Leistung verbrutzeln: 4V, >10A

OP #5473580
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Hallo liebes Forum,

angehängt ist ein Auszug aus einer Schaltung:
Liegt die Spannung des Akkus über 3.6 V, muss ich schnell die Ladung 
reduzieren können.
Optimal wären eigentlich 30A, aber dann brauch ich ja Kühlelemente so 
groß wie Österreich ...

Also:
- Hat jemand ne Idee, wie ich mit der Zener irgendwas anschalten kann, 
was den ganzen Strom frisst?
- Komm ich um ein Relais rum? (Hab keinen Bipolar gefunden, der mit so 
viel Strom trotz der niedrigen Basisspannung klarkommt)

- Ich weiß, das die Skizze nicht die beste ist, aber sie erfüllt 
hoffentlich hier ihren Zweck ...
- Ich weiß, dass es seltsam ist Energie in etwas reinzupumpen, nur um 
dann den Großteil zu verheizen (-> "nimm den Akku von der Spannung, wenn 
er voll ist" -> geht hier leider nicht)

Ich danke im Voraus für kompetente Antworten :)
Angehängte Dateien:
Gast #5473605
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Rüdiger S. schrieb:
> - Hat jemand ne Idee, wie ich mit der Zener irgendwas anschalten kann,
> was den ganzen Strom frisst?

Haut mit einer Zener nicht gut hin, zu ungenau, denn ich vermute es geht 
um eine Lithium-Batterie. Da machen 3,6 oder 3,55V schon einen 
nennenswerten Unterschied.

Variante 1:
Ein Komparator mit Referenz schaltet eine Last an die Batterie (im 
Einfachsten Fall einen HS-50-Widerstand oder so), wenn die Spannung > 
3,6V ist. Ein MCP65R41 wäre geeignet für den Zweck.
Problem: Hysterese muss man gut aussuchen.

Variante 2:
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/TL431-D.PDF

Figure 19 wäre mal der Shuntregler, was etwas das ist, was du haben 
willst. Das zieht soviel Strom, dass an dem Ding 3,6V anliegen. Davor 
einen niederohmigen Leistungswiderstand.

Simulier es am Besten, für das Teil gibts ein Simulationsmodell, das 
findet man hier.
http://www.ti.com/product/TL431A/toolssoftware#

Beides hat seine Probleme. Bitte daher nur als Anregung verstehen.
Gast #5473846
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Der Andere schrieb:
> Nein, dein Problem ist ein Anderes:
> Du musst rechtzeitig mit dem Laden aufhören falls die kritische Spannung
> erreicht ist.
> Dazu nimmst du einen passenden Laderegler.

Ist aber nicht immer möglich.
Das ganze riecht nach Eigenbau-Balancer. Wenn mehrere Zellen in Reihe 
sind, werden die in Reihe geladen und die Energie, die dabei pro Zelle 
zuviel ist, wird verbraten, bis alle Zellen sicher geladen sind.
Dann kann man hergehen und den Akku einfach paar Stunden laden, bis er 
voll ist, ohne Einzelzellenüberwachung.
#5473856
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@ Rüdiger S. (necate)

>angehängt ist ein Auszug aus einer Schaltung:
>Liegt die Spannung des Akkus über 3.6 V, muss ich schnell die Ladung
>reduzieren können.
>Optimal wären eigentlich 30A, aber dann brauch ich ja Kühlelemente so
groß wie Österreich ...

Warum? Was soll das denn INSGESAMT werden?

Siehe Netiqutte

>- Hat jemand ne Idee, wie ich mit der Zener irgendwas anschalten kann,
>was den ganzen Strom frisst?

Das muss man anders machen, mit einem präzisen Shuntregler.

Beitrag "Re: TL431-LiPo-Balancer "reloaded""

>- Komm ich um ein Relais rum?

Sicher.

>(Hab keinen Bipolar gefunden, der mit so
>viel Strom trotz der niedrigen Basisspannung klarkommt)

Ein Bipolartrtansistor braucht nur reichlich 0,7V. Da hast du wohl 
falsch gesucht. Der Old school Klassiker ist der 3055.

