mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 3S1P Li-Po Pack laden


Autor: Reto (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

kann mir jemand erklären wie ich ein 3S1P Li-Po Pack laden muss? Brauche 
ich da 3 Stück MAX1898 und das ganze Klimbim oder gibt es eine 
einfachere, schönere Lösung?

Vielen Dank,

Reto

: Verschoben durch Admin
Autor: Marcus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Den 3S1P läd man genauso wie jeden anderen XS1P (für x > 1).
Anleitungen gibts hierfür bis zum Erbrechen im Netz.

Autor: Reto (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Grundsätzlich ja. Nur habe ich eben bis jetzt nur Schaltungen mit drei 
MAX1898 gefunden...
Die grössten Fragezeichen stellen sich mir wie ich denn die drei Zellen 
einzeln laden und gleichzeitig die Gesamtspannung abgreifen kann...
Wenn ich die Zellen lade sind sie ja alle auf dem selben Potential, doch 
um das Gerät zu betreiben brauche ich die drei Zellen in Serie...

Kann mir jemand sagen wie ich das anstellen muss? Vielen Dank

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Dann lad halt die drei Zellen zusammen, und klemm an den 
Balancer-Anschluss einen Balancer.

Balancer kann man billig aus einem 4-Fach OpAmp und ein paar 
Widerständen löten. LM324 kostet nur ein paar cent, die Widerstände sind 
vermutlich teurer, sollten schon 1% oder besser sein.

Edith: für drei Zellen reicht natürlich auch ein dual-OpAmp, LM358 z.B.. 
Wieder ein paar Cent gespart ;)

Autor: Bussard (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Zellen werden natürlich in der Konfiguration 3S1P, also alle drei 
seriell in Reihe, 1P (1Parallel) auch geladen und nicht dafür 
"umgebaut". Ergibt 11.1V Nennspannung ;-)
Der oben genannte Balancer gleicht durch die unterschiedlichen 
Einzelzellenspannungen beim Laden aus, d.h. er übernimmt einen Teil des 
Ladestroms, wenn eine Zelle eine höhere Spannung erreicht.
Gruß Volker

Autor: Reto (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ernst, vielen Dank für die Antwort. Ich kapier jedoch noch nicht wie ich 
die Zellen zusammen laden soll. Alle mir bekannten Lade-IC haben eine 
Ladeschlussspannung für nur eine Zelle, da kann ich doch nicht 3x4.2V 
anhängen...
Blick grad nicht durch...

Autor: Reto H. (huberret)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Volker: naja, wie ich ein 3S1P pack lade habe ich leider immer noch 
nicht herausgefunden. Alle Schaltpläne die ich finde laden immer jede 
Zelle einzeln...

Autor: Soenio (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Du lädst den ganzen LiPo mit MAX1898. An den anderen Anschluss des LiPo 
(balancer-Anschluss) hängst du die schaltung vom Volker. Kenn das 
datenblatt vom MAX 1898 nicht aber müsste so stimmen.

Autor: Reto H. (huberret)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der MAX1898 hat eine fixe Ladeschlussspannung von 4.2V, die lässt sich 
nicht einstellen für mehrere Zellen...
http://www.maxim-ic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/3250

Autor: Bussard (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
.. guckst du hier:
http://home.arcor.de/kc-mail/LiPo-Balancer.htm  oder hier
http://www.rudisflugis.de/dieladegeraete.html oder auf 1000 anderen 
Seiten
Gruß Volker

Autor: Reto H. (huberret)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke Volker für die Links, es wurde schon mal gesagt es gäbe 1000 
Seiten mit solchen Ladeschaltungen, gefunden habe ich bis jetzt aber 
noch nichts.

Link 1 ist ein Balancer, eine Ladeschaltung kann ich da nicht finden, 
Link 2 ist eine Schaltung um die Zellen einzeln zu laden...
Eine Schaltung um ein ganzes 3S1P Pack zu laden kann ich aber immer noch 
nicht finden...

