreas Auer (Gast)
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Gut, besten Dank mal für die Antworten.
Dann werd ich mich mal um ein paar LDO Regler umsehen!

mfg
Andreas

Autor: Winfried (Gast)
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Die Torex Teile sind wirklich Klasse. Kann ich empfehlen. Siehe im
Marktforum hier. Habe auch welche gekauft.

Winfried

Autor: Ronny (Gast)
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Hallo zusammen,

da freut sich jeder Akku-Hersteller, wenn man seine Energie aus dem
Akku schnell über einem Linearregler verheitzt, dann öffter den Akku
wieder aufläd und ein, zwei, drei, da hat man wieder die maximale
Anzahl der Ladezyklen, die der Akku mit macht geschaft.

Will heisen, wer mir seiner Akku-Energie auch noch sparsam umgehen
möchte, der braucht einen Schaltregler mit möglichst hohen
Wirkungsgrad.

Wem der Wirkungsgrad egal ist, der kann natürlich beim guten alten
Linearregler bleiben.

Viel Spaß beim basteln
Ronny

PS: Den Li-Ionen Akku nicht kurz schließen. Die Sicherheitshinweise bei
einem solchen Akku sind tötlicher ernst.

Autor: Andreas Auer (Gast)
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Hi.

Hab mich mal bei Maxim ein bisschen umgesehen. Da gabs auch ein kleines
Schaltungsbeispiel. Und zwar wurde mit einem DC-DC Step up Converter die
Spannung von einer Li-Zelle (3,6V) auf 5V geregelt. Danach wurde ein
Schaltregler verwendet, der das ganze wieder auf 3,3V runterregelt. Ist
das eine "normale" vorgehensweise??

Hätte eigentlich doch vor, so sparsam wie möglich mit meiner Akku
Energie umzugehen. Mir fehlt momentan nur der Plan dazu ;-).
Kennt eigentlich jemand ne gute Seite, wo man die Kennlinie eines LiIon
Akkus sieht. Der sollte doch über möglichst lange Zeit seine Spannung
konstant halten, oder??

mfg
Andreas

Autor: Oliver Keller (Gast)
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@Andreas Auer
Ich bevorzuge auch Schaltregler. Hab' den selben Einsatzzweck wie Du
und mir den TPS61131 von TI dafür angelacht. Der kann auch mit zwei
Inputs umgehen (z.B. USB+LI-Io-Akku, siehe Datenblatt S.20 !).

Umständlich über 5V würd' ich nicht auf 3,3V regeln.
Aber Maxim ist mit seinem Sortiment in dieser Richtung eh etwas
veraltet. Das ist mir aufgefallen als ich die Eigenstromverbräuche und
die Drop-Spannungen mit denen der Konkurenz mal verglichen habe.

Und Li-Io Laderregler gibts ja mittlerweile, nicht nur bei TI und
Maxim, wie Sand am Meer. Evtl. gibt es jetzt auch Kombinationen aus
Laderegler und DC/DC Wandler.

Autor: Stefan Kleinwort (Gast)
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Ein Linearregler, der von 4,2V auf 3,3V regelt, erreicht 78%
Wirkungsgrad. Viel wichtiger, als an den letzten 20% rumzubasteln halte
ich es, den Stromverbrauch der restlichen Elektronik und vor allem den
im Standby zu minimieren. Und dazu braucht man einen Regler mit
minimalem Eigenstromverbrauch, sowas habe ich bei DC-DC leider noch
nicht gefunden.

Natürlich kann man statt Standby das Gerät auch "hart" vom Akku
trennen. Das hat aber folgende Nachteile:
* Kein smartes Einschalten über key-on-wakeup (ohne Zusatzhardware).
* Gerät kann sich bei leerem Akku nicht mehr selbst abschalten und
  nuckelt den Akku leer, wenn vergessen wird, es auszuschalten.
* kein smartes Ausschalten bei Nichtbenutzen (Timeout) möglich.

Standby mit unter 10uA ist machbar!

Stefan

Autor: Andreas Auer (Gast)
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Hi

@Stefan:
Die Vor- und Nachteil von Standby und hart vom Akku trennen hab ich mir
auch überlegt und möchte das ganze auch lieber im Standby Mode versetzen
können.

