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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Li-Ion Rundum-Sorglos-Chip gesucht


Autor: Michael K. (mjk)
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Hi!

Ich suche einen alround Li-Ion Lade- und Überwachungsbaustein.

Folgende Anforderungen:

* Eingang USB 5V, 500 mA
* Laden einer Li-Ion Zelle (z.B. irgendein Handy oder Ipod Akku)
* Schaltung zieht 250 mA, Akku muss gleichzeitig geladen werden
* Ladestrom eher unwichtig, eine "Akku voll" LED wäre nett
* wichtig: Unterspannungsschutz im Batteriebetrieb

Irgendjemand eine Idee?
Alle ICs die ich bis jetzt gefunden habe bieten keinen 
Unterspannungsschutz.

Gruß
Michael

Autor: 4xA (Gast)
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Schau dir mal den MAX1811 an. Musst halt auch beachten das sich das 
Gerät erst am PC anmelden muss damit der USB Port 500mh zulässt. Sonst 
kommen da nur 100mh raus.

Autor: Andreas M. (elektronenbremser)
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Der Max 1811 hat aber keinen Unterspannungsschutz

Autor: 4xA (Gast)
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hast recht. Mir erscheit es aber seltsam in ein LadeIC einen 
Unterspannungsschutz zu integrieren. Denn dieses IC sorgt ja dafür dass 
Strom in den Akku fließt.
Was ist den noch alles in der Schaltung vorhanden? Wenn ein AVR mit 
dabei ist kann man dessen ADC verwenden um herauszubekommen wie die 
Spannung ist.
Wenn es ein anderer µC verwendet wird empfiehlt es sich sowieso einen 
Spannungsregler zu verwenden damit die Spannung Stabil bleibt.
Hatte mir zu diesem Zweck mal den TPS62040DGQ ausgesucht. Dieser sollte 
imho den geforderten Unterspannungsschutz besitzen.
Allerdings bin ich selbst noch in der Planungsphase und habe die 
Bauteile noch nicht getestet.

Autor: Michael K. (mjk)
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4xA schrieb:
> hast recht. Mir erscheit es aber seltsam in ein LadeIC einen
> Unterspannungsschutz zu integrieren. Denn dieses IC sorgt ja dafür dass
> Strom in den Akku fließt.
> Was ist den noch alles in der Schaltung vorhanden? Wenn ein AVR mit
> dabei ist kann man dessen ADC verwenden um herauszubekommen wie die
> Spannung ist.

Ja, da hängt ein AVR dran und noch ein paar andere Verbraucher (SD-Card, 
Display...).
Das mit dem ADC wäre ein Idee. Bei Unterspannung in den Sleep Mode oder 
so. Aber wie bekomme ich ihn dann wieder zurück? Interrupt triggern über 
USB Power? Kostet alles Port-Pins.
Ich hatte halt gehofft, dass es da vielleicht in universelles IC gibt 
das Laden und Überwachen gleichzeitig übernehmen kann, ohne dass sich 
die Schaltung dahinter um irgendwas kümmern muss.

> Wenn es ein anderer µC verwendet wird empfiehlt es sich sowieso einen
> Spannungsregler zu verwenden damit die Spannung Stabil bleibt.

Das wäre auch ne Idee. Ich muss eh auf 3.3 V runter. Ein einfacher LDO 
reicht mir dafür aber.
Kennt jemand zufällig einen, der bei Unterspannung abschaltet?

Gruß
Michael

Autor: Gast (Gast)
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Ich habe den MAX1811 schon einige Male verwendet. Das SOIC8 Gehäuse ist 
für Lochraster noch zu gebrauchen, die meisten alternative haben dann 
schon ein TSSOP Gehäuse. Der Unterspannungschutz gehört meiner Meinung 
nach in den Li-Ion Accu. Bei Li-ion Accus aus Handys ist er immer 
vorhanden.

Autor: 4xA (Gast)
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Dann ist es doch ein ähnliches Projekt wie bei mir. Bei mir sind es ARM, 
SD-Card, S65-Display, GPS-Modul, Akku.

Ich kenne mich leider noch nicht mit den Sleepmodes des AVR. Aber es 
müsste doch möglich sein den AVR in den Sleep zu schicken und in 
gewissen Zeitabständen den ADC zu verwenden um den Zustand zu erfähren. 
Dadurch könnte man doch Gewisses Batteriemanagement machen und der 
Strombedarf sollte auch sehr klein bleiben. Ich habe mich dazu 
entschieden die einzelnen Verbraucher abzuschalten wenn die Spannung zu 
niedrig wird. Denn diese sind doch eigentlich die Hauptverbraucher. 
Durch die Lösung mit dem ADC kann ich dann auch konfigurieren wann die 
Verbraucher wieder aktiviert werden. Erst wenn der Akku wieder voll ist 
oder schon bei der Hälfte...

