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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LiPo von Pollin (LAB376058C) laden?


Autor: Manuel (Gast)
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Hallo!

Es gab ja schon andere Beiträge über LiPo Akkus, die sich alle auch ein 
wenig wiedersprechen... Also bevor ich den kleinen LAB376058C in die 
Luft jag oder abbrennen lass wollt ich noch ein paar Dinge Fragen:

Hab leider kein Bild davon, aber hier 
Beitrag "Lipoly-Akku Pollin LAB376058C" gibts genau den...

Meine erste Frage wäre ob ich das richtig verstehe und Laden als auch 
Entladen über die herausgeführten Drähte getan werden soll? Klingt 
vielleicht ein bisschen blöd, aber nur dass ich das richtig verstehe... 
An den Lötfahnen ist nur diese Notschutzschaltung drann...
Ich frage, weil die Querschnitte doch recht dünn sind und 1 Ampere 
Ladestrom angegeben ist...

Was genau übernimmt die Schutzschaltung?
  - Trennen wenn Spannung unter Schwelle ?
  - Trennen wenn Ladespannung zu hoch ?
  - Trennen wenn Akku kaputt ist (Schaltung bemerkt es beim Laden) ?

Was muss ich beachten wenn ich mit sagen wir nem avr die Ladung 
überwachen will? Was ist wichtig? (Ich geh mal bei den Möglichen 
Problemen davon aus dass die Schutzschaltung nichts davon übernimmt)

Am Anfang sollt ich ja mal testen ob der Akku eh nicht kaputt ist, 
Tiefentladen oder der gleichen... da hab ich mir noch keine Gedanken 
gemacht wie, vielleicht Strom messen, Spannung nicht zu hoch wählen 
(Temperatursensor???)...

Dann hab ich irgendwie herausgehört, dass man am Anfang langsam laden 
soll, also mit wenig Strom (oder ist das nur, weil der Strom natürlich 
größer ist wenn ich mit 4.2 V einen 3.4V Akku lad -> Strom begrenzen 
muss, und je voller er wird, spielt nurmehr die Spannung eine Rolle???)

Am Ende soll man mit dem Strom runterfahren... ist das eine Maßnahme 
damit ich nicht unabsichtlich über die 4.1 oder 4.2 V komm, oder sollte 
man das immer beachten??

Ist es ein Problem wenn ich Sicherheitshalber einfach nur bis knapp 
unter 4.1 V lade... oder sagen wir gleich 4V?? Und wie ist das mit Öfter 
laden? Irgendwo hab ich gelesen dass der LiPo Akku kein Problem damit 
hat wenn ich ihn sagen wir nachdem ich 5% verbraucht hab, die 5% wieder 
nachlad...

Noch eine wichtige Frage: Wie siehts mit PWM zum laden aus (mit auf die 
Frequenz abgestimmtem Tiefpass vor der Leistungsstufe die lädt?) Wie 
viel Riffel darf da noch drann sein... reagiert der vielleicht überhaupt 
ganz schlecht auf sowas??

Ein anderer Ansatz wäre R2R Netzwerk oder gleich ein günstiger D/A 
Wandler... wie genau muss ich da sein?? Meiner Rechnung nach müsste der 
ADC des avrs mal prinzipiell genau genug sein, allerdings sollte man 
nicht unterschätzen was da noch alles dazu kommt... ich würde die 
Spannung über einen Spannungsteiler (1/2) runterteilen und mit der 
Bandgap Refernez messen... da sollt ich im Bereich +/- 0.02 V sein... 
Wiederstände würd ich mit dem Multimeter messen und Korrekturwert ins 
Programm geben...

Ich würd das ganze vielleicht auch mit einem Solar Modul laden wollen... 
ist es Problematisch wenn der Ladestrom schwankt und recht gering ist??