Wenn ich jetzt einen normalen Linearregler mit sehr niedriger Dropout
Spannung verwende (gibt ja welche mit 0,12V), dann regelt der mir die
4,2 (wenn der Akku geladen wird) bzw. 3,6V wenn der Akku nicht geladen
wird schön auf 3,3V. Was passiert, wenn der Akku zu neige geht?? Knickt
die Spannungskennlinie eines LiIon Akkus relativ scharf ab und geht dann
gegen 0 (jaja... schon klar... Tiefentladung vermeiden), oder geht das
schön langsam über die gesamte Laufzeit??
Wenn das langsam geht, dann komm ich ja mal in die Lage, dass der LDO
nicht mehr genug Spannung bekommt um auf 3,3V zu regeln. Was macht der
Regler dann?? Hört er ganz auf, oder sinkt die Ausgangsspannung einfach
mit der Eingangsspannung schön langsam??

mfg
Andreas

Autor: Andreas Auer (Gast)
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Noch ne kleine Frage, die zwar nicht direkt dazupasst, aber doch was mit
Spannungs-/Stromversorgung  zu tun hat.
Weiß zufällig jemand, wieviel ne Compact Flash Speicherkarte im aktiven
Betrieb an Strom braucht (am besten bei 3,3V)?? Außerdem ist noch
interessant, was sie im Sleep bzw. Standby Mode benötigt!
Falls sich die nämlich nicht in den uA Bereich absenken lässt, wird es
wohl so werden, dass ich nur den Mikrocontroller fix über einen
Spannungsregler (der von TI sieht wirklich gut aus!) an der Spannung
lassen und alle anderen dann über nen FET wegschalte!

mfg
Andreas

Autor: Stefan Kleinwort (Gast)
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>Wenn das langsam geht, dann komm ich ja mal in die Lage, dass der LDO
>nicht mehr genug Spannung bekommt um auf 3,3V zu regeln. Was macht
der
>Regler dann?? Hört er ganz auf, oder sinkt die Ausgangsspannung
einfach
>mit der Eingangsspannung schön langsam??

Wie gesagt, ich habe hauptsächlich mit den TOREX Erfahrung und bei
denen funktioniert das so wie Du beschrieben hast.

>Falls sich die nämlich nicht in den uA Bereich absenken lässt, wird
es
>wohl so werden, dass ich nur den Mikrocontroller fix über einen
>Spannungsregler (der von TI sieht wirklich gut aus!) an der Spannung
>lassen und alle anderen dann über nen FET wegschalte!

So mache ich das auch.
Die Ultra-Bauteilspar-Methode ist (bei Bauteilen, die nur ein paar mA
ziehen): deren GND an einen Pin des mc legen, im Standby den Pin high
schalten. Vorher aber alle Eingänge der abzuschaltenden ICs auf
High-Potential legen. Muss nicht mit jeder Schaltung funktionieren ;-)

Stefan

Autor: Oliver Keller (Gast)
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Die 40µA Stromverbrauch des TPS61131 Reglers sind für mich, und ich
denke generell für die meisten anderen Anwendungen auch, immernoch
ausreichend gering und vernachlässigbar genug... und 90% Wirkungsgrad
sind ja auch nicht schlecht.
"Der Witz" bei diesem Regler (es gibt sicher ähnliche, die nicht von
TI sind)  ist halt, dass es nicht irgendein 3.3Volt Konverter ist,
sondern einer, der speziell für Li-Io Akkus gedacht ist.
Deshalb gibt's Features wie power good und low battery Signale.

Autor: Andreas Auer (Gast)
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@Oliver Keller:
Also 40uA ist wirklich nicht viel. Und wenn ich das Datenblatt richtig
überflogen habe, dann entfallen von den 40uA etwa die Hälfte auf den
LDO Regler. Das würde dann schonmal nur noch 20uA machen.

Ich hab mich auch nochmal bei TI umgesehen und da gibts zum Beispiel
auch den TPS62203. Der kommt im 5 poligen SOT23 Gehäuse und ist
ebenfalls für LiIon Akkus gedacht. Der hat sogar 95% Wirkungsgrad und
braucht laut Datenblatt nur etwa 15uA.

mfg
Andreas

Autor: Quark (Gast)
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Hi,
und wann hat Reichelt sowas, oder bin ich Blind?
Quark

Autor: Andreas Auer (Gast)
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Naja... ich brauch erstmal ja nur ein paar Stück. Meine Projekte sind ja
im prinzip Einzelstücke (zumindest wenn es um den MP3 Player geht). Und
dann lassen sich die Dinger auch mal als Sample bestellen!

Und auf Anfrage bekommst die Dinger vielleicht auch bei Reichelt oder
Segor, wenn du wirklich mehr brauchst!

mfg
Andreas

Autor: Stefan Kleinwort (Gast)
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@Oliver:
habe mir mal das Datenblatt angesehen, sieht richtig hübsch aus, das
Teil. Ich denke, der lohnt sich vor allem dann, wenn die
Eingangsspannung unter die 3,3V sinken kann.

