Hallo,
ich stolpere schon seit Jahren immer mal wieder durch Google in dieses
Forum, und jetzt habe ich mich endlich mal selber angemeldet.
Folgendes Problem treibt mich momentan um: Mit der Zeit haben sich alle
möglichen Lithium Ionen Akkus gesammelt, mit denen sich eigentlich schön
was basteln lassen sollte, aber es fehlt eine Ladeschaltung, welche sich
auf die Schnelle irgendwo einbauen lässt.
Mir ist bewusst das es diverse ICs gibt, die eben genau das tun, aber
mein Ziel ist es eine Schaltung zu haben die man mit (möglichst wenig)
Standardbauteilen zusammenbauen kann.
Mein Ergebnis ist im Anhang zu sehen.
- als 5V Quelle sind die allgegenwärtigen "USB-Steckdosen" vorgesehen
- 4,2V werden nicht überschritten
- max. Ladestrom ist begrenzt (Mir ist bewusst dass ich, dadurch dass
ich einfach einen Widerstand nehme, die Ladezeit deutlich vergrößere.)
- Leistungsdaten vom Transistor werden nicht überschritten (für größere
Akkus werden natürlich ein anderer Transistor und andere
Widerstandswerte verwendet)
(Die Farben bedeuten folgendes: Rot = Strom durch R3; Blau = V2; Grün =
Uce(Q1) )
Nun meine Fragen: Funktioniert das so? Habe ich was übersehen? Ist die
grobe Modellierung des Akkus als Spannungsquelle ausreichend?
Viele Grüße,
Andreas
Andreas V. schrieb:> Funktioniert das so?
Die Schaltung ist völliger Unsinn.
Es gibt weder eine ausreichend stabile Spannung noch eine vernünftige
Strombegrenzung.
> Mit der Zeit haben sich alle> möglichen Lithium Ionen Akkus gesammelt,
Die sind jetzt sowieso alle tiefentladen und damit kaputt.
Man muss unterscheiden zwischen Akkupacks mit eingebauter
Schutzschaltung "PCB", und rohen nackten Zellen.
Akkupacks kannst du mit deiner Schaltung laden, die klemmen sich selbst
bei drohender Überladung ab.
Nackte rohe Zellen darfst du nicht an deine Schaltung hängen, die laufen
Gefahr, Feuer zu fangen.
Für 5V an LiIon gibt es nette fertige IC die so klein sind, daß du sie
lieber auf einer vorgefertigten platine kaufen willst
https://www.pollin.de/shop/dt/Mjc1ODQ2OTk-/Bauelemente_Bauteile/Bausaetze_Module/Module/Lademodul_fuer_Lithium_Akkus_DAYPOWER_M_LL_TP4056.html
Wenn du mehr Spannung hast, kann man mit einem LM317 als Strombegrenzung
und einem TL431B (man achte auf das präzise B) und 0.1% Widerständen
(man achte auf die 0.1%) eine ausreichend genaue Ladeschaltung aufbauen
1
+-----------------------Relais----+
2
| auf Kühlkörper : |
3
| +-----+ :/o |
4
9-15V --+--|LM317|--1R2--+-----+-o/ |
5
| +-----+ 2W | | o-+ |
6
| | | | | |
7
| +----+-1k--+ 100nF | |
8
| | | | | | |
9
47u | | 6k8_0.1% | | |
10
| | | | | | + |
11
| 4u7 TL431B--+ | LiIon | Akku ohne Schutzschaltung,
Ok, das Modul da bei Pollin sieht tatsächlich ziemlich cool aus, und bei
dem Preis kann man auch einfach mal ein paar bestellen.
Ich würde aber gerne trotzdem noch verstehen was das Problem mit der
Schaltung ist. Meinst du mit der instabilen Spannung den USB-Port, oder
die Toleranzen bei Transistor und Widerständen (und die
Temperaturabhängigkeit am Transistor)?
Da es lauter Akkupacks sind (kann ich davon ausgehen das alles was 3
Terminals hat ein Pack ist?) müsste es ja dem Link nach ausreichen einen
USB Port und einen Widerstand zu nehmen.
"Zum Laden geschützter Akkus reicht aber einfach eine strombegrenzte
Spannungsquelle nicht zu hoher Leerlaufspannung (meist unter 6.5V
gefordert)."
Aber das ist wohl eher ein Experiment für draußen, im Sommer.
Das Problem mit der Tiefentladung ist mir auch bekannt. Mit einem
Multimeter sollte das ja aber leicht zu prüfen sein.