Alternativ wäre es noch interessant zu wissen ob ihr mir irgendeinen 
Akku empfehlen könnt der sich zum Laden über ein Solar Modul eignet... 
Ich hätte nämlich gerne eines für eine Funk Klingel eingesetzt, nur 
reicht die Strombelastbarkeit der verbauten Puffers (ich glaub es ist 
ein Goldcap oder dergleichen) nicht aus um den avr + rfm12 längere Zeit 
wach zu halten... (hab da einen Schlüsselanhänger von Pollin besorgt... 
dachte die hätten da sicher schlechte Leds die so 20 mA ziehen 
verbaut... und hab mich schon gefreut dass das ganz gut funktioniert... 
es lange braucht bis der akku oder cap oder was es ist entladen ist... 
meine Messung hat aber ergeben dass das Dinge gut 600 Ohm 
Innenwiederstand hat... und die Leds nur so 4-5 mA alle 3 brauchen... 
außerdem sackt die Spannung recht schnell ab und damit auch die 
Leuchtkraft und der Strom... rfm12 + avr an braucht aber leider auch bei 
mir so 20 mA... ich glaub aber dass ich das noch senken kann... laut 
Datenblatt für den atmega16 sollte ich bei 1MHz 3V unter einem mA 
sein... das rfm12 alleine auf Empfang braucht aber leider trotzdem 5 mA 
oder so... Power-down ist allerdings cool unter 1 µA)

Wenn mit dem Solarmodul laden nicht so klug ist, hätt ich noch die Idee, 
nur während der Power-down Phasen die Quelle mit Mosfets umzuschalten 
auf das Solar Modul (+ eingebautem Akku oder Goldcap oder was das ist). 
Ist das ein brauchbarer Ansatz??

Ich weiß, dass sind viele Fragen.. ich hoffe dass sich trotzdem einer 
die Mühe macht meine lässtigen Fragen zu beantworten, und bedank mich 
schonmal im Voraus!

: Verschoben durch Admin
Autor: Mike J. (linuxmint_user)
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1. Du esitzt jetzt einen 4.2V LiIon Akku der mit zwei Kontakten + und - 
versehen ist, über diese Kontakte führst du dem Akku Energie zu und 
ziehst sie auch wieder ab, quasi wie bei einem Kondensator.

2. Produktbeschreibung
Spannung 3,7 V, Kapazität 1,0 Ah.

"Wichtiger Hinweis: Lithium-Polymerzellen sind einfach zu laden, es muss 
jedoch in jedem Fall sichergestellt sein, dass die Spannung von 4,2 
V/Zelle nicht überschritten wird und der Ladestrom 1 C (max. 1000 mA/1 
Stunde lang) nicht übersteigt. "

Mach einfach nur das was dort steht.

Aufladen - An den beiden Klemmen darf nie eine Spannung anliegen die 
größer als 4.2V ist, egal was passiert sonst geht er kaputt.

Entladen - Die Spannung des Akkus muss aber mindestens 3V sein, unter 
dieser Spannung geht er langsam kaputt.

---------------
Lade/Entlade-Strom - Der maximale Strom den du rausholen/hineinstecken 
darfst liegt bei 1.0A, aber besser weniger.

Du darfst deinen Akku auch mit 10mA ... 100mA oder 500mA laden, wie du 
willst.
Du sollst nur wissen dass bei einer normale Ladung 0,03C = 30mA fließen.
Bei einer Schnellladung fließen 1.0C =  1Ah, dabei wird der Akku aber 
immer etwas geschädigt.

Wenn der Akku 5 Stunden Zeit hat um geladen zu werden lass dem Akku die 
5 Stunden. (d.h. Strom verringern)

--------------
> Noch eine wichtige Frage: Wie siehts mit PWM zum laden aus (mit auf die
> Frequenz abgestimmtem Tiefpass vor der Leistungsstufe die lädt?)
:) Das nennt sich StepDown Spannungswandler.

Du nimmst ein 5V handynetzteil (nachmessen) und verbindest den Ausgang 
mit deinem StepDown-Teil (Spule, Diode, MosFET).

Dein AVR misst die Spannung die zum Akku über einen kleinen 
Shuntwiderstand fließt, am besten in der Masseleitung.

Bei einem 0.01 Ohm Shunt und 1A fallen 10mV ab, die könntest du noch mit 
einem OpAmp auf 2.56V oder 1.1V bringen.

