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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LiPo-Lader mit DAC und Fet


Autor: zaphod_beeblebrox (Gast)
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Hallo Leute,

ich habe mich dursch Forum und Inet gewühlt, aber keine 
LiPo-Ladeschaltung gefunden, die die Ladespannung per DAC einstellt.

Da ich hier noch zwei 12 Bit DACs liegen habe (hatte ich mal für ein 
anderes Projekt sampeln lassen), würde ich die gerne dafür verwenden.

Aufbau habe ich mir so gedacht:

uC -> DAC -> OpAmp -> Fet -> Akku

Ladestrom und Spannung messe ich erstmal 10 Bit, was genaueres hab ich 
gerde nicht da.

An sich sollte das funktionieren, oder?

Beste Grüße,
Matthias

Autor: min (Gast)
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Nimm lieber den 10bit ADC vom µp und PWM zum takten des (logiclevel) 
FETs.
Der Sinn des 12bit DACS ist mir nicht klar?

Autor: zaphod_beeblebrox (Gast)
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Hallo,

der DAC soll die Ladespannung einstellen. Warum ist das unklar? Ist das 
so ungewöhnlich?

Beste Grüße,
Matthias

Autor: Hagen Re (hagen)
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Jo, weil man bei LiPo iA. mit fester Ladespannung arbeitet und den 
Ladestrom begrenzt.

Autor: zaphod_beeblebrox (Gast)
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Hallo,
nun ich dachte mir das so:

Annahme max Ladestrom = 1A
Immer gilt: U_lad < 4.2V

1. Ladestrom I_l messen,
2.a) I_l < 1A --> U_l erhöhen (um ein Bit z.b.),
2.b) I_l > 1A --> U_l verkleinern (um wieviel muss ich dann mal sehen).

So sollte sich der Ladestrom auf das gewünschte Maß einstellen lassen.

Beste Grüße,
Matthias

Autor: min (Gast)
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Naja gut - der Opamp als Spannungskomperator könnte die Ladespannung mit 
12bit auf auf 4,2V einstellen. Ich denke aber, dass die 10 bit des ADCs 
vom µproc ausreichen. Damit bekommt man doch locker eine Genauigkeit von 
5mV hin - das reicht doch zum Laden eines Lipos.

Autor: zaphod_beeblebrox (Gast)
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Hallo,

wir reden leider etwas aneinander vorbei (durch mein eben geanntes 
Beispiel noch durch mich verschlimmert).


Annahme: Lader für LiPos, mit einem Ballancer wie hier für die einzelnen 
Zellen: http://www.richard-dj1pi.de/Liposymetr1_1.jpg

Es kann also mehr als eine Zelle geladen werden (ich möchte gerne max 
4S).
Der Lader soll auch NiCad und NiMH können, da ich davon noch sehr viele 
Akkuwerkzeuge habe.

Die DAC -> OpAmp -> Fet soll nicht auf 4,2V regeln. Sie soll U_l für das 
Pack regeln. Daher der OpAmp, um zb. auch 16,8 erreichen zu können. Der 
Fet als Längsregler ist dahinter dann nciht gerade das Effizienswunder, 
aber das ist eine andere Baustelle.

Ich hoffe nun ist klar, was ich möchte. Ich hatte mich eben nicht klar 
ausgedrückt, sorry.

Beste Grüße,
Matthias

Autor: min (Gast)
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mit dem DAC kann das schon auch funktionieren.
Bei Lipoladern mit µproc denke ich aber eher an sowas:
http://www.seattlerobotics.org/encoder/200210/lithiumion.htm

Autor: Michelle Konzack (Firma: electronica@tdnet) (michellekonzack) Benutzerseite
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zaphod_beeblebrox schrieb:
> Annahme: Lader für LiPos, mit einem Ballancer wie hier für die einzelnen
> Zellen: http://www.richard-dj1pi.de/Liposymetr1_1.jpg
>
> Es kann also mehr als eine Zelle geladen werden (ich möchte gerne max
> 4S).
> Der Lader soll auch NiCad und NiMH können, da ich davon noch sehr viele
> Akkuwerkzeuge habe.

Warun willste das selber basteln und riskieren das die Akkus 
explodieren?