>- Ich weiß, dass es seltsam ist Energie in etwas reinzupumpen, nur um
>dann den Großteil zu verheizen (-> "nimm den Akku von der Spannung, wenn
>er voll ist" -> geht hier leider nicht)

Man kann aber sagen, was INSGSAMT rauskommen soll. Ein Balancer für 
einen Akku? Ladeübrwachung? Ist es nicht einfacher, die Stromeinspeisung 
abzutrennen?
Gast #5475671
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So wie ich das sehe will er Akkus sicher schnell entladen können ohne 
diese zu schädigen.
Ich würde eine Konstantstromquelle konstruieren die mit der geringen 
Spannung klar kommt und diese bei unterschreiten der 3,6V ausschalten.
Dual-OPAMP / MOSFET('s) genaue Spannungsreferenz und ein wenig 
Hühnerfutter dafür.
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #5478145
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Rüdiger S. schrieb:
> Liegt die Spannung des Akkus über 3.6 V, muss ich schnell die Ladung
> reduzieren können.
Du meinst also, den Ladevorgang so zu steuern, dass die Spanung am Akku 
nicht weiter steigt?

> (Hab keinen Bipolar gefunden, der mit so viel Strom trotz der niedrigen
> Basisspannung klarkommt)
In diesem Augenblick hast du doch 3,6V zur Verfüngung, die du auf die 
Basis brezeln könntest...

Übrigens wird so ein "Schlagartigerbegrenzer" in der Realität vermutlich 
übel schwingen, wenn du ihm nicht eine Hysterese verpasst. Denn wenn du 
da bei 3,6V eine Last mit 0,12 Ohm zuschaltest, dann wird die Spannung 
auf z.B. 3,4V zusammenbrechen und du schaltest wegen der zu kleinen 
Spannung die 30A-Last sofort wieder ab, worauf deine Spannung wieder auf 
3,6V ansteigt, was ein Grund zum Einschalten der Last ist, wodurch die 
Spannung wieder zusammenbricht usw. usf.
Gast #5478361
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Rüdiger S. schrieb:
> Die Badewanne klingt interessant, könnte aber ein Platzproblem geben :)
> Ich schau, ob ich mit einem 2N3055 hinkomm

Im Titel lese ich 4V / größer 10A, im Eröffnungspost sehe ich 3,6V und 
30A, letzteres ergibt 108 Watt. Die bekomme ich ganz sicher ohne 
Badewannne in die Luft, aber sicherlich nicht mit einem 2N3055.

Ich habe noch nichts zur konkreten Anwendung gelesen, speziell zum 
Innenwiderstand der Quelle. Abhängig davon müssen vmtl. nur ein paar 
einstellige Ampere verheizt werden, nämlich soviel, dass die Spannung 
von 4 Volt auf die maximalen 3,6 sinkt.

Wenn man die Eckwerte kennt, das mache ich mit meinem µC-gesteuerten 
Akkutester, schaltet man variable Lastwiderstände auf und nimmt nur den 
Rest per Transistor.

Ob ich aktuell einen 3055 nehmen würde? Nee, Darlington MJ3001 oder 
FETs.

Ich gucke gerade mal Daten an: Der Wärmeübergang beim TO-220 IRF540 ist 
sogar geringer als bei den genannten TO-3.
Gast #5478370
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Mit einer Glühbirne geht es am Besten, weil die Wärmestrahlung sofort 
weit weg abgestrahlt wird. Aber man braucht die 230V. Also einen 
Leistungs-DC-AC-Converter nehmen.

Mit den geringen Spannungen hier kriegt man es nur mit LEDs umgesetzt.
10x6W Leistungs-LEDs auf eine Platte gepappt und parallel betrieben.
Die sind auch schnell genug, um den Strom dynamisch versickern zu 
lassen.
Gast #5478439
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Ich bin mal jemandem begegnet, der hatte Ärger mit seiner Rekuperation 
am E-Auto. Der wohnte auf'm Berg und jedes mal nach dem Losfahren gingen 
sämtliche Überspannungslämpchen und -pieper an.
Die Lösung war recht einfach: Die Ladeschlussspannung konnte man bei ihm 
am BMS um 50mV runterregeln. Den Rest lud sozusagen der Berg.

Alles andere beim Laden: Man muss nicht unbedingt beim Laden Balancen. 
Man kann sich auch bei Ladeschluss (!Erste Zelle erreicht die 
Ladeschlusspannung) die x am höchsten stehenden Zellen merken und danach 
gaaaanz gemächlich hier und da ein paar hundert Amperesekündchen 
ablassen. Über längere Zeit bleiben so die Zellen auch zu 99,5% 
beieinander.

Aber vielleicht sehe ich die praktische Anwendung dieser 
30A-Hochleistungsbalancerei einfach noch nicht. Da sollte sich der TE 
mal offenbaren.

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