Viele Grüße,
Andreas
Andreas V. schrieb:> Ich würde aber gerne trotzdem noch verstehen was das Problem mit der> Schaltung ist.
MaWin sagte es doch total zuteffend: "Die Schaltung ist völliger
Unsinn."
Erstmal fehlt eine definierte Endspannung, Schutzschaltungen im Akku
schützen, es ist nicht deren Funktion, zu regeln.
Zum Zweiten fehlt eine eindeutige Strombegrenzung.
Nummer drei ist der Anfangsstrom für Zellen unter 3 Volt.
Geh' erstmal 'ne Runde spielen, und danach frage Google nach Grundlagen
zur Behandlung von LiIon-Akkus.
Andreas V. schrieb:> Mir ist bewusst das es diverse ICs gibt, die eben genau das tun, aber> mein Ziel ist es eine Schaltung zu haben die man mit (möglichst wenig)> Standardbauteilen zusammenbauen kann.
Der TP4056 ist ein Standardbauelement für diese Anwendung.
Mit weniger Aufwand läßt sich das gar nicht bauen
...und die 2,45€ pS unterbietet eBay nochmal bei Weitem :) Oder man
nimmt das vollintegriert inkl 5V Step up im FP9803 oder wie der noch
gleich heißt - auch sehr "praktisch".
Klaus.
Andreas V. schrieb:> Ich würde aber gerne trotzdem noch verstehen was das Problem mit der> Schaltung ist.
Die Ladeschlusspannung einer LiIon Zelle muss auf 0.5% genau eingehalten
werden, oder anderes gesagt: Darf auf keinen Fall überschritten werden
und 0.1V weniger wäre auch blöd weil die Zelle nicht mal 90% voll wird.
In deiner Schaltung ist nicht ein einziges Bauteil 0.5% genau, wie
willst du da irgendetwas einhalten ?
Dann ist ein Widerstand zur Strombegrenzung zwischen 4.2V
Spannungsquelle und LiIon Zelle superblöd: Das entsprichte einem
RC-Glied mit der Asymptotischen Annäherung der Spannung an den Endwert.
SpricH: Es dauert ewig.
Wenn WENIGSTENS ein spannungsstabiliserendes Bauteil dabei wäre, aber du
verwendest die 4.2 bis 5V, also eine Spannungsquelle mit +/-10%
Ungenauigkeit im Besten Fall - denn wenn etwas nicht funktioniert im USB
Netzteil können es auch mal deutlich mehr.
So eine Schaltung ist nicht bloss dumm konstruiert, sondern gefährlich.
MaWin schrieb:> Andreas V. schrieb:>> Ich würde aber gerne trotzdem noch verstehen was das Problem mit der>> Schaltung ist.>> Die Ladeschlusspannung einer LiIon Zelle muss auf 0.5% genau eingehalten> werden, oder anderes gesagt: Darf auf keinen Fall überschritten werden> und 0.1V weniger wäre auch blöd weil die Zelle nicht mal 90% voll wird.
Ist nicht ganz so extrem: 4V sind 80%. Ich lade alle meine LiIon auf 4V
auf weil die dann deutlich länger halten.
> In deiner Schaltung ist nicht ein einziges Bauteil 0.5% genau, wie> willst du da irgendetwas einhalten ?>> Dann ist ein Widerstand zur Strombegrenzung zwischen 4.2V> Spannungsquelle und LiIon Zelle superblöd: Das entsprichte einem> RC-Glied mit der Asymptotischen Annäherung der Spannung an den Endwert.> SpricH: Es dauert ewig.
Das ist bei CCCV eh so.
> Wenn WENIGSTENS ein spannungsstabiliserendes Bauteil dabei wäre, aber du> verwendest die 4.2 bis 5V, also eine Spannungsquelle mit +/-10%> Ungenauigkeit im Besten Fall - denn wenn etwas nicht funktioniert im USB> Netzteil können es auch mal deutlich mehr.>> So eine Schaltung ist nicht bloss dumm konstruiert, sondern gefährlich.
Dem ließe sich mit einer Z-Diode oder einem Festspannungsregler
abhelfen.
Extrem schlau ist die Schaltung wirklich nicht, aber dumm und gefährlich
würde ich sie auch wieder nicht nennen.
Sascha_ schrieb:> Dem ließe sich mit einer Z-Diode oder einem Festspannungsregler> abhelfen.
