Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik vorwiderstand für ELKOS (ladestrombegrenzung)


von Martin S. (hyperi_on)


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hallo!

einige Beiträge zu diesem Thema gibt es ja bereits aber so richtig 
fündig bin ich leider nicht geworden..

also folgender Aufbau:

Stromversorgung is ein 16v 5200mah lifepo4 Akku (5s) - dieser treibt 
einen smallwonder-amp an..

Problem ist jetzt das bei hohen Lautstärken der Akku nicht genügend 
Strom für den Verstärker bereitstellen kann. das tritt zwar wirklich nur 
selten auf aber sicher ist sicher..

also möchte ich dazwischen pufferelkos einsetzen (8 STK parallel mit 
jeweils 25V/10000 microfarad), allerdings ist es so dass das eingebaute 
BMS des Akkus die leeren Kondensatoren beim verbinden der 
Stromversorgung  als kurzschluss erkennt und somit abschaltet! (es gibt 
einen kleinen lichtbogen beim einstecken!)

soweit ich jetzt weiß muss ich vor den Elkos einen R in reihe schalten 
damit diese vom Strom her begrenzt werden.

wie muss dieser R dimensioniert sein?

der smallwonder zieht laut datenblatt max. 8,5A Strom (kurz)..

was ich dann nicht ganz verstehe ist das wenn die Elkos den Strom 
abgeben ja dann durch den R wider ein verlust ensteht? oder ist der so 
klein das es zu vernachlässigen ist?

der R wirkt ja bei Entladung ebenfalls als Begrenzung und würde den sinn 
der pufferelkos zunichte machen oder?

von Nico (nico123)


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Martin S. schrieb:
> was ich dann nicht ganz verstehe ist das wenn die Elkos den Strom
> abgeben ja dann durch den R wider ein verlust ensteht? oder ist der so
> klein das es zu vernachlässigen ist?
>
> der R wirkt ja bei Entladung ebenfalls als Begrenzung und würde den sinn
> der pufferelkos zunichte machen oder?

Richtig! -> Vorwiderstand + Pufferelko ist sinnlos!
Du brauchst also einfach einen stärkeren Akku.

: Bearbeitet durch User
von Felix A. (madifaxle)


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Oder du nutzt die Trickschaltung aus dem Datenblatt des FT232. Da ist in 
einer Abbildung zu sehen, wie ein Softstart mit P-MOSFET realisiert 
werden kann.

Nachtrag:
http://www.ftdichip.com/Support/Documents/DataSheets/ICs/DS_FT232R.pdf

Figure 6.3.

Ergänze einen 100nF zwischen s und g, damit beim Einschalten der Mosfet 
gesperrt bleibt. Das sollte dann gehen.

: Bearbeitet durch User
von Nico (nico123)


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Ich vermute das Problem im Layout/Verdrahtung! Ein 5Ah-Lithium-Akku 
sollte bei 8,5A nicht mal zucken. Zeig doch mal deinen Aufbau/Layout!

von Der Andere (Gast)


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Martin S. schrieb:
> der smallwonder zieht laut datenblatt max. 8,5A Strom (kurz)..

Martin S. schrieb:
> Stromversorgung is ein 16v 5200mah lifepo4 Akku (5s)

Das passt nicht. Jeder popel Akkuschrauber zieht mehr Strom und hat 
kleinere Akkus.
Dein Problem sitzt woanders.

von Der Andere (Gast)


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Martin S. schrieb:
> Problem ist jetzt das bei hohen Lautstärken der Akku nicht genügend
> Strom für den Verstärker bereitstellen kann. das tritt zwar wirklich nur
> selten auf aber sicher ist sicher..

Wie hast du das festgestellt?

von Atmega8 A. (atmega8) Benutzerseite


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Martin S. schrieb:
> (es gibt einen kleinen lichtbogen beim einstecken!)

Das ist nicht gut, denn damit versaust du dir die Kontakte des Steckers 
und der Buchse, das führt dann zu einem höheren Kontaktwiderstand und 
das dann wiederum dazu dass du aus dem Akku nicht die geforderte 
Leistung ziehen kannst.

Ich habe bei meinem Doppelschichtkondensator Widerstände hinzugefügt, so 
dass nur ca. 100mA beim reinstecken fließen können.

