Hallo zusammen,
wir müssen auf der Firma Mobilgeräte testen, ob diese in der Lage sind
Akkuzellen über ein angeschlossenes Netzteil zu laden (LiIon 18650).
Dazu werden halbvolle Akkus in die Geräte eingelegt und wir schauen nach
dem Ladestrom (wird im Mobilgerät angezeigt).
Das ist für eine Zeit OK, aber insofern unbefriedigend, dass die Akkus
irgendwann einmal voll sind (Spannung zu groß und der Ladestrom ist zu
klein) bzw. die Akkuspannung zu gering ist und die Akkus mit zu wenig
Strom geladen werden (Vorkonditionierung).
Wir haben hier also einige Akkus herumfliegen, die zu voll oder zu leer
sind und dann manuell mit einem Ladegerät auf die gewünschte Spannung
ge- bzw. entladen werden müssen. Außerdem geht durch das ständige
Einlegen und Herausnehmen die Isolierung kaputt und wir müssen die
eigentlich funktionsfähigen Akkus entsorgen.
Gibt es nicht irgendein Gerät, dass die Akkuspannung konstant halten
kann (die Spannung sollte einstellbar sein z.B. 3,8V, egal wie, über
Tasten und Display, oder eine externe Widerstandskodierung, Schalter
o.ä.)?
Habt ihr andere Ideen, wie man das umsetzen kann?
Gleichzeitig soll natürlich, trotz angeschlossenes "Gerät" der Ladestrom
weiterhin vom Mobilgerät in den Akku fließen.
Prinzipiell kann ich mir auch ein Ladegerät vorstellen, wo man die
Zielspannung einstellen kann.
Unsere Elektroniker können eine Schaltung bauen, die über einen Schalter
das Ladegerät vom Akku trennen können, sobald das Mobilgerät am Netzteil
angeschlossen ist.
Ich kenne nur Ladegeräte, die die Akkus voll laden (macht ja auch am
meisten Sinn)
von balesi schrieb:
>Prinzipiell kann ich mir auch ein Ladegerät vorstellen, wo man die>Zielspannung einstellen kann.
Ein Laborstromversorgungsgerät, da kann man Strom
und Spannung einstellen.
balesi schrieb:> Gibt es nicht irgendein Gerät, dass die Akkuspannung konstant halten> kann
Eigentlich macht das jedes LiIo Ladegerät, sogar die China Boards für 50
Cent. Nur kannst du da die Spannung nicht nach belieben einstellen.
Du könntest einen ganz gewöhnlichen einstellbaren Spannungsregler mit
Strombegrenzung nehmen. Achte darauf, dass du niemals (also auch bei
extremen Temperaturen und Bauteil-Toleranzen) die maximale Ladespannung
überschreitest!
Lithium Akkus altern schnell, wenn man sie dauerhaft auf der maximalen
Spannung hält. Deswegen schalten vernünftige Laderegler zum Schluss ab
und laden erst nach, wenn der Akku z.B. auf 95% herunter gekommen ist.
Für langfristige Lagerung mit Bereitschaft ist es besser, nur bis 4V zu
gehen, was ca. 80% entspricht.
balesi schrieb:> Außerdem geht durch das ständige Einlegen und Herausnehmen die Isolierung kaputt
Dafür gibt es stabile elektrische isolierende Klebefolien.
balesi schrieb:> einige Akkus herumfliegen, die zu voll oder
Der ganz billige Aufbau wäre:
Mit zwei roten LED in Reihe (2x1,6=3.2V) und einem Vorwiderstand die
Akkus entladen lassen. Die Schaltung kann so ausgelegt werden, wenn die
entladende Batterie übersehen würde am Freitag, am Montag oder Dienstag
in der Früh der Akku noch nicht geschädigt wäre.
Günter Lenz schrieb:> Ein Laborstromversorgungsgerät, da kann man Strom> und Spannung einstellen.Stefan ⛄ F. schrieb:> Eigentlich macht das jedes LiIo Ladegerät, sogar die China Boards für 50> Cent. Nur kannst du da die Spannung nicht nach belieben einstellen.> Lithium Akkus altern schnell, wenn man sie dauerhaft auf der maximalen> Spannung hält.
Habt Ihr gelesen und die Frage verstanden? Ich glaube, nicht!
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balesi schrieb:> wir müssen auf der Firma Mobilgeräte testen, ob diese in der Lage sind> Akkuzellen über ein angeschlossenes Netzteil zu laden (LiIon 18650).
Die Aufgabenstellung kenne ich aus der Fertigung von Rufempfängern vor
ganz vielen Jahren, es muß per Elektronik ein Akku nachgebildet werden.
Man braucht also eine Spannungsquelle, die, im Gegensatz zu üblichen
Labornetzgeräten, auch Strom aufnehmen kann.