0.5% Festspannungsregler ? 0.5% Z-Dioden ?
Sascha_ schrieb:> Das ist bei CCCV eh so.
Nö, dort geht es bis 90% oder 95% mit vollem Strom, rest dann (wenn der
Zuleitungs- und Zellenwiderstand in den Weg kommt) wird's langsamer.
Weil ein Akku drei Pole hat, ein Akkupack? Nein. Der Mittelpol ist in
der Regel ein NTC10k zur Temperaturüberwachung.
Diverse billige, fähige Lade-ICs haben alles verbaut und sind so präzise
ausgelegt wie nötig. Schau mal die Ladekurven etwas weiter runter hier:
http://blog.koepi.info/2015/06/closer-inspection-of-few-chargers.html
Solange die zulässigen Grenzwerte wie maximaler Ladestrom und
Ladespannung nicht überschritten werden ist es halt eine suboptimale
Ladeschaltung - nichts weiter.
Und @Sascha sagt es ja richtig: Ladeschluss bei 90% verlängert
nachweislich die Lebensdauer. (kann man seit Jahren in den
Energieprofilen von Notebooks einstellen)
Und um mal meinen Senf in den Ring zuwerfen: Wenn ich eine fertige
Schaltung für 1-2 € zu kaufen bekomme, dann kaufe ich.
Aber das Motiv ist halt von Mensch zu Mensch verschieden.
Uwe D. schrieb:> Wenn ich eine fertige> Schaltung für 1-2 € zu kaufen bekomme, dann kaufe ich.
Ich sogar noch bis 2.50, so dass ich die bei Pollin kaufen darf. ;-)
asdfghj
Ok, dann fasse ich mal die Ergebnisse zusammen:
- Problem 1 ist die geringe Genauigkeit der Bauteile.
Damit hatte ich schon gerechnet, auch wenn ich die 0,5% für überzogen
halte. Einzig das die 4,2V niemals überschritten werden müsste
garantiert werden können.
- Problem 2 hatte ich tatsächlich übersehen: Eine tiefentladene Batterie
bekommt aus dieser Schaltung besonders viel Strom - das ist fatal.
- Problem 3 war auch von Anfang an klar, aber toleriert: Durch den
Serienwiderstand nähert sich die Batterie nur asymptotisch der
Ladeschlusspannung.
Und wenn selber machen nicht das Ziel ist gibt es folgende ICs:
-TP4056
-STC4054
-FP9803
die teilweise schon als fertig bestückte Module erhältlich sind.
Seh ich das richtig dass die Platinen alle den Temperaturfühlereingang
des ICs deaktivieren? Durch umstückeln der Widerstände müsste man den ja
auch benutzen können.
Manfred schrieb:> Ich habe mal kurz das Datenblatt überflogen - kann der etwas, was der> TP4056 nicht leistet?>> Der Preis ist ganz nett, aber wenn schon Ali, bekomme ich für ein paar> cent mehr fertige Platinchen mit dem TP4056. Wenn mir der Ladestrom zu> hoch ist, wechsele ich einen Widerstand.
Naja, so einen 5-Beiner kann man einfach selbst aufbauen; die Ladekurve
gefällt mir besser als vom TP4056, der auch nur 800mA macht und die 1A
nie erreicht.
http://blog.koepi.info/2015/06/closer-inspection-of-few-chargers.html
Den SE9016 dort hatte ich nicht auf Maximum eingestellt.
Wenn du mit den Fertigplatinen glückklich bist, bleib dabei! Mich haben
der höhere Platzverbrauch und das Nicht-Erreichen der Specs daran
genervt. Ist aber eigentlich nebensächlich.
Andreas V. schrieb:> Seh ich das richtig dass die Platinen alle den Temperaturfühlereingang
Der ist auf GND, ja. Leiterbahn durchtrennen und dann selber Lösung
stricken für Akkus mit NTC und für welche ohne. Oder zwei
unterschiedliche Platinen verwenden, modifiziert für die mit NTC und
"original" für "normale" Akkus.
MaWin schrieb:> Sascha_ schrieb:>> Dem ließe sich mit einer Z-Diode oder einem Festspannungsregler>> abhelfen.>> 0.5% Festspannungsregler ? 0.5% Z-Dioden ?
So genau müssen die gar nicht sein. Wenn der Akku nur auf 4V voll wird
stirbt davon auch keiner. Es ging um die minimale Ladeschaltung, nicht
um die perfekte Ladeschaltung.