Wenn der Mikrocontroller (verbraucht 6mA, in PowerSave 1µA) keinen 
größeren Spannungsanstieg mehr misst, dann wird der Widerstand 
überbrückt und der Doppelschichtkondensator wird ebenfalls über MosFETs 
mit der dahinter liegenden Schaltung verbunden.

Bei dir bietet sich entweder ein Widerstand an den man dann überbrückt 
oder ein stärkerer MosFET der den Strom begrenzt.

Bei den Widerständen und auch bei dem MosFET musst du dir ausrechnen wie 
viel Wärme das im schlimmsten Fall entsteht und abgegeben werden muss.
Dimensioniere dann die Bauteile entsprechend für den zu erwartenden 
Leistungsabfall an den Bauelementen.

von Atmega8 A. (atmega8) Benutzerseite


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Der Andere schrieb:
> Das passt nicht. Jeder popel Akkuschrauber zieht mehr Strom und hat
> kleinere Akkus.
> Dein Problem sitzt woanders.

Ich habe es so verstanden dass er das mit den zusätzlichen Pufferelkos 
schon getestet hat und jetzt nur noch eine Lösung für den hohen 
Stromfluss beim verbinden des Akkus mit der Schaltung sucht.

von Martin S. (hyperi_on)


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-Ich habe es so verstanden dass er das mit den zusätzlichen Pufferelkos
schon getestet hat und jetzt nur noch eine Lösung für den hohen
Stromfluss beim verbinden des Akkus mit der Schaltung sucht.--

genau so ist es. ich habe es kurz zuvor mit einem einzellnen 
10000microf. probiert und es gab kein Problem beim einsteceken des 
Verbinders etc...

ich will so gut wie möglich wenig bis keine Abwärme erzeugen da das 
Gehäuse sehr klein ist.

--
Das passt nicht. Jeder popel Akkuschrauber zieht mehr Strom und hat
kleinere Akkus.
Dein Problem sitzt woanders.
--

das weiß ich, bei audioverstärker ist es allerdings so das sehr viel 
Strom nur über ganz kurze zeit fließt - bei digital-verstärker wie bei 
mir ist es so.

weiteres ist noch eine ladestandsanzeige eingebaut die den ganzen Strom 
überwacht - und diese schaltet die Versorgung (zusätzlich zum BMS) aus 
wenn der Akku am leerwerden ist und der verstärker eingeschaltet wird! 
die Spannung bricht also beim einschalten ganz kurz ein und sorgt zum 
vorsoglichen abschalten obwohl der Akku noch lange nicht leer ist.
Mit dem kleinen C kurz vorm verstärker konnte das abschalten komplett 
vermieden werden, darum dachte ich mir je größer desto besser.. aber 
jetzt ist eben das Problem wie ich es oben beschrieben habe!

dann noch eins:

wenn ich die C-bank über den Voltmeter "dazuhänge" (also strommessung) 
dann geht alles - ohne funken beim einstecken bzw. das abschalten des 
Akkus!!!! (das Voltmeter zeigt ganz kurz vl 2-3A an und geht dann auf 
0..)

von aux (Gast)


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Felix A. schrieb:
> schaltung aus dem Datenblatt des FT....


Mal nach der Motorola AN1542 suchen.

Active Inrush Current Limiting Using MOSFETs
C.S. Mitter. Motorola Inc.

Die fuehrt das naeher aus.

von Sajuuk (Gast)


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Das Stichwort lautet Antiblitzstecker (Stecker mit Vorladewiderstand). 
Ist im Modelbau gang und gebe. Da ist in einem Kontakt ein 
Vorladewiderstand integriert. Dieser Kontaktiert beim anstecken als 
erstes und lädt die Kondensatoren vor, damit beim eigentlichen 
kontaktieren der Versorgungspins eben nicht so ein häßlicher Funke 
entsteht.

von Der Andere (Gast)


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Martin S. schrieb:
> weiteres ist noch eine ladestandsanzeige eingebaut die den ganzen Strom
> überwacht - und diese schaltet die Versorgung (zusätzlich zum BMS) aus
> wenn der Akku am leerwerden ist und der verstärker eingeschaltet wird!
> die Spannung bricht also beim einschalten ganz kurz ein und sorgt zum
> vorsoglichen abschalten obwohl der Akku noch lange nicht leer ist.

