mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LiPo Akku laden mit Solarzelle


Autor: Hauptschul-Ing. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ein LiPo Akku (Vmax 4.2V, 200mAh) soll mit einer Solarzelle (0.5V, 50mA) 
geladen werden werden.
Die Ladeschaltung sieht einen groesseren Kondensator und nachfolgend 
einen Stepup-Wandler in Form eines Joul-Thiefs vor. Am Ausgang haengt 
ein TL431 Shunt Regulator (Z-Diode) eingestellt auf 4.15V und parallel 
dazu der Akku.

Kann das so funktionieren ?

Autor: min (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
nein! Selbst wenn man das auf 5V hochtransferieren könnte, bleiben da 
keine 10mA mehr übrig- damit kann man keinen Lipo laden. Nimm eine 12V 
Solarzelle mit >100mA  und einen guten Regler. z.B Stepdown auf 5V und 
speise die in den Laderegler. Oder bau dir selber was mit einem tiny13 
o.ä.

Autor: Ben (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ich kenne keinen wandler der mit 0,5V 50mA läuft und überhaupt noch was 
wieder rauskommt... das reicht ja noch nichtmal um einen 
siliziumtransistor durchzusteuern.

Autor: Hauptschul-Ing. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich bin begrenzt in der Baugroesse der Solarzelle.
Ein Joule-Thief arbeitet bis 0.3V. Mir ist klar dass der Ladestrom nicht 
besonders hoch ist, aber die Anwendung zieht auch nicht so viel Strom.

Autor: biene maya (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
mit einem Joule-Thief kann man eine Led leuchten lassen aber keinen 
Lipo-Akku laden. Aber probiers aus...

Autor: Hauptschul-Ing. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Eine Begruendung waere gut. Kann man die Problemstellung ueberhaupt 
loesen ?

Autor: S. C. (samc)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi,

der tl431 wird mehr Strom brauchen als die Zelle liefert?

Grüße

Autor: biene maya (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
0.5V, 50mA: verlustfrei auf 5V hochtransformiert sind 5 mA Strom. Da 
verlustfrei nicht geht würden vielleicht 3 mA @ 5V bleiben - davon 
frisst ein guter Laderegler (kein TL431) vielleicht wieder 40% - bleiben 
1,8 mA. Wie soll man damit einen 200 mA lipo laden???? Mal abgesehen 
davon dass es keinen DC/DC-Wandler von 0,5V auf 5 V gibt! Jetzt frag 
aber bitte nicht: Geht es nicht doch irgendwie? sondern nimm eine 12V 
Solarzelle mit mindestens 100 mA, die sind auch nur 15x15cm gross!

Autor: Hauptschul-Ing. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich wuerde ja gerne eine 12V Solarzelle nehmen, habe aber nur max. 4x3cm 
Platz ! Das man Energie nicht herzaubern kann ist mir schon klar.

Koennte die Zelle evtl. zerteilen und dann die Segmente in Reihe 
schalten, aber bei der Groesse wird das wohl dann zu einem weiteren 
Problem.

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
und selbst wenn's geht sinkt der strom trotzdem auf werte, die das ganz 
sinnlos machen. von nichts kommt nunmal auch nichts.

Autor: Hauptschul-Ing. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Aha, wie werden dann die Akkus in Solarleuchten geladen ? Mit Nix ?

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hauptschul-Ing. schrieb:
> Aha, wie werden dann die Akkus in Solarleuchten geladen ?

Mit vielen, kleinen, in Reihe geschalteten Solarzellen die typ. 2V oder 
mehr an LeerlaufSspannung liefern. Solche sind z.B. auch in 
Taschenrechnern verbaut un daher auch erhältlich.
Das dürfte auch hier die einzige sinnvolle Lösung sein, denn dann spart 
man sich erstens den Stepup, als auch die Laderegelung, denn die 
Solarzellen sind derart unterdimensioniert, dass eine Überladung von 
NiCd/NiMH Akksus quasi ausgeschlossen ist. Bei LiPos wäre ich da aber 
vorsichtiger. Vermutlich reicht dafür aber ein Balancer oder sonst ein 
Komparator, der bei 4,2V die Solarzelle kurzschließt und somit die 
überschüssige Energie verheizt.