Realisiert hatten wir das mit einen Operationsverstärker als geregelte
Spannungsquelle, der am Ausgang zusätzlich eine Komplementärstufe aus
zwei Leistungstransistoren (NPN/PNP) aufgesetzt bekommt.
In Deinem Fall also 3,6 Volt liefern, damit das Mobilgerät anläuft. Wenn
es dann lädt, nimmt der untere Transistor den Ladestrom auf, um die
Spannung zu halten. Braucht sicherlich ein Paar in TO-220 samt
Kühlkörperchen.
Wenn man das genau nimmt, könnte die Akkusimulation noch auf 3,0 / 4,1 V
umschaltbar werden, um auch die Grenzen des Ladeteils auszutesten.
Eine fertige Schaltung habe ich nicht im Ärmel, aber wenn Ihr
Elektroniker (Prüfmittelbau) habt, sollten diese das umsetzen können.
Manfred schrieb:> Habt Ihr ... die Frage verstanden? Ich glaube, nicht!
Mag sein.
Wenn man die Spannung des Simulierten Akkus begrenzt kann er allerdings
nie "voll" werden, so dass man nicht nicht kontrollieren kann, ob der zu
testende Laderegler am Ende ordentlich abschaltet.
Manfred schrieb:> Die Aufgabenstellung kenne ich aus der Fertigung von Rufempfängern vor> ganz vielen Jahren, es muß per Elektronik ein Akku nachgebildet werden.> Man braucht also eine Spannungsquelle, die, im Gegensatz zu üblichen> Labornetzgeräten, auch Strom aufnehmen kann.
Hallo Manfred, ganz genau!
Du hast verstanden, was ich meine. Danke für die Ausführung.
So ganz habe ich die Schaltung noch nicht verstanden. Das Prinzip schon,
das klingt genau nach der Lösung des Problems. Wie ist die
Komplementärstufe mit dem OP aufgebaut. Eine grobe Skizze würde
vielleicht helfen, die Schaltung zu verstehen. Die Elektroniker bekommen
den Aufbau dann schon hin.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Wenn man die Spannung des Simulierten Akkus begrenzt kann er allerdings> nie "voll" werden, so dass man nicht nicht kontrollieren kann, ob der zu> testende Laderegler am Ende ordentlich abschaltet.
Der Akku soll auch nie Voll werden. Die Schaltung des Ladereglers wurde
ausreichend geprüft.
Es muss nur getestet werden, ob der Laderegler des Mobilgeräts
(Endprüfung vor Auslieferung) den vollen Strom zum Laden liefern kann.
Der Test dauert nur ein paar Sekunden.
- Akku einlegen (halb voll / 3,7V)
- Laderegler läuft an
- Stromkontrolle (max. Ladestrom vorhanden)
- Test beendet
- nächstes Gerät..
Manfred schrieb:> Man braucht also eine Spannungsquelle, die, im Gegensatz zu üblichen> Labornetzgeräten, auch Strom aufnehmen kann.
Macht das nicht ein 4-Quadranten-Netzgerät?
Ok, dann passt vielleicht ein normales Netzteil mit 3V Spannungsregler
(um den leeren Akku zu simulieren) und parallel zu dessen Ausgang eine
Zenerdiode mit 3,8V Nennspannung (um die Ladespannung zu begrenzen).
Damit die Spannung einstellbar wird, könnte man die Zenerdiode durch
einen Shunt Regler ersetzen. Siehe Figure 31 in
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf?ts=1627596640510&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F
Stefan ⛄ F. schrieb:> Wenn man die Spannung des Simulierten Akkus begrenzt kann er allerdings> nie "voll" werden, so dass man nicht nicht kontrollieren kann, ob der zu> testende Laderegler am Ende ordentlich abschaltet.
Du hast gelesen?
Was könnte ich gemeint haben:
Manfred schrieb:> Wenn man das genau nimmt, könnte die Akkusimulation noch auf 3,0 / 4,1 V> umschaltbar werden, um auch die Grenzen des Ladeteils auszutesten.
Da wir von einem LiIon reden, genügt leider auch das nicht, man bräuchte
zusätzlich eine Strombegrenzung, der meist abnehmende Ladestrom als
Abschaltkriterium dient.
Brauchen wir zum Glück nicht:
balese schrieb:> Die Schaltung des Ladereglers wurde ausreichend geprüft.> Es muss nur getestet werden, ob der Laderegler des Mobilgeräts> (Endprüfung vor Auslieferung) den vollen Strom zum Laden liefern kann.John schrieb:>> Man braucht also eine Spannungsquelle, die, im Gegensatz zu üblichen>> Labornetzgeräten, auch Strom aufnehmen kann.> Macht das nicht ein 4-Quadranten-Netzgerät?
Natürlich täte es das, aber sowas hat man selten herumstehen und solche
Geräte sind recht teuer.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Ok, dann passt vielleicht ein normales Netzteil mit 3V Spannungsregler> (um den leeren Akku zu simulieren) und parallel zu dessen Ausgang eine> Zenerdiode mit 3,8V Nennspannung (um die Ladespannung zu begrenzen).