Dafür gibt es fertige Multi-Chemistry Lade-Chips (auch in TSSOP Gehäuse 
und Hobby-Elektroniker-Tauglich) von Maxim (von mir bevorzugt), National 
und vielen anderen Herstellern

Grüße
Michelle

Autor: zaphod_beeblebrox (Gast)
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Hallo,

jau hast schon recht, Schaltregler ist natürlich eine gute Sache. Aber 
ich hab' den DAC halt hier schon ne ganze Weile liegen und bevor der 
anfängt zu rosten, möcht ich damit mal was bauen ;-)

Ich fang dann mal die TAge an zu basteln.

Beste Grüße,
Matthias

Autor: Michelle Konzack (Firma: electronica@tdnet) (michellekonzack) Benutzerseite
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Maxim (und auch andere) vergibt auch kostenlose Muster-Exemplare wenn DU 
denen mitteils das Du Student bist...  :-D  Und was EDU-Mäßig entwickeln 
willst.

Grüße
Michelle

Autor: zaphod_beeblebrox (Gast)
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Ja, ich bin Student (im letzen Semester ;-) ) und hab auch ne Firma. Die 
Sample des DAC sind schon  Maxim.

Ich möchte das bauen, weil ich a) akuten Bedarf habe, b) die Teile für 
den Lösungsweg, so wie ich ihn oben beschrieben habe alle habe c) 
endlich mal die ganzen Sampels verbauen möchte. Und programmieren lernt 
man durch programmieren.

Sicherlich gibt es Bausteine, die mit weniger Aufwand das gleiche Ziel 
-- womöglich sogar ein höheres -- erreichen.

Ein Grund für den selberbau ist auch, dass ich Ladeprofile für Akkus 
hinterlegen möchte. Wenn das Gerät nämlich funktioniert, würde ich 
meinem Vater gerne einen Akkupfleger für seine Werkzeugakkus schenken. 
Und der muß sehr einfach in der Bedienung sein. Also optimalerweise: Ich 
hinterlege für jeden Akku ein Profil, er klebt sich Nr. auf seine Akkus 
und drückt dann nur die Zahl am Lader.


Beste Grüße,
Matthias

Autor: Michelle Konzack (Firma: electronica@tdnet) (michellekonzack) Benutzerseite
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Hallo Matthias Du zukünftiger Weihnachtsmann!  :-D

Glaubste das Du das bist zum 24ten schafst?

Ich wünsche Dir jedenfals viel Glück damit.

Michelle

Autor: zaphod_beeblebrox (Gast)
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Hallo, wieso Weihnachtsmann? Ich wollt doch Taxifahrer werden ;-)

Ne, das wird noch ne ganze Weile brauchen. Am 31.12. muß die 
Masterarbeit fertig sein... Und da ist noch ein leichtes Inhaltsdefizit.

Ich berichte dann aber später über meine (Miss?)erfolge.

Beste Grüße,
Matthias

Autor: Frank (Gast)
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Hallo Michelle,

welchen MAXIM_ic würdest du empfehlen? ich stehe nämlich genau vor dem 
gleichen Problem..

Frank

Autor: Michelle Konzack (Firma: electronica@tdnet) (michellekonzack) Benutzerseite
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Welche anforderung hast DU genau?

Wieviel Zellen?
Stand-Alone?
USB oder Adapter Lader? (nur für eine Zelle)

Grüße
Michelle

Autor: Stephan Henning (stephan-)
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also ich würde davon abraten und nen richtigen Chip dafür nehmen.
LiPo und LiIon sind doch sehr empfindlich auf Über bzw. Unterspannung.
Das muss wirklich SEHR exakt sein.
Da sind 100mV Ungenauigkeit schon zu viel !!
Für Deine NiCd und NiMh kannst Du gern sowas bauen, auch ohne DAC.

Autor: Marko B. (glagnar)
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> LiPo und LiIon sind doch sehr empfindlich auf Über bzw. Unterspannung.

Ueberspannung ja, aber Unterspannung macht nun wirklich gar nix aus 
(ausser dass die Zelle nicht ganz voll wird, dafuer aber laenger haelt). 
In militaerischen Anwendungen wird eine Ladespannung von 3,92V benutzt

Autor: Frank (Gast)
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@ Michelle:

Meine Anforderungen gehen dahin, dass ich einen vorhandenen NiCd Akku 
mit 14,4 V durch 4 LiPo Zellen je 3,7V ersetzen will (viellicht mit 
einer kapazität von ~1000mAh). Neben dem eigentliche Ladevorgang muss 
auch noch die Unterspannung berücksichtigt werden, sodass eine komplette 
Elektronik sinnvoll erscheint, die Ladegerät und Unterspannungsschutz 
mit Abschaltung zusammen bringt.