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
die akkus in solarleuchten haben deutlich mehr als 0,5V 50mA !!

bei einem taschenrechner geht das mit so einer mini-zelle auch nur weil 
der von hause aus keine höhere stromaufnahme hat.

Autor: S. C. (samc)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Benedikt K. schrieb:
> Hauptschul-Ing. schrieb:
>> Aha, wie werden dann die Akkus in Solarleuchten geladen ?
>
> Mit vielen, kleinen, in Reihe geschalteten Solarzellen die typ. 2V oder
> mehr an LeerlaufSspannung liefern. Solche sind z.B. auch in
> Taschenrechnern verbaut un daher auch erhältlich.
> Das dürfte auch hier die einzige sinnvolle Lösung sein, denn dann spart
> man sich erstens den Stepup, als auch die Laderegelung, denn die
> Solarzellen sind derart unterdimensioniert, dass eine Überladung von
> NiCd/NiMH Akksus quasi ausgeschlossen ist. Bei LiPos wäre ich da aber
> vorsichtiger. Vermutlich reicht dafür aber ein Balancer oder sonst ein
> Komparator, der bei 4,2V die Solarzelle kurzschließt und somit die
> überschüssige Energie verheizt.

Ja genau das ist eine super Idee, so würde ichs probieren. Ein TL431 auf 
4.2V sollte reichen!

Viel Spass!

Autor: T. C. (tripplex)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ein TL431 brauch doch mindestens 0.4mA damit dieser überhaupt
funktioniert, typischerweise 1mA.

Wobei das ja egal ist wenn dieser noch nicht begrenzen soll.

Autor: S. C. (samc)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Pascal L. schrieb:
> Ein TL431 brauch doch mindestens 0.4mA damit dieser überhaupt
> funktioniert, typischerweise 1mA.
>
> Wobei das ja egal ist wenn dieser noch nicht begrenzen soll.

Genau, solange er nicht begrenzt zieht er meines Wissens nach im uA 
Bereich.

Würd mich interessieren ob das so in der Realität funktioniert...

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nicht so ganz.
Ich hatte auch mal die Idee einen TL431 als Balancer zu verwenden.
Der Übergang ist nicht wirklich so abrupt, sondern fließend. Es ist also 
nicht so, dass er unter 2,5V nur wenige µA zieht und dann plötzlich wie 
eine Z-Diode arbeitet, sondern der Strom steigt schon unter 2,5V langsam 
auf über 100µA an. Nur bei REF=0V sind die 1µA im Datenblatt garantiert. 
Mit der Zeit entläd man damit also den Akku.
Es gibt allerdings deutlich bessere ICs, die speziell auf niedrige 
Toleranz und niedrige Ströme ausgelegt sind.

Autor: Hauptschul-Ing. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Solange die Versorgungsspannung groesser als die Ladespannung ist ist ja 
alles kein Problem. Natuerlich wird die TL431 Loesung funktionieren 
(solange die Solarzelle nicht zu viel Strom liefert). Mein Problem ist 
dass ich die Solarspannung erstmal hochtransformieren muss, jedoch 
scheint das ziemlich verlustbehaftet zu sein. Mal abgesehen davon ich 
denke der Kern meiner Frage ist wie sich der Akku bei Pulsladung (x Khz 
durch Joulethief) verhaelt und wie sich der Stepup verhaelt wenn mehr 
Strom als vorhanden gezogen wird.

Autor: Hauptschul-Ing. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Anstatt eines TL431 tuts auch ein very low drop Festspannungsregler. 
Jedoch keine Ahnung was der fuer einen ausgangsseitigen Leckstrom hat.