> Sascha_ schrieb:>> Das ist bei CCCV eh so.>> Nö, dort geht es bis 90% oder 95% mit vollem Strom, rest dann (wenn der> Zuleitungs- und Zellenwiderstand in den Weg kommt) wird's langsamer.
Warum fängst du eine Sätze eigentlich mit "Nö" an? Soll das deine
Meinung verstärken?
Zweitens: Du hast meinen Punkt nicht widerlegt. Der war, dass du gesagt
hast dass sich die Zellspannung asymptotisch den 4,2V
Ladeschlussspannung nähert. Das hast du eigentlich jetzt nur nochmal
wiederholt.
Drittens: Ladegeräte sind öfters auch mal deutlich schwächer und können
den Akku nicht mit 1C oder mehr laden.
USB 2.0 gehört mit seinen 500mA dazu. Da ist es dann klar, dass der
"volle" Strom bis meinetwegen 95% der Zellkapazität fließt.
Sascha_ schrieb:> Weiterhin hast du das Argument zu deinen Gunsten umgebogen
Jammerlappen.
Ich habe nichts umgebogen, sondern deinen Mist korrigiert.
Auch an deinem Link sieht man sehr schön, daß der Ladestrom bis zum
Erreichen von 4.2V auf Maximum bleibt.
Das ist mitnichten ein Stromrückgang wie bei einem RC Glied,
oder wie bei einem Widerstand zwischen 4.2V Festspannungsquelle und
LiIon Akku.
Natürlich können Angsthasen ihre Akkus auch bloss bis 4V aufladen, weil
sie 5% Ladespannungstoleranz ihrer Ladeschaltung befürchten müssen. Eine
gute Ladeschaltung ist jedoch nicht aufwändiger.
Schon lustig @MaWin, Deine Antwort/Begründung auf eine Frage erreicht
genau so langsam die Erwartung von @Sascha wie die minimalistische
Ladeschaltung den "Vollzustand".
Dafür fängst Du an zu "Trumpen".... Ha-Ha
Aber Du hast natürlich recht.
Uwe
Hallo
Andreas V. da du scheinbar noch Anfänger in der Elektronikbastelwelt
bist ein Hinweis:
Bestellen in China (nicht EU Ausland) ist zwar besonders bei diesen
Elektronischen Baugruppen unschlagbar günstig aber wenn du Pech hast
darfst du beim nächsten Zollamt antanzen und die Sachen persönlich mit
einigen Unterlagen (welche den Verkaufspreis darlegen) an dackeln.
Bei den Kleinkram wirst du keine Mehrwertsteuer (oder wie der Kram in
diesen Zusammenhang auch immer genannt wird wären aber 19%) oder Zoll
bezahlen müssen aber es kostet Zeit, eventuell Nerven und
Anfahrtskosten.
Schau lieber in der Bucht nach deutschen Anbietern - da kostet es zwar
etwas mehr als direkt beim "Chinamann" aber auch deutlich weniger als
bei Pollin oder der Abzocker-Versandapotheke Conrad.
Und ganz nebenbei einen Gruß an MaWin (Gast):
"Jammerlappen.
Ich habe nichts umgebogen, sondern deinen Mist korrigiert."
Das geht gar nicht - im Forum brauchen wir keine Beleidigungen und
überhebliches "Geplärre" - sorry für das "geplärre" aber auf einen
groben Klotz gehört ein großer Hobel...
Hier ein Übersetzungsversuch in vernünftiger Umgangssprache
"Ich habe nach meiner Einschätzung nachdeine Aussage nicht verändert,
sondern versuche deine nicht ganz korrekte Aussage zu korrigieren."
Praktiker
MaWin schrieb:> Ich habe nichts umgebogen, sondern deinen Mist korrigiert.Praktiker schrieb:> Ich habe nach meiner Einschätzung nachdeine Aussage nicht verändert,> sondern versuche deine nicht ganz korrekte Aussage zu korrigieren.
Ich plädiere für ein Wörterbuch:
MaWin - Praktiker (und fast alle Anderen)/
Praktiker (und fast alle Anderen) - MaWin.
Du Jammerlappen = Na hallo, wie gehts?
Problem? Zeig mal her. = 7. Lehrjahr und immer noch zu doof.
;D
Praktiker schrieb:> Andreas V. da du scheinbar noch Anfänger in der Elektronikbastelwelt> bist ein Hinweis:
Du bist Anfänger in Sachen China oder Angestellter des dubiosen
Auktionshauses?