Ob der TPS62203 überhaupt bereits lieferbar ist, würde ich erstmal
abchecken. Datenblatt ist von Mai-2004, aber vielleicht ist TI ja fixer
als Atmel.

Stefan

Autor: Marko (Gast)
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Hallo,

kennt ihr da auch Regler die nen höheren Strom abkönnen, so ca. 2 - 2,5
A ??
Wenn dabei dann noch die Ausgangsspannung regelbar ist, wäre das
super.
Habe bisher nur nen LT1764 von Linear Technology. Das ist aber bei uns
auch nur sehr schwer zu bekommen.


Gruss

Autor: Axel (Gast)
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Hi Leute,
ich verwende einen LTC1878 für meine 3.3Volt.
Di krummen Werte im Datenblatt habe ich wie folgt ersetzt.
gegen Masse 220K, vom Ausgang kommend 820K parallel 4.7M.
Kommen 3.33xVolt raus. bei 680K satt der paralleschaltung von 820|4.7
sins dann 3.26Volt. Geht prima! Induktivität 15uH UPC04 von
Coiltronics.
Zum Laden des Lipo nehme ich einen MAX1811, der arbeitet zwar als
Linearlader, aber wenn ich den Akku auflade, habe ich eh' Strom aus
der Dose(bzw.bei mir USB), da ist das nicht so schlimm.
Aber die Sache mit dem TI TSP61131 sehe ich mir mal an, ich habe hier
den TSP62007DGSR liegen. Mein Design war aber schon fertig, sodass ich
den noch garnicht getestet habe. (Muster von EBV)
Viele Grüße
AxelR.

Autor: Andreas Auer (Gast)
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Hi

@Axel:
Was hat dein Akku für ne Kapazität und wielange hält der bei deiner
Belastung??
Zum Laden meines Akkus werde ich ebenfalls den MAX1811 verwenden (hab
ich gerade so rumliegen), der von USB gespeist werden soll. Also
selbige Anwendung ;-)!

mfg
Andreas

Autor: Axel (Gast)
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Ich habe einen GPS-Empfänger drann, der braucht 17mA, die aktive Antenne
ca.20mA, ein GSM-Modul von Sony-Ericsson, die meiste Zeit 5-10mA, bei
GPRS-Verbindung (IP-Stack) etwas mehr. Das GSM-Modul ist mit 50.000uF
gepuffert, wirkt Wunder!
Der Akku hat 780mAh und hält entsprechend. Da er immerwieder
nachgeladen wird, kann ich Dir garnicht sagen, wie lange der Akku
autark hält. 2Tage vielleicht...
Achso der AVR braucht auch etwas, klar.

Gruß
Axel

Autor: Andreas Auer (Gast)
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Danke für die Info.
Was hast du da eigentlich gebaut. Die Komponenten hören sich ja
schonmal sehr interessant an ;-).

mfg
Andreas

Autor: Axel (Gast)
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Bin Immernoch auffa Arbeit.
kannst ja mal klicken, soll aber keine Werbung sein!

www.fugon.de ->was wir machen ->Telematik ->Bordrechner ->NavKosM

AxelR.

Autor: Axel (Gast)
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Hi Andreas,
das trifft den Kern eher...

http://www.fugon.de/de/dokus/NavKoS%20M-80%20Info.pdf

Gruß nochmals
AxelR.

Autor: Thorsten (Gast)
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Hallo,

ich hätte mal eine Frage zu dem MAX1811. Im Datenblatt ist immer die
Rede von "single-cell lithium-ion battery", und "The device can
be configured for either a 4.1V or 4.2V battery". Kann ich mit diesem
Baustein ein Siemens LiIon Akku laden ? Auf dem steht 3.7V. Ich habe
auch noch nie Akkus gesehen, auf denen 4.1V oder 4.2V steht.

Gruß
Thorsten

Autor: Oliver Keller (Gast)
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4.1V oder 4.2V ist die Ladespannung. Je nach Nennspannung 3.6V bzw.
3.7V. Da muss man wohl aufpassen, dass man die richtige Ladespannung
für seinen Akku wählt. Sonst ist das angeblich schädlich für den Akku.

Autor: AxelR. (Gast)
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Welcher Siemens -Akku ist es?
AxelR.

Autor: Thorsten (Gast)
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Es ist der mit 3.7V und 840mAh.

