Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Li-Ion Ladeschaltung


von Alexander F. (alexander_f25)


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Hallo an alle!

Ich bin gerade bei der Planung einer robusten und effizienten Li-Ion 
Ladeschaltung.
Diese soll über ein oder auch zwei Photovoltaik-Panele gespeist werden 
und ein Arduino Board konstant mit Strom versorgen. Das Board soll 24/7 
für einen längeren Zeitraum betrieben werden.

Laden möchte ich bis zu 4 Lithium Ionen Zellen 3.6V mit 2600mAh.
Ich habe zahlreiche Li-Ion Lade-IC's gefunden, dabei kam der folgende in 
meine nähere Auswahl: MAX1737 von Maxim.

Hat zufällig bereits jemand diesen IC verwendet und kann mir einen 
Erfahrungsbericht geben? (z.B. über einen längeren Zeitraum...)

Ich habe auch von "Gas-Gauge" IC's gelesen - was genau wäre das genau 
bzw. würde die Ladeschaltung mit dem MAX1737 bereits komplett (abgesehen 
eines Spannungsreglers) sein oder habe ich etwas vergessen? (z.b. Schutz 
vor Tiefentladung - sollte jedoch lt. Datenblatt vorhanden sein?)


Danke schon mal im Voraus! :)
Viele Grüße,
Alex

PS: Ich bin leider kein Elektroingenieur, aber bin schon seit geraumer 
Zeit mit Elektrotechnik vertraut.

: Verschoben durch Admin
von MaWin (Gast)


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Der MAX1737 ist mit deiner Stromregelung ungeeignet
für ein Solarpanel. Er nutzt trotz Schaltregler keine
MPP Regelung und ist wie alle Maxim-ICs eher schlecht
verfügbar.

Das Arduino-Board basiert auf einem ATmega168,
der problemlos mit der ungeregelten Spannung einer
LiIon Zelle zurechtkommt, also keine weiteren
Verluste durch einen Spannungsregler bedeutet.

Eine LiIon Zelle kann mit fast beliebigem Strom
geladen werden bis die Spannung 4.2V erreicht,
ein PV-Modul mit 4.5V Nennspannung ist beim Laden
nahe des maximum power point und erfordert keine
weitere Spannungswandlung und damit keine Verluste.
Alles was dann zusätzlich von der Solarzelle kommt
kann bedenkenlos verbraten werden denn der Akku
ist eh voll.

Daher tut es die einfache Regelschaltung:

               Diode
      +------+--|>|------+----------+--------+---+---+-----+
      |      |           |          |        |   |   |     |
      |      |          R12         |       R23 10k  |     |
      |      |           |     +---------+   |   |   |     |S
      |      |           +-R13-|Out2 Out1|---)---+---(----|I P-MOSFET
      |      | N-MOSFET  |     |         |   |       |     |
   +  |      I|----+-----(-----|Hys2 Hys1|---+       |     |
 Solarmodul S|     |     |     |         |   |       | +   |
   -  |      |     |     |     | ICL7665 |  R22     LiIon  |
      |      |     |     |     |         |   |       | -   |
      |      |    10k    +-----|Set2 Set1|---+       |     |
      |      |     |     |     +---------+   |       |     | +
      |      |     |    R11         |       R21      |  Arduino
      |      |     |     |          |        |       |     | -
      +------+-----+-----+----------+--------+-------+-----+

die durch den ICL7665 auch noch sehr wenig Strom für sich
selbst benötigt und vor Tiefentladung schützt.
Die MOSFET Gate-Schaltspannungen müssen zur Akkuspannung passen, also 
IRF7413
etc. bei 1 LiIon Zelle (Spannungsgrenzen müssen bei LiIon an den bis 2%
ungenauen ICL7665A mit Trimmpotis angepasst werden oder man bleibt wenig 
genug drunter).

von Alexander F. (alexander_f25)


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Vielen Danke für deine Antwort!

Interessant, dass du mir von dem MAX1737 abrätst und zugleich schade für 
mich - somit muss ich komplett umdenken.
Ich muss leider zugeben, dass ich bei deiner Schaltung mit den ganzen 
Widerstandsberechnungen nicht zusammen bekommen würde - ohne dass ich 
wahrscheinlich die Schaltung bzw. den IC oder sogar die Li-Ion Akkus 
killen würde...