Autor: Bussard (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Reto,
ich glaub, erst jetzt fällt bei mir der Groschen ;( , wo es klemmt.
Geladen wird der in Reihe geschaltete Zellenblock mit EINEM Ladegerät, 
welches bis zur Gesamtspannung (3 Zellen * 4.2V = 12.6V 
Abschaltspannung) die Zellen lädt.
Jede Zelle wiederum hat einen EIGENEN Balancer, der nur für diese Zelle 
die Ladespannung auf 4.25V begrenzt (quasi dann den Zellen-Ladestrom 
übernimmt und als Wärme verbrät) und das so lange, bis alle Zellen je 
4.2V erreicht haben. Dann schaltet das Ladegerät ab und der Akkublock 
ist voll.
Neuere Ladegeräte haben die Balancer schon in das Ladegerät integriert, 
was den Vorteil hat, daß das Gerät jede Zellenspannung "kennt" und nicht 
nur einen gemeinsamen Ladestrom erzeugt, sondern im Gegenteil mehr 
entladenen Zellen mit größerem Strom laden kann und damit weniger 
Abwärme erzeugt und die Gesamtladezeit verringert.
Erkennbar sind diese Lader schon von außen, sie haben neben den 
Ladestromanschlüssen (+ und -) auch noch einen oder mehrere einreihige, 
mehrpolige Balanceranschlüsse haben (-, Zelle1, Zelle2, usw, Zelle n=+)
Lader mit Test z.B. hier http://www.elektromodellflug.de/technik-1.htm
Gruß Volker

Autor: Reto H. (huberret)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Volker,

ja ich glaube jetzt sind wir auf dem richtigen Weg. Das mit dem Balancer 
habe ich kapiert, auch dass ich ein 12.6V Abschaltspannung Ladegerät 
brauche habe ich verstanden.
Nur möchte ich kein externes Ladegerät. Die Ladeschaltung soll direkt 
auf dem PCB im Gerät untergebracht sein. Daher suche ich nach einem 
Schaltplan für eine solche Ladeschaltung, habe aber bisher noch nichts 
gefunden für ein 3 Zellen Akku.

-> lange Rede kurzer Sinn: ich suche immer noch eine Ladeschaltung für 
einen 3 Zellen LiPo Akku...


Vielen Dank,

Reto

Autor: BMK (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Dann schau mal hier:
http://home.arcor.de/christianpetry/etechnik/lipol...
könnte was für dich sein.

Autor: Reto H. (huberret)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Naja, eine wirkliche Ladeschaltung ist das ja nicht. Einfach ein 
Spannungsregler den man auf die Ladeschlussspannung einstellt. Aber 
weder eine Endabschaltung noch eine Stromregelung. Der Spannungsregler 
läuft einfach am Anschlag und liefert soviel wie er liefern mag...

Autor: MaWin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> ich glaub, erst jetzt fällt bei mir der Groschen ;( , wo es klemmt.
> Geladen wird der in Reihe geschaltete Zellenblock mit EINEM Ladegerät,
> welches bis zur Gesamtspannung (3 Zellen * 4.2V = 12.6V
> Abschaltspannung) die Zellen lädt.
> Jede Zelle wiederum hat einen EIGENEN Balancer, der nur für diese Zelle
> die Ladespannung auf 4.25V begrenzt (quasi dann den Zellen-Ladestrom
> übernimmt und als Wärme verbrät) und das so lange, bis alle Zellen je
> 4.2V erreicht haben. Dann schaltet das Ladegerät ab und der Akkublock
> ist voll.

Nein, der übliche Weg ist das nicht.

Denn die beistem Ladeschaltungen haben keine Balancer, die so kräftig 
sind, daß sie den Ladestrom (meist mehr als 1A) bei 4.2V um die Zelle 
drumrumleiten könnten, dann dabei müsste Wäre abgeführt werden im Wert 
von 10 Watt und mehr.