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
der TL431 braucht einen minimaler strom für regelung von 0.5-1mA. dieser 
dürfte recht schnell erreicht werden, insofern seh ich da keine 
probleme. in "gesperrtem" zustand fließt ein strom von unter 1µA, der 
verlust durch den spannungsteiler ist etliches größer.

wenn man hat kann man auch einen TL431A verwenden, der sollte meines 
wissens nach die steilere regelcharakteristik haben.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ben _ schrieb:
> der TL431 braucht einen minimaler strom für regelung von 0.5-1mA. dieser
> dürfte recht schnell erreicht werden,

Das Problem das ich dabei sehe:
Man kann den TL431 nicht an die Solarzelle hängen und den Lipo über eine 
Diode abtrennen, denn dann hat man die Flussspannung der Diode zwischen 
LiPo und TL431, die man nur schwer kompensieren kann, da man diese nicht 
kennt. Wenn man den TL431 daher direkt an den Lipo hängt zieht der immer 
ein paar 100µA egal ob die Solarzelle Strom liefert.

Autor: S. C. (samc)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi,

ich hab die Werte leider nicht mehr im Kopf, aber den TL431 schon als 
Balancer verwendet. Natürlich braucht er einen Ruhestrom, aber der 
müsste <100uA sein; klar, wenn man nahe am threshold ist dann steigt der 
Strom, aber das ist egal, da auch wenn die Zelle von 4.2V mit "hohem" 
Strom wieder auf 4.15V entladen wird, ist sie immernoch praktisch 
genausovoll; die Spannung sinkt ja auch so ab, wenn nicht mehr geladen 
wird.

Gerade bei dieser Anwendung dürfte das aber sowieso egal sein, da ja 
vermutl. nicht nur alle 30Tage solargeladen wird und zwischendrin keine 
Ladung verlorengehen darf, oder?

Ach ja, und die Diode, wenn nötig muss dann zwischen Solarzelle und Akku 
sein, TL431 paralell zum Akku.
Aber ist eine Solarzelle nicht eh eine Photodiode? Wie groß ist ihr 
Rückwärtsstrom wenn dunkel?

Grüße

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
wenn er mit dieser mini-solarzelle auskommen will wirds nicht anders 
gehen als den TL431 oder zumindest seinen spannungsteiler direkt an den 
akku zu hängen. im gegenzug spart er ja den strom für eine komplexere 
regelelektronik. ich wüßte auch nicht wie andere ladegeräte mit 
elektronischer abschaltung das machen sollten, die regeltechnik davon 
und mindestens der spannungsteiler wird immer etwas strom ziehen.

Autor: T. C. (tripplex)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ist Interessant.
Ich wollte den TL431 mal als Eingansspannungsbegegrenzung für einen
Op-Eingang verwenden hatte aber Problem mit den Sperrstrom welcher
mit die Quelle bei niedrigen Spannungen belasten würde.
Dazu gibt es im Datenblatt eine Speerstrom Vs Spannung am TL431.
Scheint aber hier seinen zweck gut zu erfüllen.

Autor: carlitoco (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Und jetzt das Ganze mit dem Akku des eee-1101 ha - ich möchte auf den 
Deckel eine Solarzelle moden, die ein bischen Strom einspeisst.
Der 1101 kommt mit 7W/h aus, und so könnte man doch an einem Sonnigen 
Tag einige Zeit zusammen bekommen.

Auf dem Netzgerät stehen als Output 19 V mit 2,1 A = kanpp 40W, mir ist 
klaar das dass eine Solrazelle mit den maßen max. 28x17 NICHT leißten 
kann.

Aber es wird sich hier wohl mehr lohnen als bei nem t43, und ich finde 
das einfach COoL

könnte mir da jemand helfen wie soetwas funktionieren könnte?

grüsse Kalle

Autor: Michelle Konzack (Firma: electronica@tdnet) (michellekonzack) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hauptschul-Ing. schrieb:
> Ich wuerde ja gerne eine 12V Solarzelle nehmen, habe aber nur max. 4x3cm
> Platz ! Das man Energie nicht herzaubern kann ist mir schon klar.

Also bei 12cm² fürde ich Solarzellen von 7x7mm nehmen was dann 5x4 
Zellen macht oder so um die 10V. Damit kannste dann einen PMIC 
(zwangsweise QFN) von Maxim speisen an welchen Du den LiPoly direkt 
anhägen kannst.

Grüße
Michelle

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.