Guten Tag,
ich möchte mit einem einzelnen OP (MCP601, +5V single) eine
Steuerspannung von ca. 0 bis 2V auf einen Spannungsregler geben, um
damit die Ausgangsspannung zu regulieren.
Habe den OP- mit einem Spannungsteiler 3K74 und 19K2 (Ub=+5V) auf ca.
4,2V gelegt. Der OP+ Eingang bekommt eine Steuerspannung über einen
Spannungsteiler 10K0 gegen Masse + 10K0 an Steuerspannungseingang. Es
soll ab 8,4V eine stetig steigende Spannung über eine Sperrdiode an den
Spannungsregler gekoppelt werden, damit dieser die 8,4V konstant hält.
Der Spannungsregler regelt mit steigender Steuerspannung nach unten.
Bei einem Versuchsaufbau stelle ich fest, daß der OP-Ausgang sofort
'hoch' schaltet, sobald der pos. Eingang größer wird. Kann man das nicht
feiner in kleinen Raten (stetig) hin bekommen??
Es ist schwer, sich den Schaltplan vorzustellen, wenn man nur einen
Beschreibungstext hat, aber soweit ich das verstanden habe, fehlt jede
Rückkopplung, und Du betreibst den OP als Komparator.
Hui, das geht ja schneller als die Polizei erlaubt.
Ja, habe aber mal im positiven Zweig 220nF mit 10K in Reihe probiert.
Kommen differenzierte Signale raus, aber nichts stetiges.
Leg mal einen Widerstand vom OP-Ausgang zum invertierenden Eingang
(OP-), etwa im Bereich 2-3 kOhm oder so. Dann müsste sich das Verhalten
Schon mal ändern.
Habe mal eine Zeichnung drangehängt. War ehemals eine TIFF-Datei, ist
jetzt plötzlich 'ne PNG. Konnte die Datei auch nicht wieder löschen.
Eeventl. muß ich vom Schaltplan ein Foto machen.
Werde den Widerstand mal einlöten. Dauert ein paar Minuten...
> Bei einem Versuchsaufbau stelle ich fest, daß der OP-Ausgang sofort> 'hoch' schaltet, sobald der pos. Eingang größer wird.
Das ist normal, man Leerlaufverstärkung.
Du solltest noch mal nachschlagen, wie OpAmps funktionieren,
und in deine Schaltung den geregelten Spannungsregler
mit einzeichnen, denn ohne eine geschlossene Regelschleife
wird das nichts.
Prima Rechteckgenerator habe ich jetzt, saubere Flanken, hi.
Das mit dem C28 ist mal ein Versuch gewesen. Habe vorher einen ganz
normalen Subtrahierer aufgebaut mit 10-facher Verstärkung (R25 = 100K).
Dann auf 10K reduziert. Die Steuerspannung ändert sich ganz langsam im
uV-Bereich, weshalb ich erstaunt war, das der OP einfach nur schaltet.
OK, will mal schnell den gesamten Schaltplan zusammenstellen, 's wird
wohl besser sein.
Der von dir als "REF" bezeichneter Pin des LM2576 ist keineswegs eine
Referenzspannung, sondern der Feedback zur Messung der Ausgangsspannung.
Woher soll er die sonst kennen.
Nope, so kann das nicht funktionieren.
Anhängend der komplette Schaltplan. Die Rückführspannung zum steuern des
Reglers liegt je nach Ladezustand zwischen 6 und 8,4V. Diese 8,4V sollen
dann auch konstant gehalten werden, was dazu führt, daß der Ladestrom in
den Li-Ion-Akku sinkt. Dafür muß die Ladespannung aus dem Schaltregler
aber ca. 0,3 - 0,5V größer sein, damit die Diode im Akku kompensiert
wird.
Die Stromkonstanschaltung ist wg. der Übersichtlichkeit entfernt. Am
REF-Eingang ist normalerweise ein Widerstand von U-Batt als Rückführung.
Diese soll aber aus dem Akku kommen und mit einer Spannungsreferenz
verglichen werden!
Nochmal ganz vor vorne für Doofe: Soll das nun ein Ladegerät sein, etwas
arg umständlich beschrieben, oder soll das ganz etwas Anderes sein was
ich noch nicht verstanden habe?
Es wäre übrigens besser, wenn du deine mysteriöse Salamitaktik aufgibst,
und nicht die Hälfte "der Übersichtlichkeit halber" weglässt.
Als Ladegerät ergibt diese umständliche Feedback-Methode nämlich
keinerlei Sinn. Feedback kann der Regler ganz gut selber, besonders wenn
man die Rückflussverhinderungsdiode woanders unterbringt.
Das soll ein Ladegerät für einen Li-Ion-Akku werden. Der pos.
Ladekontakt ist im Akku über eine Diode mit der Zelle verbunden.
