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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ladeschaltung mit MAX713


Autor: Stephan (Gast)
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Hallo zusammen!
Habe mir im Internet einen MAX713 Lade IC-Bestellt. Möchte meine selbst 
gebauten Car-System LKW's damit laden. Hab mir das Datenblatt angeschaut 
und es sind doch noch ein paar Fragen offen. Es sind bis jetzt pro LKW 
nur drei in Reihe geschaltete Nimh Akkus mit jeweils 950mA zu laden. 
Möchte zu einem späteren Zeitpunkt (wenn die Standardschaltung mal 
funktioniert)eine variable Ladeschaltung machen. Ich hoffe Ihr könnt mir 
helfen.

1. Ganz rechts im Schaltplan ist ein Bauteil "LOAD". Was ist das?
2. Ist Zeit zur Berechnung von I_Fast die tatsächlich benötigte Ladezeit 
oder die Timeoutzeit?
3. Können die PGM-Anschlüsse mit einem Mikrocontroller gesteuert werden 
oder wie realisiere ich ich dann "offene" Pins? Wie könnte man sonst 
eine unterschiedliche Zellenanzahl einstellen?

Vielen Dank für eure Antworten.

Grüße Stephan

Autor: Stephan (Gast)
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Kann mir denn niemand helfen?!
Wäre super wenn mir jemand ne Antwort geben könnte.

Grüße Stephan

Autor: ... (Gast)
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Stephan schrieb:
> 1. Ganz rechts im Schaltplan ist ein Bauteil "LOAD". Was ist das?

Dein Verbraucher, die "Last".

Autor: Stephan (Gast)
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Hey ... :-D Danke für die Antwort,
hab den Lader jetzt grad für 3 Zellen aufgebaut
und einen R_SENSE von 0,33Ohm drin (also 3 mal 1Ohm parallel)
für einen Ladestrom von 750mA! Warum zeigt mein Messgerät im 
Schnelllademodus nur knappe 400mA an? Ich hab die Schaltung so aufgebaut 
wie im oberen Beispielbild (Ausnahme Q1 ist kein 2N6109 sondern ein 
BD536)! Kann mir bitte jemand helfen?

Wenn ich die Widerstände überbrücke, also R_SENSE 0 Ohm, dann ist der 
Maximalstrom 450mA!?

Autor: Hc Zimmerer (mizch)
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Wie hoch ist denn Deine Spannung vom Netzteil („DC in“ im Schaltbild)? 
Sie sollte mindestens 1,5 V höher sein als Deine Ladeschlussspannung.

Autor: gk (Gast)
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Hi,
der DRV-Pin liefert max 30mA, das könnte zu knapp sein. Die Umschaltung 
der Zellenzahl und der maximalen Ladezeit läßt sich mit Portpins alleine 
nicht bewerkstelligen. I_Fast ist wohl die maximale Ladezeit, falls 
vorher keine
Slope detektiert wird.

gk

Autor: Stephan (Gast)
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Hey Leute schon mal vielen Dank für die Antworten!
Also meine Spannung vom Netzteil beträgt 15V, da ich ja das Ladegerät 
später für mehrere Zellen verwenden möchte, gestestet hab ichs jetzt mit 
einer Zelle! Also reicht die Spannung...was allerdings sein könnte, da 
der DRV Ausgang nur 30mA bringt und mein Transistor eine max 
Versträrkung von 20 hat könnte es wirklich nur daran liegen! Und die 
Umschaltung zwischen den Zellen, werd ich wohl 5V SMD-Relais nehmen, 
dann müsst es funktionieren!

Danke und Grüße
Stephan

Autor: gk (Gast)
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Stephan schrieb:
> Und die
> Umschaltung zwischen den Zellen, werd ich wohl 5V SMD-Relais nehmen

Anstatt Relais könnte man auch 2 x 4:1 Multiplexer nehmen, die > 15V 
abkönnen.

gk

Autor: Stephan (Gast)
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Kann ich egtl. an den DRV-PIN auch 2 Transistoren in Darlingtonschaltung 
dranhängen? Denn mein Ausgang liefert mit nur einem Transistor einen 
Strom von 30mA (also das Maximale)! Wenn ich ne Darlington nutze, dann 
kann ich mit nem höheren Strom laden durch die höhere Verstärkung!?

Grüße Stephan

Autor: MaWin (Gast)
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> Kann ich egtl. an den DRV-PIN auch 2 Transistoren in Darlingtonschaltung
> dranhängen?

In der Linearreglervariante auf jeden Fall.

> Wenn ich ne Darlington nutze, dann
> kann ich mit nem höheren Strom laden durch die höhere Verstärkung!?

Ja.

