Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Li-Ion Ladegerät/Spannungsmessung/Sicherheitsabschaltung


von Kjhas A. (gregy)


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Hallo liebe Elektronikfreunde,

Nach gut zwei Stunden Google- und Forensuche stelle ich meine Frage hier 
und bitte um Hilfe.

Ich möchte für eine kleine Schaltung (in der ohnehin schon ein AtMega16 
seinen Dienst tut) mit einem Li-Ion Akku 18650 2300mAh versehen.

Die Ladung, die Abschaltüberwachung und Spannungsmessung möchte ich mit 
dem µC realisieren.

Hat jemand evtl. hierfür nützliche Tipps oder besser noch gute 
Beispiele?


Ich danke schonmal vielmals im Voraus


LG

von Sascha (Gast)


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Undervoltage lockout per brown-out detection, 2.7V sind eine brauchbare 
Abschaltspannung. 3V wäre ideal.

Alternativ per ADC, dann muss der µC allerdings ständig die Spannung 
messen. Das verbraucht natürlich auch Strom.

Aufladen einfach mit einer 4-4,2V Spannungsquelle mit 2,3A 
Strombegrenzung (1C Ladung).
Der Atmega kann auch Step-Up/Step-Down machen mit PWM und nem 
logic-level FET. Dann kann der die Ladung seines eigenen Akkus 
übernehmen.

Denk dir mal ne Schaltung aus und schreib da mal die Spannungen und 
Ströme dran (Vom Netzteil, von der Last usw.). Dann kann man anfangen 
das zu konkretisieren was die Software tun soll.

von Kjhas A. (gregy)


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Moin,

vielen Dank für die Antwort.

Die Brown-Out-Variante klingt sehr interessant. Allerdings möchte ich 
ohnehin die Spannung messen und den Wert ausgeben.

Die zu versorgende Schaltung beinhaltet für die eigentliche Funktion ein 
2x16 Zeichen-Display. Auf diesem möchte ich gerne (in welcher Form auch 
immer) ausgeben, wie der Ladestand meines Akkus ist. Zur Zeit wird meine 
Schaltung mit einem USB-Anschluss versorgt. Alle Bauteile der Schaltung 
arbeiten mit 2,7V und das ganze zieht maximal 500mA...

Ich würde gerne mit den 4,5-5V aus dem USB-Netzteil hinkommen und einen 
maximalen Ladestrom von 500mA. Dann lädt das Ding halt ein bisschen 
länger, aber ich kann das Gerät mit angeschlossenem Kabel und einem 
USB-Netzteil mit 1000mA weiter benutzen.

Die Frage ist halt, wie könnte so etwas aussehen?

von Niklaus S. (niklaus_s)


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von G. H. (schufti)


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... der Preis ist dreist.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Kjhas A. schrieb:
> Die Ladung, die Abschaltüberwachung und Spannungsmessung möchte ich mit
> dem µC realisieren.

Warum?

> Hat jemand evtl. hierfür nützliche Tipps oder besser noch gute
> Beispiele?

Klar. Laß es. Nimm einen der vielen existierenden und funktionierenden 
Li-Ion Ladecontroller. Du willst sicher nicht daß deine Wohnung 
abbrennt, nur weil sich dein µC aufgehängt hat.

von Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)


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Elektronik einer LiPo-Powerbank:
Silizium-Diode vom USB zum LiPo. Abschaltung durch eingebaute 
Schutzschaltung, sowohl Unter als auch Überspannung. Sowas wird in .de 
regulär verkauft.

von Sascha (Gast)


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Kjhas A. schrieb:
>

Natürlich wird es das, und nach 2 Stunden Googlen hat der TE das 
bestimmt schon selbst rausgefunden.

Die Frage des TE war wie man das mit einem µC macht.

von Fox Mulder (Gast)


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Sascha schrieb:
> Die Frage des TE war wie man das mit einem µC macht.

Ganz einfach, er nimmt etwas wie den MCP73831 und schließt den Statuspin 
an den µC an. Wenn er das geschafft hat kann er sich ja mal die 
Innenschaltung des Chips anschauen. Dann wird er vielleicht merken das 
es doch etwas komplizierter werden könnte.

