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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Akku-Ladegerät


Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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Hallo!
Ich weiß, Akku-Ladegeräte sind ein "leidiges Thema", handelt doch 
irgendwie jeder dritte Thread davon...

Wie dem auch sei: Wie viele andere vor mir möchte ich ein Akku-Ladegerät 
bauen.

Es soll können:
Ausgangsspannung 0 - 4,5V (einstellbar in 100mV-Schritten)
Ausgangsstrom 0 - 2A (einstellbar in 100mA-Schritten)

Ich habe mir nach etwas Recherche die Schaltung im Anhang überlegt. Über 
die beiden Vrefs können Spannungs- und Strombegrenzung unabhängig 
voneinander eingestellt werden. Diese Ref-Spannungen würde ich dann 
später über digitale Potis vorgeben. Weiterhin würde ein Mikrocontroller 
mit AD-Wandler während des Ladevorgangs die Spannung und den Strom 
aufzeichnen (inkl. USB-Schnittstelle zur grafischen Auswertung).
Ich würde das Minus-Delta-U-Verfahren dann im Controller implementieren. 
Zusätzlich natürlich noch NTC-Temperaturmessung etc...

Warum es mir geht ist schlicht die Frage:
Macht "man" es so, wie ich es im Schaltplan vorgesehen habe?
Gibt es bessere Lösungen?

Das Hauptproblem an meinem Entwurf sehe ich vor allem darin, wenn ich 
nur sehr kleine Ladeströme einbringen möchte: Ich habe es mit LTSpice 
simuliert und bei 100mA-Sollstrom schwingt der Ist-Strom zwischen 80mA 
und 160mA...

Über konstruktive Anregungen und Tipps würde ich mich sehr freuen!

Schöne Grüße,
Alex

: Verschoben durch Admin
Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Warum es mir geht ist schlicht die Frage:

Was willst DU letztlich damit laden?



> nur sehr kleine Ladeströme einbringen möchte: Ich habe es mit LTSpice
> simuliert und bei 100mA-Sollstrom schwingt der Ist-Strom zwischen 80mA
> und 160mA...

Na, genau das ist auch bei der Schaltung der gepulsten Stromquelle zu 
erwarten.

Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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Hallo Andrew,

>Was willst DU letztlich damit laden?

Ich möchte ein möglichst flexibles Ladegerät für NiMh und 
Li-Ionen-Akkus.

>Na, genau das ist auch bei der Schaltung der gepulsten Stromquelle zu
>erwarten.

Genau. Die Frage ist nun, sind die auftretenden Schwankungen akzeptabel? 
Kann man etwas an der Schaltung ändern, damit sie kleiner werden? Gibt 
es alternative Konzepte?


Die Frequenz des Sägezahn-Generators liegt übrigens bei 100kHz.

Im Anhang zwei Simulationen mit LTSpice wobei ich jeweils einen 
Kondensator mit 1mF auf Usoll = 1,5V geladen habe. Einmal mit Isoll = 
200mA, einmal mit Isoll = 2A.

Autor: avr (Gast)
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Alex Bürgel schrieb:
> Ich würde das Minus-Delta-U-Verfahren dann im Controller implementieren.

>Ich möchte ein möglichst flexibles Ladegerät für NiMh und
Li-Ionen-Akkus.

Das Verfahren geht bei Li-Ionen nicht!

avr

Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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>Das Verfahren geht bei Li-Ionen nicht!

Danke für den Hinweis. Das Verfahren würde ich natürlich nur bei NiMh 
verwenden. Für Li-Ion würde ich entsprechend auf CCCV umschalten. Aus 
genau diesem Grund (die Vielseitigkeit und volle Kontrolle) möchte ich 
ein Ladegerät selbst bauen.

Schöne Grüße,
Alex

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Aber dann doch bitte gleich für mehrzellige Akkupacks, mind. 10 Zellen, 
aufbauen.

Einfach wegen der Flexibilität und vollen Kontrolle.

Es könnten auch PB akkus bei Dir auftauchen, bitte mitberücksichtigen.

Legacy systems müssen ebenfalls bedacht werden, also NiCd mode bei 
delta-U entsprechend anpassen.

Etc.