> Bestellen in China (nicht EU Ausland) ist zwar besonders bei diesen> Elektronischen Baugruppen unschlagbar günstig aber wenn du Pech hast> darfst du beim nächsten Zollamt antanzen und die Sachen persönlich mit> einigen Unterlagen (welche den Verkaufspreis darlegen) an dackeln.> Bei den Kleinkram wirst du keine Mehrwertsteuer (oder wie der Kram in> diesen Zusammenhang auch immer genannt wird wären aber 19%) oder Zoll> bezahlen müssen aber es kostet Zeit, eventuell Nerven und> Anfahrtskosten.
Ich habe jede Menge Kleinzeugs aus China bekommen und musste noch nie
beim Zoll antanzen. Die Freigrenze liegt kurz über 20 €uro, bei ein paar
IC oder Prozessorplatinchen glaubt der Zoll die deklarierten paar
Dollars.
Beim Aliexpress besteht die Möglichkleit "Ware nicht erhalten" oder
"Zollprobleme" - das Kostenrisiko ist damit sehr gering.
Anders kann es bei Dingen aussehen, die über der Freigrenze liegen oder
bei Artikeln, wo der Verdacht auf Kennzeichnungspflicht gemäß CE
besteht.
> Schau lieber in der Bucht nach deutschen Anbietern -
Dort kaufe ich ganz sicher garnichts ein!
Man könnte durchaus mal bei dx.com oder banggod gucken, diese versenden
einige Artikel auch aus Europa.
Dirk K. schrieb:> Naja, so einen 5-Beiner kann man einfach selbst aufbauen; die Ladekurve> gefällt mir besser als vom TP4056, der auch nur 800mA macht und die 1A> nie erreicht.
Nö! Ich stecke gerade mal einen 18650 in mein Ladegerät und messe mit
dem DVM dazwischen 940mA - das sind 6% Abweichung. Da stecken ein
4056-Platinchen samt 5,2V-Netzteil und DVM drin.
In einem anderen Aufbau habe ich weniger Strom, da ist aber das
eingebaute Netzteil der begrenzende Faktor.
Es gibt eine Menge möglicher Fehler, z.B. Verluste auf der Zuleitung
oder USB mit negativer Toleranz. Für mich liegt das im akzeptablen
Rahmen, so dass ich es nicht weiter untersuchen werde.
Dirk K. schrieb:> Der ist auf GND, ja. Leiterbahn durchtrennen und dann selber Lösung> stricken für Akkus mit NTC und für welche ohne. Oder zwei> unterschiedliche Platinen verwenden, modifiziert für die mit NTC und> "original" für "normale" Akkus.
Das selber stricken wird nicht allzu schwer, ist ja im Datenblatt
hinreichend erklärt.
Und wenn dann bekommt eh jeder Akku einen eigenen Laderegler. Fest
eingebaut ist ja doch deutlich bequemer als dauernde Akkuwechsel.
@Praktiker: Ganz im Gegenteil, ich habe durchaus schon so einiges
gebastelt. Nur bin ich halt oftmals so unterwegs, das ich Zeug
wirklich selber machen will weil man dabei deutlich mehr lernt.
Mit ebay und aliexpress habe ich auch schon so einige Erfahrungen
gemacht.
Auch ich musste bisher nur für größere Sachen zum Zoll (die nehmen dann
einen ausgedruckten Paypalauszug als Ersatz für die beigelegte
Fantasierechnung an). Das eine Mal wo bei aliexpress eine Sendung
ausgeblieben ist war dan Treuhandservice auch das Geld ruckzuck wieder
zurück. Tatsächlich gibt es inzwischen sogar da Händler die Versand aus
Deutschland (oder anderen EU Ländern) anbieten. So hab ich mein Handy
bekommen.
Im Gegensatz dazu hab ich in letzter Zeit schlechte Erfahrungen mit ebay
gemacht. Da wird nämlich toleriert das sich in großem Stil Händler aus
China anmelden, Versand aus Deutschland (sucht z.B. mal nach "BV5000",
zig Händler und alle in Karlsruhe) angeben, und dann aber aus China oder
sonstwoher versenden.
Kurz: Die chinesische Plattform verschickt aus Europa, die europäische
nicht.
Und nochmal zu den Ladereglern: Für produktiven Kram werde ich solche
fertigen Platinchen verwenden, aber ich werd auch nochmal schauen ob
ich noch auf eine minimale Schaltung komme die funktioniert.