Übrigens ein brown-out nützt dir relativ wenig da ja die gesamte 
Schaltung komplett abgeschaltet werden muss damit kein Strom gezogen 
wird. Sonst ist deine "Schutzschaltung" Murks da immer noch Strom 
verbraucht wird.

von MaWin (Gast)


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Kjhas A. schrieb:
> Hat jemand evtl. hierfür nützliche Tipps

Da ein uC abstürzen kann und damit dein Akku gnadenlos überladen wird, 
solltest du das Konzept über den Haufen werden.

Es gibt reihenweise einfacher Chips zur Überwachung von LiIon Akkus, wie 
NCP800, S8231, MC33349, AAT8633, UCC3952, NE57600, L6924, die brauchst 
du nicht mal programmieren.

Noch einfacher ist es, einen 18650 gleich mit protection PCB zu kaufen.

Bleibt die Spannungsquelle zum Aufladen, manche verwenden die 5V eines 
USB Steckernetzteils mit Vorwiderstand als Strombegrenzung (z.B. die 
einfachen Spielzeugmodellbaulader), aber besser ist ein Spannungsregler 
wie MCP7383 oder LP3947.

Ist die Spannung höher, sollte man Schaltregler verwenden. Möchte man, 
daß der Akku länger lebt, braucht man nicht auf 4.2V zu laden, sondern 
kommt mit 4.1V aus

von Hermann (Gast)


Angehängte Dateien:

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Kjhas A. schrieb:
> Die Ladung, die Abschaltüberwachung und Spannungsmessung möchte ich mit
> dem µC realisieren.

Ich habe das für einen Mini-Schrauber gemacht (siehe Anhang). Für deine 
unbekannte Anwendung sind sicherlich ein paar Änderungen nötig.
Die Funktionen:
- Laden über Netzteil mit Strombegrenzung, Abschalten bei 4,2V (T3 und 
T4)
- Unter-Spg-Abschaltung bei 3,2V
- Power-Down wenn kein Lade- oder Last-Betrieb
- LED blinkt bei Grenzwert-Abschaltung

Pin 3 vom Tiny85 hat eine Mehrfachfunktion:
- WakeUp bei Ladebetrieb über R5 und bei Lastbetrieb über R4
- danach dient Spg zur Unterscheidung von Lade- und Lastbetrieb
- Ist keine Spg vorhanden, wird in PowerDown geschaltet

PS: darauf, dass der µC ausfallen kann, bin ich noch nicht gekommen. Ist 
auch noch bei keiner fertigen Anwendung passiert. Da er im PowerDown 
alles abschaltet, wird er dann wohl auch nichts einschalten.

von Niklaus S. (niklaus_s)


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Nachdem der andre Lader zu teuer war hier halt ein billigerer.

http://www.ebay.com/itm/MP1405-5V-1A-Lithium-Battery-Charging-Board-w-Micro-USB-connector-for-DIY-/151115248051

den Ladungszustand kontrolliere ich mit einem AVR. Nachdem mir mal der 
µC den LiPo ausgesaugt hat und der sich aufblähte bin ich vorsichtig 
geworden. Ladestrom kannst du über einen Widerstand einstellen wenn du 
möchtest (SMD).

Mein AVR disabelt den Lader jede Woche einmal und lässt den Akku auf 
3.6V runter. Somit weiss ich immer wielange meine 'USV' den Raspberry 
noch durchfüttert. Und wenn in den Ferien mal der Strom weg ist besteht 
kein Risiko dass der Akku leergesaugt wird, sich aufbläht und ...

Gruss
 Nik

von Hermann (Gast)


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von Hermann (Gast)


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Die angesprochenen Lader sind zum Laden sehr schön, aber zur Überwachung 
sind mir die 2,4V zu niedrig. 1A ist für einen Schrauber natürlich auch 
zu wenig. Ich habe sie mal hier untersucht:
Beitrag "Re: Lipo laden/entladen"

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