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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik NimH Akku über Trafo laden


Autor: Pat711 (Gast)
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Morgen zusammen,

hier mein kleines Probloemchen:

Ich will einen NimH - Akku laden. das ganze soll über einen Netztrafo 
geschehen. Sobald der Akku geladen ist soll er abgekoppelt und erst 
wieder mit dem Rest der Schaltung verbunden werden, wenn die 
Netzspannung wegfällt. Ein Mikrocontroller wird wahrscheinlich auch 
vertreten sein vermutlich ein ATtiny mit ADC.

Weiß jemand von euch eine Schaltung mit der die einfach funktionieren 
könnte?


Mfg Pat711

Autor: Pat711 (Gast)
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Ich hab nun einen Schaltplan entwickelt der so funktionieren sollte 
allerding will ich noch einen MOS-FET an der mit dem roten kreis 
gekennzeichneten stelle einfügen um den Strom zu begrenzen. Kann mir da 
jemand einen Typen vorschlagen?

MfG Pat711

Autor: Markus F. (5volt) Benutzerseite
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Das mit dem LM317 ist schon mal falsch. NiMH-Akkus lädt man nicht mit 
Konstantspannung, sondern mit Konstantstrom.
Dafür braucht man eine Konstantstromquelle, die man übrigens auch aus 
einem LM317 bauen kann. Für Dauerladung sollte man eine Laderate von ca. 
C/50 bis C/25 wählen. Also für einen 1000mAh-Akku etwa 20...40mA.
Man muss also gar nicht abschalten, wenn der Akku voll ist. Der geringe 
ständige Ladestrom schadet dem Akku kaum, und der Stromverbrauch ist 
auch recht gering.
Die Umschaltung zwischen Akku und Netz geht am einfachsten per Relais.

Autor: Pat711 (Gast)
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ok vielen Dank für die antwort.
ich werde mich dann mal auf die Such nach einer passenden 
Konstantstomquelle machen. den 317 werd ich dennoch benötigen, da die 
Spannung sonst zu hoch ist.
Der Akku ist nun allerdings kein NimH sondern ein LiIon.
Genauer dieser: Conrad Energy LiIon 9V-Block 350mAH 
Bestell-Nr.:251290-62
Und was bedeutet "schadet dem akku nur gering"? Das teil wird später im 
dauerbetrieb sein ist da der schaden dann nicht doch von belang?

MfG Pat711

Autor: MirkoB (Gast)
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...der Akku geht, ist aber nicht ganz einfach zu laden:

Du brauchst eine Strombegrenzung auf 70mAh und(!) eine 
Spannungsbegrenzung auf 8,6V.


Ich würde an Deiner Stelle jedoch lieber NiMh einsetzen: Für LiIon 
brauchst Du auch einen Tiefenentladeschutz...und besonders zyklenfest 
sind die auch nicht. (Jedes mal laden ist ein Zyklus!)

Autor: MirkoB (Gast)
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edit: 70mA und nicht 70mAh

Autor: Pat711 (Gast)
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Dann würde die Wahl wohl auf den kleineren Bruder fallen:
Best.-Nr.: 251055 - 62

Die Konstantspannungsquelle würde ich folgendermaßen dimensionieren:
10 mA mit FET - Transistor

Autor: Pat711 (Gast)
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ich hab den schaltplan nun überarbeitet. Die Konstantstromquelle besteht 
nun aus einem BF245 und einem widerstand. ein reedrelais schaltet den 
akku zu sobald die netzspannung wegfällt. (da fehlt noch eine Diode, 
damit der akku nicht das reedrelais wieder ansteuert)