Ah ja, jetzt kommen wir dem Problem näher.
Die Ursache ist also die zu empfindliche Abschaltautomatik.
Mach die einfach träger und das Ding ist geritzt. Statt dessen versuchst 
du an den Symptomen rumzubasteln und machst es durch den zusätzlichen 
Reihenwiderstand nur schlimmer.

von Sajuuk (Gast)


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von Felix A. (madifaxle)


Angehängte Dateien:

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Das genannte AN1542 ist auch mehrerer Blicke würdig.

Alternativ geht auch die Schaltung im Anhang.

von Sajuuk (Gast)


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von Martin S. (hyperi_on)


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Der Andere schrieb:
> Ah ja, jetzt kommen wir dem Problem näher.
> Die Ursache ist also die zu empfindliche Abschaltautomatik.
> Mach die einfach träger und das Ding ist geritzt. Statt dessen versuchst
> du an den Symptomen rumzubasteln und machst es durch den zusätzlichen
> Reihenwiderstand nur schlimmer.

kann ich mir nicht vorstellen, ausserdem kann ich da nichts umstellen da 
das ein fertiges modul ist --> 
http://www.servovision.com/Battery%20fuel%20gauge%20battery%20monitor/Datasheet/SVEB1.pdf

allerdings ist die seite seehr langsam..

anzumerken ist nur das der Messwiderstand des moduls zwischen Akku und 
sämtlicher restlicher elektronik nur 1mOhm hat.

ganz einfach gesagt ist es so:

C ist leer und angelötet --> blitzt kurz beim einstecken und Spannung 
ist weg und lässt sich natürlich nicht einschalten...

C ist leer und wird über das Voltmeter angesteckt --> blitzt nicht beim 
einstecken und lässt sich normal einschalten - so wie ich es haben will 
eben.

das mit dem "blitzschutz im kabel" wäre zu probieren, mein 
modellbaugeschäft (Lindinger) ist ja mein nachbar! :D

von Nils S. (kruemeltee) Benutzerseite


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Martin S. schrieb:
> wenn ich die C-bank über den Voltmeter "dazuhänge" (also strommessung)
> dann geht alles

Da ist ein Shunt drin, ein Widerstand im Bereich von 0.01 bis 0.1 Ohm 
schätze ich.

von Martin S. (hyperi_on)


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so meine herren, habe das Problem soeben gelöst:

vielen dank an "Sajuuk" -

habe soeben den anti-blitz stecker anstatt den normalen den ich bis 
jetzt hatte angelötet und siehe da - kein blitzen mehr und der 
Kondensator wird kurz vor dem eigentlichen mechanischen verbinden 
aufgeladen! mann muss zwar ein par Sekunden abwarten aber das geht total 
problemlos! bis heute wusste ich nichtmal das es sowas gibt..

zur info für andere die ähnliche Probleme haben:

https://www.lindinger.at/at/rcelektronik/kabel-stecker-buchsen/kabel-stecker-buchsen/jeti-anti-blitz-connector-4-0mm-anti-spark

der R hat bei diesem model 60ohm..

vielleicht habe ich mich bei meinem Problem etwas zu komplizert 
ausgedrückt und es gibt sicher auch noch bessere lösungen aber für mich 
reicht das jedenfalls!

vielen dank nochmal!
lg martin

von Sajuuk (Gast)


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Schön das ich dir helfen konnte.

Martin S. schrieb:
> vielleicht habe ich mich bei meinem Problem etwas zu komplizert
> ausgedrückt und es gibt sicher auch noch bessere lösungen aber für mich
> reicht das jedenfalls!

Nein, du hast dich nicht zu kompliziert ausgedrückt. Alle anderen hier 
Angebotenen Lösungen hätten in deinem Fall auch funktioniert. Die 
Modellbauer nutzen aber lieber die kostengünstige und einfach Lösung mit 
dem "Blitz-Schutz-Stecker", da hier teilweise mit sehr viel größeren 
Strömen hantiert wird. Da kommt ne passive Lösung nicht in Frage und ne 
aktive ist aufwendiger und teurer als so nen Stecker.

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