Oder willst Du jedesmal neue Ladegeräte bauen/proggen??

Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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Ok, die Frage nach dem Sinn habe ich mir natürlich auch schon gestellt 
:-)

Man könnte das Ganze natürlich noch weitaus flexibler machen, indem man 
die Zwischenkreisspannung nicht auf 5V setzt, sondern auf z.B. 15V. Dann 
könnte man auch Pb-Akkus laden. Nur lachen die meisten davon natürlich 
über den Maximalstrom von 2A...

Mal die Grundsatz-Diskussion außen vor: Wie beurteilst du die Schaltung 
im Allgemeinen? Taugt sie etwas?

Ich bin einfach von der Arbeit "Belastungseinheiten" gewöhnt, die man 
von 0-1000V und 0-600A auf ein paar mV und mA genau programmieren kann 
und die dann Strom sourcen/sinken und genaue Zyklen abfahren usw... wenn 
man sowas gewöhnt ist, kommt einem das Conrad-Ladegerät zu Hause 
irgendwie so mikrig vor...

Autor: Stephan (Gast)
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meinst Du sowas die den Opencharge ?
Leider ist seine Domain erstmal weg :-(.


http://www.logview.info/vBulletin/showthread.php?1...

Autor: Alex22 (Gast)
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Von der Beschreibung hört es sich ja schon mal ganz gut an. Werde mir 
heute Abend mal den Schaltplan dazu anschauen...

Was ich zusätzlich eben noch ergänzen möchte ist einerseits ein 
"Stand-Alone"-Daten-Logging (Soll heißen, dass der Charger bis zu 1 
Woche lang sekündlich Strom/Spannung/Temperatur intern speichern können 
soll) sowie andererseits eine USB-Schnittstelle mit Windows-GUI über die 
sich alles konfigurieren lässt.

Ich hab' eben auch die Netzteil-Threads hier im Analogtechnik-Forum 
gesehen... vielleicht werde ich doch alles linear aufbauen?! (der 
Genauigkeit wegen)

Was sind so eure Tipps?

Am besten gefiele mir natürlich ein Class-G-Konzept (bin mir nicht 
sicher, ob es "G" war). Also einen Zwischenkreis als Schaltnetzteil 
ausgelegt, der stets wenige Volt über dem analog-geregelten 
Ausgangskreis liegt.
(= Schaltnetzteil für's "Grobe", Analog-Netzteil für's "Feine")

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Alex22 schrieb:
> Was sind so eure Tipps?


Mach es egal einfach irgendwie.

Aber fang an.

Autor: Alex22 (Gast)
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Andrew Taylor (marsufant) schrieb:
>Mach es egal einfach irgendwie.
>Aber fang an.

Wie anfangen, wenn man nicht weiß, welche Topologie die 
empfehlenswerteste ist?

Geht zwar in Richtung OT, aber anhand vieler deiner Beiträge die ich 
hier im Laufe der Jahre gelesen habe, vermute ich, dass du dich ganz gut 
mit Elektronik auskennst. Ich verstehe daher nicht ganz, warum du so 
"gegen" dieses Projekt bist. Habe ich meine Fragen/Bedenken falsch 
formuliert?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Alex22 schrieb:
> Ich verstehe daher nicht ganz, warum du so
>
> "gegen" dieses Projekt bist.


Ich versteh auch nicht was an "Mach mal, fang an" GEGEN ein Projekt 
gesagt ist.

Hätte ich also "Lass es, tue es bloß nicht" schreiben müssen?

Autor: Alex22 (Gast)
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Na gut, vielleicht habe ich dich falsch verstanden.

Kann ich dann demnach deinem Vorschlag
>"Mach mal, fang an"
entnehmen, dass die vorgeschlagene Lösung durchaus gängig und gut ist? 
:-)

Ich hatte irgendwie erhofft noch den ein oder anderen 
Verbesserungs-Vorschlag zu bekommen...

Gerade im Bezug auf die Regelgenauigkeit... Irgendwie muss man die doch 
dynamisch an die Last anpassen können, quasi:

I_ist = I_soll +/- 1%

und nicht

I_ist = I_soll +/-20mA

Schöne Grüße,
Alex

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