Jetzt regelst du die PWM so dass die 10mV gehalten werden, gleichzeitig 
musst du aber parallel dazu überprüfen ob die Akkuspannung kleiner als 
4.2V ist. (Spannung an Akku(+)  minus die 10mV )
-------------

Wenn du einen Akku lange lagern möchtest lade ihn nur bis auf 3.95V auf.
(erhöht wieder die Lebensdauer)

Autor: Sebastian R. (sebr)
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Mike J. schrieb:

> Du nimmst ein 5V handynetzteil (nachmessen) und verbindest den Ausgang
> mit deinem StepDown-Teil (Spule, Diode, MosFET).
>
> Dein AVR misst die Spannung die zum Akku über einen kleinen
> Shuntwiderstand fließt, am besten in der Masseleitung.
>
> Bei einem 0.01 Ohm Shunt und 1A fallen 10mV ab, die könntest du noch mit
> einem OpAmp auf 2.56V oder 1.1V bringen.
>
> Jetzt regelst du die PWM so dass die 10mV gehalten werden, gleichzeitig
> musst du aber parallel dazu überprüfen ob die Akkuspannung kleiner als
> 4.2V ist. (Spannung an Akku(+)  minus die 10mV )

Wozu der ganze Umstand? Nimm einfach einen MAX1811 und gut is ;-)

Autor: Manuel (Gast)
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Erstmals danke für die Antworten!

Den Max hab ich auch schon gelesen, aber dauert halt bis ich den hab und 
irgendwo hab ich auch gelesen dass man damit auch ein bisschen Probleme 
hat...

@Mike J.:
Nein, das ist ein LiPo Akku mit 4 Anschlüssen... 2 Lötfahnen und 
rot/schwarz... wobei ich mein dass die Lötfahnen quasi wirklich die 
ungeschützte Zelle darstellt, und rot/schwarz in eine Art Notelektronik 
münden... Was die Schaltung genau macht, weiß ich aber leider nicht.

Die meisten Fragen hast du mir beantwortet, danke nochmal! Aber gerade 
beim letzten Teil hab ich ein bisschen Sorge, also wie man den 
Ladevorgang anfangen soll... das tatsächliche Umsetzten ist kein Problem 
(mit dem avr etc.)

@Sebastian R.:
Hab mir auch schon überlegt einfach den max zu besorgen... aber auf der 
anderen Seite hab ich sowieso nen avr zur Verfügung mit jeder Menge 
freien Ports und so...

Wie gesagt, hab mir schon Gedanken gemacht wie ich das alles Umsetzten 
könnte... das sollte nicht das Problem sein, nur frag ich mich halt was 
es zu beachten gibt um das Optimum zu erreichen...
 - Soll man ein spezielles Profil fahren (zuerst wenig Strom, dann mehr 
dann wieder weniger) oder ist das nur etwas, dass praktische Gründe hat 
wie das man nicht unabsichtlich über die Spannungsgrenze kommt...
 - Wie fang ich die Ladung an?
 - Kann ich irgendwie herausfinden ob am Anfang der Ladung eh alles okay 
ist? Kann ich irgendwas aus dem Strom der sich einstellt ableiten? 
Erhöht sich z.b. der Innenwiederstand wenn der Akku defekt ist... solche 
Dinge...

Autor: Mike J. (linuxmint_user)
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Manuel schrieb:
> also wie man den
> Ladevorgang anfangen soll

Ausgangssituation: Der Akku ist leer (3.0V an den Anschlussklemmen)

Jetzt lädst du den Akku:
 - Strom 100mA -> Akkuspannung steigt

Wenn die Spannung bei 4.1V ist:
 - lässt du nur noch 4.1V an den Anschlussklemmen dran und machst nichts 
mehr
  (der Lade-Strom sinkt da du die Spannung nicht mehr erhöhen darfst)

Irgendwann musst du dann abschalten:
 - du definierst dir einen Strom von 10mA bei dem mit dem laden 
aufhörst, sonst dauert das unendlich lange


... tja, das ist doch sehr einfach.

Die Akkuspannung über einen Spannungsteiler zu messen ist kein Problem.
Den Strom zu messen ist etwas weniger einfach, ich würde es mit einem 
OpAmp machen und die Spannung die über einen 0.1 oder 0.01 Ohm Shunt 
abfallen verstärken, am besten den Shunt zwischen Masseleitung und Minus 
des Akkus.

Autor: Marko B. (glagnar)
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Naja, der MAX1811 hat nichtmal eine Endabschaltung, da kann man 
genausogut das Labornetzteil nehmen, oder einen LM317, LM723 ,L200 ...

Autor: Markus J. (markusj)
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Es gibt mehrere Application-Notes von Atmel zum Thema Batterieladen, 
auch einige gute zum Thema Li*-Akkus.
Ich bin momentan dabei, ein Ladegerät zu bauen (ich habe die gleichen 
Akkus), werde allerdings dickere Kabel anlöten, ich traue den dünnen 
Strippen nicht.

mfG
Markus

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