MfG Pat711

Autor: Markus F. (5volt) Benutzerseite
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Für einen NiMH-Akku ist die Schaltung so ok, bis auf die Diode natürlich 
(das hast du ja schon geschrieben).
Und nochmal zu der Dauer-Ladung:
Natürlich wäre es besser, den Ladestrom anzuschalten, wenn der Akku voll 
ist. Das ist bei NiMH-Akkus aber nicht ganz so einfach, weil man eben 
nicht weiß, wann der Akku wirklich voll ist.
Bei größeren Ladeströmen funktioniert für sowas eine 
Minus-Delta-U-Abschaltung ganz gut, oder man überwacht einfach die 
Akku-Temperatur: Sobald der Akku sich erwärmt, ist er voll (der 
Ladestrom wird dann nur noch in Wärme verwandelt).
Bei so geringen Ladeströmen funktioniert das aber beides nicht: Der 
Minus.Delta-U-Effekt tritt kaum auf, und die Erwärmung ist auch 
verschwindend gering.
Üblicherweise wird der Akku also einfach mit einem geringen Strom 
dauerhaft geladen. Dabei gilt: Je geringer der Strom, desto besser.
1/10 der Kapazität (also 100mA für einen 1000mAh-Akku) ist schon fast zu 
viel. 1/20 der Kapazität würde ich als Maximum empfehlen.
Noch besser wäre 1/50 oder gar 1/100 der Kapazität. Allerdings dauert es 
dabei eben Ewigkeiten, bis der Akku erstmal voll ist.

Sehr deutlich siehr man diese Akku-Schädigung durch Dauerladung bei den 
billigen Handstaubsaugern.
Ein 1,3Ah-Akku hatte da nach so 3 Jahren Dauerladung mit schätzungswiese 
150mA noch ca. 400mAh Kapazität.
Nach 10 Lade/Entladezyklen war die Kapazität immerhin wieder auf ~700mAh 
gestiegen. Weiter stieg sie aber auch mit mehr Zyklen nicht mehr.

Ich habe aber keine Erfahrung damit, wie sich Dauerladung mit z.B. 1/50 
der Kapazität auswirkt.
Prinzipiell sind Lithium- oder Bleiakkus für sowas besser. An diese muss 
man nur Konstantspannung anlegen und anfangs den Ladestrom begrenzen.
Sobald der Akku voll ist, zieht er von sich aus keinen Strom mehr und 
wird somit auch nicht geschädigt.
Li-Akkus sind aber relativ kritisch, bei Überladung (0,2V zu viel können 
reichen) oder Kurzschluss können sie recht spaktakulär in Flammen 
aufgehen...
Blei-Akkus sind da harmloser. Ein kleiner 6V-Bleiakku wäre vielleicht 
auch eine Möglichkeit.
Statt einem 7805 muss man dann allerdings einen Low-Drop-Regler (z.B. 
LP2950) einbauen.

Autor: MaWin (Gast)
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> Sobald der Akku geladen ist

Das ist bei NiMH schwer zu erkennen und schon nach 1 Woche nicht mehr 
wahr, dann hat er sich, wenn es denn keine Eneloop ist, schon selbst 
entladen.

Also entweder ein NiMH-Ladecontroller wie MAX712 (da steht die Schaltung 
im Datenblatt) oder ganz simple mit dauerladung mit einem Strom nach 
Datenblatt des Herstellers, meist kleiner C/20tel:


Trafo --Gleichrichter--Siebelko---+------|>|------+-- Schaltung
                                  R               |
                                  +--|>|--+--|>|--+
                                          |
                                        Akku
                                          |
                                        Masse

Der Vorwiderstand R ist so auszusuchen, daß sich im Schnitt ein 
Ladestrom laut des erlaubten Dauerladestroms des Herstellerdatenblatts 
ergibt.

Falls die Dioden in der Summe zu zu hohem Spannungsverlust führen, kann 
man nter Einbeziehung des Gleichrichters auch ohne weitere 
Diodenspannungsabfälle auskommen.

Autor: Patrick R. (pat711)
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Vielen Dank für die Antworten. Ich werde mal schauen, ob ich einen 
Bleiakku in passenden Maßen finde.

>Statt einem 7805 muss man dann allerdings einen Low-Drop-Regler (z.B.LP2950)

Das habe mir auch schon überlegt der Verluste sowiso zu machen. 
Allerdings wusst ich nicht wie die dinger heißen ^^

edit: oder eigentlich könnte ich ja nur den Akku ändern und nen höheren 
Strom drauf lassen sollte doch auch funktionieren oder?

Mit Freundlichen Grüßen

Pat711

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