mfg
 Frank

Autor: Michelle Konzack (Firma: electronica@tdnet) (michellekonzack) Benutzerseite
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Also ich würde Dir den Maxim MAX1737 empfehlen

    http://www.maxim-ic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/2217

Wenn Du jede einzelne Zelle kontrollieren willst, brauchste sowas wie 
den MAX11068/80 (gibt es auch von angderen Anbietern kleiner) welche 
aber bei deine kleinen Accus nicht in frage kommen wegend dem Preis. 
Einzelzellen Überwachung ist erst rentabel, wenn die Zelle 10Ah 
überschreitetund Du 4 oder mehr Zellen hast

Grüße
Michelle

Autor: Zaphod Beeblebrox (brezel) Benutzerseite
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Michelle Konzack schrieb:
> Einzelzellen Überwachung ist erst rentabel, wenn die Zelle 10Ah
> überschreitetund Du 4 oder mehr Zellen hast

Leute, LiPos NIE ohne balancer! Ich bin Modellbauer hab schon einige 
Erfahrung damit. Wie gesagt bringen die 100mV zu viel die Zelle um die 
Ecke.

Bei NiMh und NiCd kann man nur deshalb auf den balancer verzichten, weil 
alle Zellen ein wenig überladen werden können, wodurch auch die Zellen, 
die vielleicht im Werk ein paar mAh zu viel abbekommen haben, oder von 
deren Kapazität noch am meisten übrig ist ;) auch noch voll werden. 
Überladung verbraten insbesondere NiCd praktisch vollkommen zu Wärme, 
aber auch NiMhs macht das nicht viel aus. LiPos sehen das GANZ anders!

Schon mit 17 anfangen Standpauken zum Thema Sicherheit zu halten, nich 
gut :)

So, das war das Wort zum Freitag...
Schönes Wochenende und wenig platzende LiPos wünscht brezel

Autor: Michelle Konzack (Firma: electronica@tdnet) (michellekonzack) Benutzerseite
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Ich verwende die Maxim MAX11068 und MAX11080.

Der MAX11068 läßt sich auch über SPI bequem
von jedem Microcontrolelr auslesen.

Abgesehen davon ist Deine Aussage sehr interesant,
denn ich kenne keinen einzign Laptop-Akku (auch
nicht Sony oder Samsung), der einen Balancer drin hat.

Grüße
Michelle

Autor: Zaphod Beeblebrox (brezel) Benutzerseite
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Michelle Konzack schrieb:
> Abgesehen davon ist Deine Aussage sehr interesant,
> denn ich kenne keinen einzign Laptop-Akku (auch
> nicht Sony oder Samsung), der einen Balancer drin hat.

Das glaub ich erst wenn ich Fotos sehe ;)
Jeder Laptop-Akku, selbst die alten NiXX, hat eine kleine Platine mit 
allen möglich Vielbeinern drauf drin. Ich fress nen Besen wenn da kein 
Balancer mit dabei ist!

Autor: Michelle Konzack (Firma: electronica@tdnet) (michellekonzack) Benutzerseite
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Aber KEINE EINZELZELLENÜBERWACHUNG.

Da ist ein 1W/I²C Temperatursensor und
ein Protection-Chip und sonst nichts.

Grüße
Michelle

Autor: Michael Rathmair (dj_motionx)
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Hallo !!!

Habe auch gerade für eine Modellbauanwendung die selben Anforderungen. 
Würde dir auch von ner eigenbaulösung abraten. Hab schon mal nen 
explodierten LiPo gesehen und mir nur gedacht - na da möcht ich nicht 
grade danebenstehen. War echt ein Chaos. Also Finger weg von FET und Co. 
Lieber nen professionell entwickelten lade IC verwenden. Ich hab mir 
meine Lösung bei
http://www.elv-downloads.de/service/manuals/LIPO4/...
abgeguckt. Verwendet MAX1758. Ladestrom wird laut Bild2 automatisch 
nachgeregelt. Hab dann noch nen kleinen Controller auf die Platine 
raufgepackt um Ströme und Spannungen zu messen und diese per SPI an nen 
master zu schicken.

L.g. und viel Erfolg beim Entwickeln Michael

Autor: Michelle Konzack (Firma: electronica@tdnet) (michellekonzack) Benutzerseite
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Eben das ist ja was ich sage...

Das Risiko einer Eigenkonstruktion ist zu groß

Grüße
Michelle

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