Hallo zusammen,
hat von euch jemand Erfahrung mit Schaltungen rund ums Thema
Li-Ion-Akku? Eventuell sogar in Verbindung mit Solar-Laden?
Konkret geht es um die Energieversorgung von einem kleinen mobilen
Datenlogger (Temperatur, etc.). Dieser soll mit einem Li-Ion Akku (3,7V
/ circa 5.000mAh) versorgt und von der Sonne geladen werden. Das
angedachte Solarpanel hat 10 Zellen, also etwa 5V Nennspannung und
schafft max. 200mA.
Der Datenlogger wird neben längeren outdoor-Perioden auch immer wieder
längere indoor-Perioden ohne Sonne haben (teils mehrere Wochen), daher
der verhältnismäßig große Akku im Vergleich zum Ladestrom.
Als Ladeschaltung dachte ich an einen simplen Shunt-Regler. Konkret habe
ich da schon den LTC4070 (plus externer shunt-MOSFET) ins Auge gefasst.
Kennt den jemand und kann dazu ein Feedback geben?
Etwas unsicherer bin ich noch beim Fuel Gauge (Ermitteln und Mitloggen
von SOC und SOH) und den grundlegenden Akku-Schutzschaltungen
(Unterspannung, etc.).
Bei TI und Maxim hab ich einige Bauteile gefunden, welche Fuel Gauge und
Battery Protection vereinen, zum Beispiel BQ27742 oder MAX17301.
Aufgrund der großen Auswahl und mangelnden Erfahrung in diesem Bereich
fehlt mir allerdings etwas der Überblick. Viele wirken auch unnötig
übertrieben/überladen finde ich und haben gefühlt hundert Anschlusspins.
Da sind die zwei genannten Beispiele noch eher die harmloseren
Kandidaten :D
Hat von euch schon mal jemand solche Bauteile verwendet und kann
vielleicht etwas dazu sagen? Irgendwelche konkreten Empfehlungen?
Danke schon mal an alle, die hier ihre Meinung und Erfahrung mit mir
Teilen!
Lg Max
max m. schrieb:> Als Ladeschaltung dachte ich an einen simplen Shunt-Regler. Konkret habe> ich da schon den LTC4070 (plus externer shunt-MOSFET) ins Auge gefasst.> Kennt den jemand und kann dazu ein Feedback geben?LTC4070 :
Pin Selectable Float Voltage Options:
4.0V, 4.1V, 4.2V
ist schon mal besser als 90% der andern Lade-ICs!
Nimm z.B. 4,0V für den Sommer und 4,2V für den Herbst/Winter..
Ja die Selectable Float Voltage ist eine super Sache, besonders wenn die
Akkulebensdauer von Bedeutung ist.
Zwischen Solarpanel und Akku ist wohl noch eine Diode vonnöten, damit
das Solarpanel im dunkeln den Akku nicht leersaugt. Welchen Typ würdet
ihr da wählen? Schottky hat einen deutlich höheren Leckstrom als PN
Dioden, diese wiederum aber einen höheren Spannungsabfall.
always the sun schrieb:> LTC4070 :> Pin Selectable Float Voltage Options:> 4.0V, 4.1V, 4.2V>> ist schon mal besser als 90% der andern Lade-ICs!>> Nimm z.B. 4,0V für den Sommer und 4,2V für den Herbst/Winter..
Ein Schönes IC!
Ideal für Engergy Harvesting, und Solarpanels mit <100mA und dergleichen
mehr.
Die Sache ist die:
Der IC ist eher gedacht für Energy-Harvesting, und für "höhere"
Leistungen ist nachteilig, dass er die Energie verbrennt, statt mit
einem MPPT-Regler zu nutzen.
Dafür kann der IC selbst 0,5µA noch nutzen. Also mit einer passenden
Solarzelle sogar Kunstlicht im Haus.
Für die angepeilte Anwendung ist er aber ein toller Vorschlag. Schon
allein, weil das Ding so simpel ist.
Schau,
Du kaufst ne 69cent China-Solar-LED-Gartenlampe, die nen 1,2V/40mAh-Akku
auflädt und am Abend 10mA Strom auf ne 4V-LED pulst.
Statt der LED mache ich jetzt nen 90cent 2F-UltraCap vor meinen ESP32-S2
der aus dem 30uA-Tiefschlaf aufwacht und im ULP-Modus die
UltraCap-Spannung misst. Sinkt diese z.B. unter 2V, taktet er kurz den
Solar-Lampen-DcDc und 10mA fließen auf den UltraCap.
Steht eine Wifi-Übertragung an, wird der UltraCap auf 3,5V aufgeladen.
Bingo, einfacher und billiger geht es nicht.
Ich öffne mit diesem System auch die Gartenbewässerung mit Micro-Servos.
Ein Servolauf zieht aus dem 40mAh-Akku bei 3,0V/100mA/3Sek typisch
0,25mWh.
Viel Spaß beim Basteln.
Name: schrieb:> Dafür kann der IC selbst 0,5µA noch nutzen. Also mit einer passenden> Solarzelle sogar Kunstlicht im Haus.
Das hätte ich auch gedacht bzw. gehofft, aber alle bisher getesteten
Solarpaneele liefern bei schwachem Licht leider zu wenig Spannung.
Getestet wurden Solarpaneele bestehend aus 10 Zellen, also etwa 5V
Nennspannung (MPP). Bei der Menge Licht, welche benötigt wird, um 3V
Leerlaufspannung zu erreichen, liegt der Kurzschlussstrom schon bei fast
einem Milliampere. Ist das normal? Mit 3V oder weniger, kann man leider
keinen Li-Ion Akku laden. Sprich alles unter 1mA ist auch nicht als
Ladestrom nutzbar. Zumindest nicht mit dieser Schaltung bzw. diesem IC.
max m. schrieb:> Das hätte ich auch gedacht bzw. gehofft, aber alle bisher getesteten> Solarpaneele liefern bei schwachem Licht leider zu wenig Spannung.
Ich würde mal amorphe Si-Zellen testen. Die sind besser für schwaches
Licht geeignet. Zur Not aus Solartaschenrechnern schlachten.
Es gibt aber ein Problem, das so gut wie alle IC haben:
Minimale Versorgungsspannung. Es gibt einen Bereich darunter, wo oft die
Stromaufnahme erhöht ist. Oft sind das nur zweistellige µA, aber gern
mA.
Es gibt also eine "Strombuckel", wo die Solarzelle drübermuss, und das
ist bei schwachem Licht ein Problem. Wobei der LTC4070 das nicht haben
sollte, aber Nachmessen macht klug.
Dazu Labornetzgerät, Schaltung über Multimeter betreiben, Spannung
langsam hochdrehen, Strom messen.
Ich würde auch mal eine Kennlinie der Solarzelle bei der in Frage
stehenden Beleuchtung machen. Mit einem Multimeter mit µA-Messbereich,
einem Steckbrett und einer Ladung 1M-Widerstände kann man das zumindest
sehr grob machen.