Wenn ich nun mit der Ladeelektronik eine Spannung von 8,7V einstelle,
kann ich die Li-Zellen zwar auf 8,4 Volt laden, es können aber auch 8,45
werden, je nach Ladestrom. Jetzt hat der Akku aber noch einen direkten
Kontakt zur Zelle, welcher wegen einer PTC-Sicherung nicht zum Laden
geeignet ist.
Dort kann ich exakt die Spannung messen und diese als Feedback zum
Regler führen. Vorher muß diese aber noch mit einer Referenz verknüpft
werden, das direkte Feedback zum Schaltregler nützt also nichts.
Roger Knoll schrieb:
> Dort kann ich exakt die Spannung messen und diese als Feedback zum> Regler führen. Vorher muß diese aber noch mit einer Referenz verknüpft> werden, das direkte Feedback zum Schaltregler nützt also nichts.
Ich sehe immer noch nicht, weshalb der Regler die 8,4V nicht selber
regeln soll. Wozu dient diese 100mA Diode vor dem Akku eigentlich? Wenn
die den Rückfluss in den Regler verhindern soll: Da fällt mir ein
besserer Platz ein, wo sie die Spannungsregelung nicht behindert: direkt
am Ausgang des Reglers.
Es tut mir leid, wenn ich es so schwer mache. Die Diode habe ich in der
Eile nicht umbenannt, ist einfach 'ne Kopie mit 'Cut' und 'Paste' aus
dem Eagle.
Es geht hier um einen fertigen, käuflichen Akku. In einem solchen können
außer der Rückflußdiode auch weitere Schutzmaßnahmen eingebaut worden
sein, an welchen Spannung abfällt. Es ist also eine seriöse Sache, kein
Schnick-Schnack.
Um die verschiedenen Akkuversionen alle unter gleichen Bedingungen laden
zu können, muß diese Rückführung sein. Egal, was auf dem Weg zur Zelle
als Spannungsabfall verloren geht, die Zelle selbst darf max. 8,4V +
0,5% sehen.
Deshalb der OP mit der Referenz von 4,2V.
Es ging vielleicht auch mit einem LM3420-4.2 einfach in Reihe als
Shunt-Regler, nur der ist teuer und z.Zt. kaum zu bekommen.
Was spricht eigentlich dagehen, den Spannungsteiler des
Feedback-Anschlusses des LM2576 direkt an den Akku dranzuhängen? Also
ohne den ganzen Zirkus mit dem OPV.
Nochmal kurz zum Schaltregler. Der R12=10K zieht den Regler auf, ohne
die 'Einspeisung' der Feedbackspannung würde die max. Spannung aus dem
Regler kommen. Über die Diode D7 (und weitere Dioden) speise ich die
Feedbackspannung ein. Diese reguliert sich hier typischerweise auf
1,23V.
Damit sich die zusätzlichen Einspeiser nicht gegenseitig beeinflussen,
sind sie durch Dioden entkoppelt.
Der Einfachheit halber habe ich das alles aus dem Plan rausgeschmissen;
als Li-Ion-Lader (ohne Strombegrenzung) ist das übersichtlicher.
Diese Idee hatte ich auch sofort. Woher weiß dann Schaltregler, daß er
nicht mehr als 8,4V (an der Li-Zelle) darf. Die Li-Zelle frißt, was sie
kriegt, bis sie abfackelt.
Da muß eine Referenz drüber wachen.
Ich könnte auch einen uProz. mit AD- und DA-Wandler nehmen. Schauen,
wann 8,4V an der Zelle sind, Spannung am Schaltregler merken und
konstant halten. Ist wieder 'ne Woche Programmierarbeit und der uP
kostet mehr als der OP.
> Das soll ein Ladegerät für einen Li-Ion-Akku werden.
Wo hast du denn den Schrott her ?
Tonne auf, Schaltung rein, Tonne zu.
Ein 78L05 hat niemals eine ausreichend präzise Spannung für das direkte
laden eine LiIon Akkus ohne Schutzschaltung. LiIon will 0.5%
Genauigkeit, nicht 5%.
Und wenn das Akkupack eine Schutzschaltung hätte, dann müsste man nicht
auf 8.4V regeln, sondern halt etwas über 8.4V (so 9V passen), und DAFÜR
täte es dann der LM2575ADJ ohne weiteren OpAmp.
Wer verbreitet denn so lebensgefährliche Schwachsinnsschaltungen ?
Wenn man den 78L05 gegen eine präzise Referenzspannungsquelle ersetzen
würde (sagen wir LM4120) und auch keine blöden 1% Widerstände im
Spannungsteiler verwendet sondern 0.1%er, dann bräuhte man immer noch
einen Balancer bzw. Akku-Protection-IC damit gewährleistet werden kann,
daß nicht EINE Zelle weniger und die andere mehr (und damit zu viel)
bekommt.
