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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LiIo Akku Kapazitätsanzeige


Autor: Heinz (Gast)
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Hallo!
Für verschiedene Anwendungen suche ich eine portable 5V + 3,3V 
Spannungsversorgung.
ich habe dazu bei Maxim eine nette Schaltung gefunden die alle meine 
Wünsche bis auf einen erfüllt:
http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/appnote_number/960
Wie kann ich eine zuverlässige Kapazitätsanzeige implementieren?
Bei LiIo Akkus ist eine einfache Spannungsmessung ja anshceinend leider 
nicht  besonders aussagekräftig.

Autor: Torsten (Gast)
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Hallo Heinz,

eine richtig zuverlässige Kapazitätsanzeige erfordert etwas Aufwand. Die 
entnehmbare Kapazität ist abhängig vom Entladestrom, außerdem sinkt die 
Kapazität mit der Alterung des Akkus. Am sichersten funktioniert eine 
kontinuierliche Erfassung der entnommenen Kapazität.
Bei der von dir gewählten Schaltung liegt der Knackpunkt wahrscheinlich 
in der sauberen Erkennung des Akku-Voll-Zustands und der Messung des 
Stroms, der dem Akku entnommen wird (Differenz zwischen Laststrom und 
dem vom USB-Anschluss zugeführten Strom).
Die maximal entnehmbare Kapazität würde ich an eine 
Entladeschlussspannung koppeln (z.B. 3,0V). Damit wäre eine 
kontinuierliche Anpassung des 100%-Wertes denkbar (Entnommene Kapazität 
zwischen Ladeende und Erreichen der Entladeschlussspannung).

Tschüss
Torsten

Autor: Christian (Guest) (Gast)
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Selbstentladung über einen längeren Zeitraum kann ggf.
den Ladezustand ändern.

Alterungseffekt

Anzahl der Ladevorgänge ist begrenzt (so max. 2000, real ca. 1000)

Temperatur hat einen Einfluß (Akku im Kühlschrank - nicht gut)

(bei NiCD ein größeres Thema)

Autor: Olaf (Gast)
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> Bei LiIo Akkus ist eine einfache Spannungsmessung ja anshceinend
> leider nicht  besonders aussagekräftig.

Bei Lithiumakkus ist eine einfach Spannungsmessung noch am ehesten
aussagekraeftig! Solange es nur darum geht Zustände wie (voll, halbvoll, 
leer, tod) anzuzeigen reicht das aus. Das kannst du ja z.B mal bei Nimh 
probieren. :-)

Wenn dir diese Aufloesung nicht reicht so gibt es noch spezielle 
UeberwachungsICs. Die messen den rein und rausliessenden Strom, 
beruecksichtigen Kapazitaet, Selbstentladung und Temperatur.
Die gibt es z.B von Texas. Du kannst sie auch in vielen aelteren Akkus 
aus Laptops finden. Ein Beispiel waere z.B der BQ2050.
Allerdings sind die Teile auch nicht 100% glaubwuerdig wie dir jeder 
Laptopbesitzer bestätigen kann.

Olaf

Autor: Heinz (Gast)
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Ich suche eigendlich "nur" eine portable Stromversorgung für einen 
NAVILOCK 303P GPS-Empfänger und den auswertenden ARM. Der GPS-Empfänger 
will 5V und der ARM 3,3V. Wie "sauber" die Spannung sein muss weis ich 
leider nicht, aber ich denke schon, das der GPS-Empfänger relativ 
empfindlich ist.
die 3,3V solten stabil sein, da zusätzlich noch ein 16Bit ADC für 
weitere Sensoren dranhängt.
Da sich der Akku aber auf ca. 3V entladen kann, brauche ich auch dort 
einen Buck-Boost Regler oder ich regle die 5V des Stepup-Wandlers mit 
einem LDO auf 3,3V. Was natürlich für die Effizienz einer portablen 
Lösung nicht gut ist.
Es wäre nun aber auch praktisch, wenn ich sehen könnte, wie der 
Akkuzustand aussieht.

Autor: Olaf (Gast)
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> Es wäre nun aber auch praktisch, wenn ich sehen könnte, wie der
> Akkuzustand aussieht.

Es waer auch praktischer wenn deine Nachbarin nymphoman waere, aber
man bekommt halt nicht immer alles im leben. :-)

Der erwaehnte BQ2050 kann z.B direkt 5LEDs treiben und liefert so
eine gewisse Aussage ueber den Ladezustand. Aber wie schon angedeutet
mit der Einschraenkung das die Teile nach einer gewissen Zeit 
unglaubwuerdig/unzuverlaessig werden.
Dafuer ist er aber relativ einfach beschaffbar. Kannst du z.b in alten
Akkus von DELL finden.

Olaf

Autor: Lothar (Gast)
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Wie Olaf schon sagte, bei LiPo geht das soger sehr gut. Schau Dir die 
Entladekennlinie an. Da Du für portabele Geräte bestimmt unter 1C 
bleiben wirst, kannst Du mit 4V bei 100% und ca 3V (2,95) für leer 
ausgehen. Wenn ein MC mit ADC im System hast, kannst Du den gleich 
einsetzen, ansonsten analog. Eine Genauigkeit besser als 5% ist 
realistisch. Handys und PDA's machen das auch nicht anders und die 
arbeiten auch mit LiPo. ELV hat so ein Überwachungsteil als Bausatz, LCD 
Anzeige mit 5% Abstufung für reichlich 12 Euro glaube ich. Da ist auch 
die Theorie hinreichend beschrieben.
Grüsse Lothar

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