Das mit dem LDO hatte ich auch mal überflogen, aber meiner meinung nach 
fällt die Ausgangsspannung wenn die Eingangsspannung unter 3.3V geht, da 
es doch ein Step-Down ist.
Kann aber sein dass ein LDO doch ausreicht. An welchen IC hast du da 
gedacht?

Autor: Gast (Gast)
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Es gibt LDO die aus 3,7 V Li-Ion Spannung 3.3V regeln. Der LE33C brauch 
je nach Strom nur 200mV.

Autor: Michael K. (mjk)
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4xA schrieb:
> Dann ist es doch ein ähnliches Projekt wie bei mir. Bei mir sind es ARM,
> SD-Card, S65-Display, GPS-Modul, Akku.

Ein S65 Display habe ich auch ;-)

> Ich habe mich dazu
> entschieden die einzelnen Verbraucher abzuschalten wenn die Spannung zu
> niedrig wird. Denn diese sind doch eigentlich die Hauptverbraucher.
> Durch die Lösung mit dem ADC kann ich dann auch konfigurieren wann die
> Verbraucher wieder aktiviert werden. Erst wenn der Akku wieder voll ist
> oder schon bei der Hälfte...

Soviel Intelligenz brauche ich gar nicht. Ich will einfach einen 
Tiefentladeschutz für den Akku, falls jemand vergisst das Teil 
abzuschalten.

> Kann aber sein dass ein LDO doch ausreicht. An welchen IC hast du da
> gedacht?

Den ADP3336 hab ich schon eingesetzt. 200 mV dropout bei 500 mA
http://www.analog.com/en/power-management/linear-r...

Gruß
Michael

Autor: 4xA (Gast)
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Hm, dein LDO hat einen SD Eingang. Was ist wenn du einen Spannungsteiler 
verwendest um diesen zu schalten.

Akku +
 |
Wiederstand
|
SD-Pin
|
Wiederstand
|
GND

Ist nur so eine Idee. Wenn dass funktioniert könnte man beim Max1811 
genauso verfahren.

MfG

Autor: MaWin (Gast)
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> Eingang USB 5V, 500 mA
> wichtig: Unterspannungsschutz im Batteriebetrieb

Möchtest du eine nackte LiIon Zelle laden, oder ein LiIon Akkupack wie 
Pollin 270577 ?

Ein Akkupack hat bereits eine Schutzschaltung drin, gegen Kurzschluss, 
Überladung und selbstverständlich auch Tiefentladung.

Dann braucht ein Lade-IC das nicht mehr.

Da so eine LiIon protection Schutzschaltung nicht nur vor Unterspannung 
schützt, sondern auch vor Überladung, braucht es als Ladeschaltung nicht 
mehr als eine strombegrenzte Spannungsquelle. Allerdings hast du die 
enge Rahmenbedingung, dass bei leerem Akku (2.8V) nicht mehr als 250mA 
als Ladestrom verwendet werden, also ein 8.8 Ohm Vorwiderstand. Da auf 
die Art der Akku auch rückwärts den USB-Bus versaorgen würde, wenn man 
den Rechner abstellt, müsste ein Diode ein, eine normale Silizium-Diode 
kostet 0.7V, dann hat der Vorwiderstand noch 6 Ohm, bei vollem 
Akkub(4.2V) fliessen aber nur noch 16mA Ladestrom. Ein einfacher 
Vorwiderstand mit Rückflussverhinderungsdiode ist also zu ungenau, auch 
eine Schottky-Diode hilft nicht wirklich. Du brauchst aktive 
Stromregelung, und wenn man da Verluste minimieren will, sollte das ein 
Schaltregler sein.

http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/bq24150.pdf ist klein (dir zu klein?) 
und macht ansonsten alles was du willst, an einem Pack mit 
Schutzschaltung.

Autor: Michael K. (mjk)
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Hallo Mawin,

> Möchtest du eine nackte LiIon Zelle laden, oder ein LiIon Akkupack wie
> Pollin 270577 ?