Wie müsste die Schaltung aussehen, wenn ich jeweils 2 Lithium Ionen 
Zellen 3.6V mit 2600mAh zusammenschalte (somit als 2 "Packs") um diese 
dann zu laden?
Als Spannung sollte ich dann ja 7,2 Volt erhalten - welche ich dann in 
den Eingang des Arduino Boardes einspeisen könnte...

Welche idealen Werte sollte dann dafür eine (oder zwei) passende 
Solarzellen vorweisen?


Vielen Dank wieder im Voraus!
Viele Grüße,
Alex

von MaWin (Gast)


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> Als Spannung sollte ich dann ja 7,2 Volt erhalten - welche ich dann in
> den Eingang des Arduino Boardes einspeisen könnte...

Warum willst du 50% Verluste von wertvoll per Solarzelle gesammeltem 
Strom ?

Die Rechenformeln stehen im ICL7665 Datenblatt. Erfordert nur 
Grundrechenarten.

von Alexander F. (alexander_f25)


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Es geht mir hierbei eher um die Redundanz. Sollte eine Zelle eine 
Beschädigung aufweisen, so ist nicht sofort die gesamte Versorgung davon 
betroffen...

Es müssten mindestens 2 Zellen parallel geschalten werden. Somit 
erhalten ich dann aber nur eine Spannung von 3.6 Volt - was dem Arduino 
zu wenig ist... :/
Das heisst ich muss doch direkt in den Arduino einspeisen (5V mit 
MAX756?) ohne über dessen Spannungsregler.

(Hab gerade nachgerechnet, 4 Zellen im Gesamten (wäre eine Spannung von 
7.2V in einer Seriell / Parallel Schaltung) wird mir leider in Hinsicht 
zum Photovoltaik-Panel zu groß um eine akkurate Ladezeit zu erhalten...)

Viele Grüße!

von MaWin (Gast)


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> Sollte eine Zelle eine Beschädigung aufweisen, so ist nicht
> sofort die gesamte Versorgung davon betroffen...

Doch, natürlich, dafür ist schon mehr Aufwand erforderlich.
(Tesla Roadster).

> was dem Arduino zu wenig ist... :/

Dem darauf befindlichen ATmega168 nicht. Man braucht ja keinen 
Spannungsregler, wenn nicht andere Bauteile auf fester Spannung 
bestehen.

von Alexander F. (alexander_f25)


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Auch wieder wahr, ich denke ab und an zu kompliziert!
(Beim aktuellen Arduino ist es übrigens der ATmega328)

Ich bin einfach noch ein wenig verunsichert ob der ICL7665 tatsächlich 
die Li-Ion Akkus korrekt lädt und ob sich dein oben genanntes 
Schaltungsbeispiel für meinen Zweck gut eignet...

Vielen Dank für deine Antworten.

von Axel R. (Gast)


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Alexander F. schrieb:
> Ich bin einfach noch ein wenig verunsichert ob der ICL7665 tatsächlich
> die Li-Ion Akkus korrekt lädt

Warum?
Hat doch Hand und Fuß. Lies Dir die anderen Posts von ihm (MaWin) durch. 
Sollte eigentlich passen :) Etwas Vetrauen in die Erfahrung anderer 
musst Du hier schon investieren.

Axelr.

von Eddy K. (eddmic)


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Hallo allerseits,

ich versuche auch gerade eine Schaltung für die Lade -/ und entlade von 
mehreren Batterien (mit unterschiedlichen Spannungen, 11,1- 24 V) zu 
realsieren (also automatisch). hat jemanden Erfahrungen damit?

Danke für die Hilfe

von Michael B. (laberkopp)


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Eddy K. schrieb:
> ich versuche auch gerade eine Schaltung für die Lade -/ und entlade von
> mehreren Batterien (mit unterschiedlichen Spannungen, 11,1- 24 V) zu
> realsieren (also automatisch). hat jemanden Erfahrungen damit?

Mit möglichst unklarer aber unglaublich flexibler Problembeschreibung ?

Ja, machen alle BWLer.

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