Nur bei Modellbauakkus, wo nackte Zellen aber dafür teure Ladegeräte 
verwendet werden mit eingebauten dicken Balancern, ist das üblich.

In allen anderen Anwendungen (Notebooks, Akkuschraubern, etc.) ist es 
üblich, eine Schutzschaltung direkt am Akku zu haben, die bei 
Tiefentladung, Überladung und Überstrom (=Kurzschluss) abschaltet.
Nur im Akkupack ist auch per Konkakt jede Zelle zugänglich und man misst 
ohne Spannungsabfall von Leitung, Stecker, Sicherung, MOSFETs der 
Schutzschaltung. Ausserhalb des Akkupacks hat man ja meist nur noch 2 
Anschlüsse und kann auch gar nicht so genau messen wie es bei LiIon 
nötig wäre, weil beim Ladestrom an den genannten Teilen ja ein zu hoher 
Spannungsabfall auftreten würde.

Da greift beim Laden der Überladeschutz der eingebauten Elektronik. Der 
misst jede Zelle einzeln, und SO BALD DIE ERSTE ZELLE über 4.2V hat, 
klemmt er den ganzen Akkupack vom Ladegerät ab. Das merkt, daß die 
Spannung von unter 12.6V auf deutlich über 12.6V geht, und das 
signalisiert dann Ladeeende, z.B. in dem statt der roten die grüne LED 
angeht.

Das Ladeeende wird also von der Schutzelektronik vorgegeben, die 
Ladeelektronik kann gar nicht auf 4.2V genau messen, und muss es auch 
nicht.

Die Balancer in solchen Akkupacks (falls überhaupt vorhanden) leiten 
dann nur weit weniger Strom (einige dutzend Milliampere, manchmal 
erfolgt per switches capacitor tatsächlich ein umladen) und gleichen 
Ladeunterschiede nur im Laufe von Tagen aus. Das reicht. Beim nächsten 
Laden sind dann die Akkus gleicher, und die Abschaltung ("die erste 
Zelle hat 4.2V") ist dann näher dran "auch die anderen Zellen haben 
4.2V".

Die üblichen Akku-Schutzschaltungen für mehrere Zellen in Reihe heissen
MC33351 (3 Zellen) DS2726 (5-10 Zellen) BQ24007, BQ2954, TWL2214 
Notebookakkulader, BQ77P9L00 5-10 Zellen incl. Balancing

Autor: Reto H. (huberret)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo MaWin,

vielen Dank für die ausführliche Antwort! Jetzt blick ich langsam durch. 
Ich werde mich wohl für die "einfachere" Variante mit kleinem 
Balancerstrom entscheiden.
Ich habe dazu endlich auch noch ein paar sehr gute Dokumente gefunden:

http://www.elv-downloads.de/service/manuals/LPS1/6...
http://www.elv-downloads.de/service/manuals/66446_...
http://www.elv-downloads.de/service/manuals/62118_...

Das werde ich jetzt wohl mal so ähnlich nachbauen.

Nochmals allen vielen Dank!

Reto

Autor: MaWin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der LiPo4 ist eher Murks "Nur selektierte Zellen mit absolut gleicher 
Kapazität und gleichem Ladezustand dürfen in Reihe geschaltet werden" 
(Schwachsinn, das waren sie vielleicht mal am Anfang, aber nach einiger 
Zeit sind sie das nciht mehr, die Ladespannung erreicht dann bei einem 
bereist 4.2 während die anderen beiden Zellen noch 4.1V haben, unde´es 
wird munter weiter geladen, bis 4.4V erreicht sind und der Akku zu 
brenne  anfängt. Die Schaltung ist nur tauglich für Akkuapcks mit 
eingebauter Schutzschaltung - und da braucht man so einen IC dann nicht 
mehr)
der Balancer auch (kann zwar mehr Strom als Chipinterne Balancer aber 
nicht genug Strom, verwendet dafür unmöglich beschaffbare -und dadurch 
teure- Bauteile), aber die Schutzschaltung taugt.