Am liebsten eine nackte Zelle. Weißt du ob die IPod Ersatzakkus 
irgendwelche Schutzmechanismen besitzen? Die wären ganz nett, hätten 
schon Käbelchen dran und sind auch gut verfügbar. :)

> Ein einfacher
> Vorwiderstand mit Rückflussverhinderungsdiode ist also zu ungenau, auch
> eine Schottky-Diode hilft nicht wirklich. Du brauchst aktive
> Stromregelung, und wenn man da Verluste minimieren will, sollte das ein
> Schaltregler sein.

Ich denke ein linearer (LDO) Regler tut es auch, von 5 V auf maximal 4.2 
V halten sich die Verluste ja in Grenzen.

> http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/bq24150.pdf ist klein (dir zu klein?)
> und macht ansonsten alles was du willst, an einem Pack mit
> Schutzschaltung.

Nettes IC! Leider nicht mehr von Hand lötbar. Und um das Akkupack komme 
ich dann auch nicht rum.

Ich habe noch diese beiden Bausteine von Linear gefunden:
LTC4066 http://cds.linear.com/docs/Datasheet/4066fc.pdf
LTC4055 http://cds.linear.com/docs/Datasheet/4055fb.pdf

Hat damit schon jemand Erfahrungen? Die Unterspannungserkennung muss ich 
dann aber noch extra implementieren.

Gruß
Michael

Autor: MaWin (Gast)
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> Weißt du ob die IPod Ersatzakkus irgendwelche Schutzmechanismen
> besitzen?

Haben sie:
http://www.geheimshop.de/product_info.php?products_id=911

>  sind auch gut verfügbar

Klar, wenn man so viel dran verdienen kann, legen den sich Händler gern 
ins Regal.

> Ich denke ein linearer (LDO) Regler tut es auch, von 5 V auf
> maximal 4.2 V halten sich die Verluste ja in Grenzen.

Einen Spannungsregler als Strombegrenzung zu verwenden,
in dem man ihn absichtlich in die Grenzwerte laufen lässt,
ist kein gutes Design.

> Am liebsten eine nackte Zelle.

Du kannst den MCP73871 nehmen, der hat einen LowBattery Indikator. 
Natürlich klemmt der nicht den Strom ab wenn der Akku zu leer wird, 
damit deine Schaltung zumindest noch retten kann was zu retten ist bevor 
sie aus Not sich selbst abschaltet.

Autor: X- Rocka (x-rocka)
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Wenn's klein sein darf: MAX8606 oder LT4067.
Die haben auch den MOSFET zum Umschalten zwischen ext. Versorgung und 
Batterie drin.

Autor: Michael K. (mjk)
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X- Rocka schrieb:
> Wenn's klein sein darf: MAX8606 oder LT4067.
> Die haben auch den MOSFET zum Umschalten zwischen ext. Versorgung und
> Batterie drin.

Der LTC4067 gefällt mir!
Aus dem Datenblatt:

"If the BAT voltage is below the V_BUVLO threshold the ideal
diodes are disabled."

Ich wusste nicht, dass man ideale Dioden abschalten kann. Warum malen 
die da nicht einfach einen Mosfet rein...
Egal, ich denke der wirds.

Gruß
Michael

Autor: Michael K. (mjk)
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MaWin schrieb:
>> Ich denke ein linearer (LDO) Regler tut es auch, von 5 V auf
>> maximal 4.2 V halten sich die Verluste ja in Grenzen.
>
> Einen Spannungsregler als Strombegrenzung zu verwenden,
> in dem man ihn absichtlich in die Grenzwerte laufen lässt,
> ist kein gutes Design.

Nein, das habe ich freilich nicht vor. Ich meinte jetzt eher das 
prinzipielle Design des Lade-ICs. Und da ist für meine Anwendung ein 
Schaltregler übertrieben.

> Du kannst den MCP73871 nehmen, der hat einen LowBattery Indikator.
> Natürlich klemmt der nicht den Strom ab wenn der Akku zu leer wird,
> damit deine Schaltung zumindest noch retten kann was zu retten ist bevor
> sie aus Not sich selbst abschaltet.

Kommt halt auf die Anwendung an. Für mein Design ist das aber egal. 
Letztendlich muss die Schaltung sowieso ein Abziehen der externen 
Versorgung ohne Batterie abkönnen.
Ansonsten nettes IC, werde ich mir auf jeden Fall mal ansehen!

Gruß
Michael

Autor: Michael H. (morph1)
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max8677

inkl. system switch, rennt auch ohne batterie, das ist bei anderen 
lösungen oft nicht so.

leider keine unterspannungsabschaltung, dazu musst du extern was 
beitragen

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