Thorsten

Autor: AxelR. (Gast)
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wenn man nicht weiß, welche Zelle drinn steckt - das kann man eigentlich
nur herausfinden, wenn man mal einen(originalen) zerlegt, ist das schwer
zu sagen... (kluge Antwort, ich weis) Bei plagiaten aus fernost ist das
wieder was anderes, die Zellen, die ich bisher aus solchen Quellen
bezog, hatten durch die Bank weg 4.2Volt Ladeschlussspannung. Da ich
aber keine Lust habe, meine Haftpflichversicherung bemühen zu müssen,
gebei ch lieber keine Garantie...
Kaputt gehen kann eigentlich nichts, die interne Schutzelektronik
schaltet rechtzeitig ab. Bei BareCells also bei Zellen die ohne
Schutzelektronik daherkommen, sieht die Sache anders aus. Hier hilft
nur ein Blick ins Datenblatt, welches man ja dann dabei hat.

Axel

Autor: Thorsten (Gast)
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Ich habe an meinem Siemens-Akku mal gemessen. Wenn ich das Ladekabel
anstecke, steigt die Klemmenspannung von 3.8V auf 3.96V nach kurzer
Verzögerung an. Nach weitern 30 Sekunden etwa gibts ein weiteren Sprung
auf 4.00 Volt, von jetzt an steigt die Klemmenspannung gleichmäßig
weiter an. Kann man hieraus irgendwie die Ladespannung ableiten ?
Außerdem hat der Akku drei Pins: Plus, Minus und ?. Weiß jmd., wofür
der dritte Pin ist ?

Besten Dank.

Gruß
Thorsten

Autor: Axel (Gast)
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Hi,

von 3,96 auf 4Volt ist ja nun keine Sprung...

Messe solange, bis sich die Spannung nicht mehr ändert.
Befindet sich der Akku bei "anstecken des Ladegerätes" im Handy?
Dann mess die Spannung am Akku parallel beim Laden. Wenn Das Handy
"VOLL" anzeigt, siehst Du die Ladeendspannung ja am Akku.
Der dritte Pin ist ein Thermistor gegen Masse. Mess mal den Widerstand,
bei Erwärmung des Akku's sollte sich dieser ändern (macht er auch).

In den meisten Fääen ist davon abzuraten, ein Strommesser in die
Akkuzuleitung zu legen (Solltest Du das vorhaben). Der Spannungsabfall
am Meßgerät reicht bereits, um den Ladezustand für den MAX1811 zu
verfälschen. Ladestrom also #VOR# dem MAX1811 messen.

GRuß an alle
AxelR.

Autor: Winfried (Gast)
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Im 10/20 A Messbereich ist es kein Problem, da sind es nur wenige
Milliohm Widerstand.

Autor: Axel (Gast)
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Schon probiert?
Ich dachte, wir sind deshalb hier tätig, um andere vor den Fehlern zu
bewahren, die wir selber mach(t)en. Genau von den wenigen Milliohm rede
ich! Ich habe jetzt keine Lust, das vorzurechnen...
Axel

Autor: Thorsten (Gast)
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So, der Akku ist jetzt voll. Die Spannungändert sich nicht mehr und
liegt bei 4.16V.

Thorsten

Autor: Oliver Keller (Gast)
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Gut das sich hier einer auskennt!
Ich hatte schon die Vermutung, dass Akkus mit "Nenn-Beschriftung"
3,6V immer mit 4.1V bzw. 3,7V Akkus immer mit 4.2V geladen werden
müssen.
Das ist aber anscheinend nicht so, oder, Axel?
Macht eigentlich auch kein Sinn, da ich hier einen neuen Li-Polymer
für's Nokia 3310 (1800mAh! 9Eur bei Ebay ;-) habe, der laut
Beschriftung 3,7V Nennspannung hat. Aber alte Akkus fürs 3310 haben
eher 3,6V Nennspannung aufgedruckt.

Autor: Axel (Gast)
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Das hängt wohl eher mit dem Herstellungsprozeß zusammen. die meisten
Akku(Zellen), die ich in die Finger bekomme, haben 4.2V Nennspannung.
Wenn man einen "VIER-EINZER" mit 4.16 auflädt, fliegt er einen auch
nicht (gleich) um die Ohren. Die Frage ist ja auch, wann der Akku als
"voll" vom Lader definiert wird. Meist zieht man die Kapazität heran
und legt einen noch fließenden Ladestrom fest, bei der Akku dann als
"voll" gemeldet und die Ladung beendet wird (C/10 oder C/20, muss ich
erst nachsehen). man muss bei den preiswerten ebay- Angeboten jedoch
sciher sein können, dass Die Akku's auch eine Schutzelektronik
eingebaut haben. Meist haben die billigen plagiate(Nachbauten) aus
fernost maximal eine PTC-Halbleitersicherung drinn...
In anderen Foren, wie im rclineforum, kann man dann die Resultate
betrachten. LiPo's, die Aussehen, wie ein
Jahrmarkt-Helium-Ballon-Ernie.
Nur ohne Schnur.
So muss weiterarbeiten...
Axel

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