Die Lösung, 2 Zellen ohne weitere Elektronik in Reihe zu laden, taugt
also so oder so nichts.
Ich will hier niemanden verärgern.
Habe oben geschrieben: 8,4V +0.5%!
Weiterhin, daß das ein fertiger, käuflicher Li-Ion-Akkus ist. Dieser hat
bereits die Schutzelektronik (mit IC S8232 und SO8-FET) drin.
Diese Akkus werden von seriösen Firmen gebaut, das ist nicht so ein
billiger China-Mist, wo einem die Taschen heiß werden, wenn der
Schlüsselbund mit drin ist.
Ich wollte doch nur mal 'nen Tipp, wie man mit einem einfachen OP eine
simple Schaltung aufbauen kann.
> Ich will hier niemanden verärgern.> Habe oben geschrieben: 8,4V +0.5%!
Nach dem Artikel, auf den ich geantwortet habe,
tut mir leid, aber ich brauch auch einige Zeit
um Antworten zu tippen.
Aber:
Wenn es Akkupacks mit Schutzelektronik sind,
ist das genaue Einhalten von 8.4V witzlos,
denn wenn eine Zelle 4.0V hat, hat die andere
schon 4.4V und bumm.
NUR die Schutzelektronik überprüft jede Zelle einzeln
und schaltet ab, so bald die erste die 4.2V+0.5% erreicht.
Wenn der Akku noch einen Balancer enthält, der den vollen
Ladestrom balancieren kann, ist das zwar gut und schadet nicht,
aber einerseits ist so was selten, andererseits hat ihn deiner
nicht, und drittens forderst du das auch nicht.
Ein 2-Zellen Akku kann niemals ohne Balancer auf eine
Summenspannung von 8.4V als Abschaltkriterium geladen werden.
Halte dich an deine Schutzschaltung, die den Akku abklemmt,
so bald eine Zelle ihre Ladeschlusspannung erreicht
(und sogar genau auf die Chemie der Akkus, ob LiIon oder LiPoly,
eingestellt ist).
Deine Ladeschaltung muss dann bloss den begrentzen Ladestrom
liefern, mit einer Leerlaufspannung die über 8.4V liegt, aber nicht
mehr als die Ladeeelektronik des Akkus aushält (sicher 10V).
Die Schaltung funktioniert sogar mit Akkupacks, die ihrerseits
per internem Schaltregler den Ladestrom begrenzen.
Du erkennst den Abschaltmoment der Ladeelektronik ganz ohne
weitere elektrische Verbindungen zum Akku am plötzlichen
Absacken des Stromes und folglich ansteigen der Spannung
auf die Leerlaufspannung.
Um das zu bauen (effektiv als Schaltregler), reicht der
LM2576ADJ eingestellt auf 9V mit seiner eigenen Strombegrenzung.
Kein OpAmp. Keine "Referenzspannung" aus einem 78L05.
Und die Präzision der Widerstände im Spannungsteiler ist
unwichtig (na ja, besser 10% sollten es schon sein).
Ob du nach Abschalten der Akkuschutzschaltung mit dem Laden
für immer aufhörst (den Schaltregler abschaltest) oder
dranlässt als Erhaltungsladung, bleibt dir überlassen, eine
grüne LED kann das Anliegen der Leerlaufspannung und somit
des "Akku voll" Zeichens signalisieren.
Guten Morgen,
die Diskusion geht über das hinaus, was ich eigentlich wollte: einen
Schaltungsvorschlag für einen OP, welcher bei Erreichen der
Referenzspannung nicht wie beim Komparator schlagartig auf 'High' geht,
sondern stetig mit der Eingangsspannung steigt.
Der Li-Ion-Lader ist nun in den Vordergrund gerutscht, wilde Vermutungen
über Dies und Jenes, Salamitaktik usw. Was soll das??!
Was im Einzelnen im Li-Ion-Akku passiert und wie die Zellen
untereinander gesteuert, geschützt und abgesichert werden, kann ich auf
Grund des Schaltbildes selbst ersehen. Wir müssen den Akku einfach so
behandeln wie den OP, als Black Box, ohne zu wissen, welche Transistoren
wie und mit welchen Widerständen zusammen geschaltet werden.
Ob da für einen Versuchsaufbau ein 78L05 drin ist, wird doch keinen
Krieg auslösen. Dann sind's halt nur 4,97564V im Einzelfall, für den
Versuch.
Nur zur Info. Ein Li-Ion-Akku hat auch einen bestimmten
Lade-Algorithmus, und nur das Vorhandensein der z.B. 8,4V heißt noch
lange nicht, daß der Akku voll ist.
..und die Ladung sollte nach einer bestimmten Zeit wirklich abgeschaltet
werden.