Die Idee klingt garnicht schlecht, bis auf die Z-3V8, die es nicht gibt!
Eine 3V6-Diode mit genug Leistung parallel zum Prüfling, das
Labornetzgerät mit einer Längsdiode (gegen Rückspeisung) dran und einen
dicken Elko am Prüfling nicht vergessen.
Der TL431 plus Transistor anstatt der Z-Diode sollte passen.
balese schrieb:> Wie ist die> Komplementärstufe mit dem OP aufgebaut. Eine grobe Skizze würde> vielleicht helfen, die Schaltung zu verstehen. Die Elektroniker bekommen> den Aufbau dann schon hin.Prinzip wie im Anhang. Da müssen natürlich noch eine Referenzspannung
und der Regelkreis drumherum Das kann ich nicht frei aus dem Ärmel
malen, die Feinarbeit müssen Deine Prüfmittelkollegen leisten.
Es ist doch Scheiß egal, ob es 3,8V Zenerdioden gibt. Wenn nicht, nimmst
du halt eine für 3,9V.
Die einstellbare Alternative habe ich nicht ohne Grudn direkt im
nächsten Satz empfohlen. Hast du doch gelesen.
Aber egal. Zuerst schnell zurück schießen, erst danach gucken, worauf
man geschossen hat.
> Was könnte ich gemeint haben:
Sag mal Manfred, bist du der Balesi? Die Nutzungsbedingungen verbieten
einen Namenswechsel innerhalb eines Threads.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Sag mal Manfred, bist du der Balesi? Die Nutzungsbedingungen verbieten> einen Namenswechsel innerhalb eines Threads.
Wie heißt das Zeug, was Du gerade genommen hast - will ich auch haben.
Manfred schrieb:> zusätzlich eine Strombegrenzung
Die habe ich bei obiger Schaltskizze auch vermisst. Wahrscheinlich würde
ich jetzt mal über ein geeignetes, programmierbares Labornetzteil
nachdenken, um den Spannungsverlauf zu simulieren? Denn die Lösung mit
OPV aufbauen macht auch Aufwand bis sie läuft. APEX OPV kostet.
Dann nimm doch einfach ein anständiges Ladegerät mit programmierbaren
Ladeparametern. Da Kannste einstellen dass der Akku auf diese oder jene
Spannung auf- oder entladen werden soll. Und ab und zu mal ein
Messzyklus sagt Dir gleich noch wie fit der Akku noch ist.
Die SkyRC sind dafür sehr einfach. Der MC3000 ist passend für fast alle
Rundzellen fast jeder Chemie.
Passendes Programm machen und als Standardprogramm einstellen dann muss
man die Zelle nur rein legen und hat immer genau den eingestellten
Ausgangspunkt...
Wo kommen hier bloß die ganzen Dussel her, die den Thread nicht gelesen
haben oder deren Leseverständnis sich auf dem Niveau einer Milchkuh
befindet?
oszi40 schrieb:>> zusätzlich eine Strombegrenzung> Die habe ich bei obiger Schaltskizze auch vermisst.
Wenn Du gelesen und verstanden hättest ... balesi schrieb, dass eine
Messung der Grenzen nicht notwendig ist.
Selberbastler schrieb:> Dann nimm doch einfach ein anständiges Ladegerät mit programmierbaren> Ladeparametern.
Frag' Mutti, ob sie Dir den Thread vorlesen und erklären kann, es geht
nicht um die Ladung des Akkus.
Manfred schrieb:> Frag' Mutti, ob sie Dir den Thread vorlesen und erklären kann, es geht> nicht um die Ladung des Akkus.
Ja Du Toastbrotintellekt, deshalb hab ich ein Gerät vorgeschlagen das
ohwunder auch ENT-laden kann. Sowas nennt sich alternativer Ansatz...
Und das laden und/oder entladen kann es zu einem genau definierten
Punkt. Damit hätte der OP eine einfache Lösung für seinen Akku mit einem
ladezustand der für den von ihm mitgeteilten Test geeignet ist. Einfach
und reproduzierbar - das wollte ich vorschlagen. Ich war davon
ausgegangen dass das ggf. erkannt wird. Investition wäre 15 Minuten zum
bestellen und <200€ Anschaffungskosten. Kann Deine Lösung was die
Effizienz angeht da mithalten?
Ich wollte nicht an der Lösungsfindung der Expertenkommission teilnehmen
die hier schon wieder eine Schöpfungshöhe erreicht die patentwürdig
wäre. Ich rede euch auch da nicht rein - wenn die Lösung gut ist die ihr
da vorschlagt ist doch schön, nur eben auch aufwändiger. Kann sein, dass
das egal ist - oder auch nicht. Das kann der OP ja dann selber
entscheiden, oder?
Was ich aber wollte war eine alternative Lösung anbieten.