Autor: Reto H. (huberret)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Naja, inzwischen bin ich auch ein bisschen ernüchtert und nicht mehr so 
ganz begeistert über die Lösung.
Die Schutzschaltung habe ich mal implementiert.

Doch Balancer und Lader... hmm... Der Balancer wär ja vom Prinzip her 
schon ok, nur merkt der Lader mit U und I Ladung dann gar nicht mehr 
wenn der Akku voll ist. Denn der Strom ändert sich ja nicht gross. 
Entweder fliesst er in die Zellen oder wird in den Balancerwiderständen 
verbraten.

Hat wer ne Idee wie ich die Balancer modifizieren oder mit welcher 
Ladeschaltung ich trotzdem ein Ladeende detektieren könnte?

Vielen Dank schon mal,

Reto

Autor: MaWin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> mit welcher Ladeschaltung ich trotzdem ein Ladeende detektieren könnte

Hatte ich doch schon gesagt:
Füge deinen Akkus eine Überlade/Tiefentlade/Kurzschlussschutzschaltung 
hinzu wie MC33351.
Schliesse es an eine strombegrenzte (ca 1C Ladestrom) Spannungsquelle 
mit 14V im Leerlauf an, im Leerlauf leuchtet eine LED grün, bei unter 
13.5V rot, und fertig ist die Ladevorrichtung.
Das Akkupack braucht dazu nur einen 2 poligen Anschluss.

Autor: Reto H. (huberret)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Dann habe ich aber überhaupt keine Balancierung...

Autor: MaWin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wäre es vielleicht zur Abwechslung mal möglich, wenn die Deppen hier 
einfach in die Datenblätter der genannten ICs gucken, bevor sie sich 
wieder über ihre eigene gnadenlose Unkenntnis aufregen täten und in die 
hier im Forum dauernd präsentierte offenbar typisch deutsche 
Elektroniker-Geisteshaltung der ständigen Jammerei ohne jeden Grund 
sondern nur aus Unwissen und Lernresistenz verfallen?

Der MC33351 ist zwar alt, macht aber balancing, in der beschriebenen 
Form "über Nacht".

Autor: Reto H. (huberret)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke für die netten Worte.

http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/MC33351A-D.PDF
Zitat MaWin: "unmöglich beschaffbare Bauteile"
Ich werde auf dieser Basis kaum eine neue Entwicklung starten...

P.S. deutsch bin ich mit nichten...

Autor: MaWin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Ich werde auf dieser Basis kaum eine neue Entwicklung starten...

Brauchst du auch nicht, du kannst dir einen neuen, zeitgemässen Chip 
suchen. Ich nenne halt die, die ich bereits aus Erfahrung kenne. 
Logisch, daß es die zeitlich früher gab, und leider oft so, daß die 
heute zum 'last time buy' zählen. Aber ich kenn sie aus dem Kopf und 
kann die Typennummer hier in angemessen kurzer Zeit einfach schnell 
hinschreiben, denn eine tagelange Recherche im Internet ist mir die 
Beantwortung deiner Fragen logischerweise nicht wert. Vergiss nicht, daß 
du hier Antworten kostenlos erhältst. Und die genannten Chips belegen, 
daß es "3 Zellen, Balancing" durchaus gibt.

Die Arbeit, sich nun den persönlich genau passenden Chip zu suchen (zu 
dem sicher mehr Entscheidungen als bloss die Beschaffbarkeit zählen), 
möchstest du in deiner Faulheit offenbar gerne von anderen Leute 
abgenommen haben, aber das ist eine freche Anspruchshaltung. Denk mal 
drüber nach.

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.