Autor: Stephan (Gast)
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Hey Leute! Danke für eure Hilfen! Für die Leute die auch Probleme mit 
dem MAX713 haben bzw. ein Beispiel suchen, hab ich die Schaltung für 1 
Zelle (2000mA) mit einem Ladestrom von 0,5A und einer maximalen Ladezeit 
von 264min bei aktivierter Voltage Slope Termination.

Für mich gibt es noch zwei Fragen! Wäre super wenn sie mir noch jemand 
beantworten könnte.
1. Wie kann ich den IFast stufenlos einstellen? Weil ich gern 
verschiedene Ströme hätte! Kann ich mit einer PWM einen Transistor so 
steuern, dass ich z.B. exakt 0,5Ohm hab? Hätte mir jemand für so was 
eine Schaltungsidee?
2. Der Transistor wird schon bei dieser Schaltung extrem heiß (150°)! 
Hab zwar schon einen Mini-Kühlkörper dran, aber er erreich trotzdem hohe 
Temperaturen. Mich wundert es halt, weil im Datenblatt vom BD536 
folgende Angabe steht:
Total Dissipation  at Tc ≤ 25   50 W
Wenn ich aber nachrechne, komm ich auf folgende Leistung
(15V-1,5V-0,7V)*0,5A=6,4W
Warum wird der Transistor dann überhaupt so heiß? Oder hab ich einen 
Denkfehler drin?

Vielen Dank und Grüße
Stephan

Autor: MaWin (Gast)
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Der MAX713 ist doch ungeeignet für NiMH-Akkus.
Wie kommst du auf die unpassende Wahl, wo doch sonst
immer und stets vom MAX712 geredet wird ?

2 1N4004 parallel ist SICHER nicht die richtige Wahl
um die Strombelastbarkeit zu erhöhen,
ein Darlington aus 2 Leistungstransistoren ist SICHER
auf Grund des Unverständnisses über die Ströme in
Darlingtonschaltungen entstanden.

Autor: Stephan (Gast)
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Hallo MaWin!
Der MAX713 ist laut Datenblatt genauso geeignet! Es sind sogar Beispiele 
für Nimh Akkus vorgerechnet. Siehe auch Tabelle 1 im Datenblatt.
Das mit den zwei Leistungstransistoren mag ja sein, dass der eine 
Überflüssig ist, aber wenn man grad keinen anderen PNP Transistor zur 
Hand hatte, dann macht man's halt so! Die zweite Diode könnte man 
momentan für diese Konfiguration auch weglassen!

Grüße Stephan

Autor: Fra Nk (korax)
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Stephan schrieb:
> Warum wird der Transistor dann überhaupt so heiß? Oder hab ich einen
>
> Denkfehler drin?

Stephan schrieb:
> Der MAX713 ist laut Datenblatt genauso geeignet! Es sind sogar Beispiele
>
> für Nimh Akkus vorgerechnet. Siehe auch Tabelle 1 im Datenblatt.

Hallo Stephan,

Viellecht solltets Du C4 nicht weglassen.

In Tabelle 1 steht: bei <C/2 nimm den 712 ... und 500mA bei 2000mAh sind 
C/4.

Hintergrund: der 713 reagiert auf ein Absinken der Akkuspannung bei 
vollem Akku. Dieser tritt aber bei NiMh nicht auf (oder nur bei hohem 
Ladestrom..deswegen die Angaben in Tab.1)

Autor: Stephan (Gast)
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Okay danke für den Hinweis! Dann werd ich mir wohl mal noch den MAX712
bestellen! Aber das kann doch nicht die Ursache sein, dass sobald der 
Schnellladevorgang beginnt der Transistor so extrem heiß wird!? Hängt 
das denn nicht mit der Leistung vom Transistor zusammen?

Grüße Stephan

Autor: R. W. (quakeman)
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Stephan schrieb:
> Okay danke für den Hinweis! Dann werd ich mir wohl mal noch den MAX712
> bestellen! Aber das kann doch nicht die Ursache sein, dass sobald der
> Schnellladevorgang beginnt der Transistor so extrem heiß wird!? Hängt
> das denn nicht mit der Leistung vom Transistor zusammen?

Die 50W maximale Verlustleistung des Transistors sind aber auch nur bei 
ausreichender Kühlung zu erreichen. Ohne Kühlkörper oder mit zu kleinem 
Kühlkörper kann der Transistor schon weit aus geringere 
Verlustleistungen in Wärme nicht mehr abführen und stirbt bald den 
Hitzetod.
Wenn du etwas googelst dann findets du diverse Kühlkörper-Rechner (z.B. 
[1]), die für die jeweilige Verlustleistung und thermischen 
Übergangswiderstände den K/W Wert des benötigten Kühlkörpers ausrechnen. 
Die nötigen Daten findest du im Datenblatt.

Ciao,
     Rainer

[1] http://www.alutronic.de/index.php?g=8&sg=1

Autor: Stephan (Gast)
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Dann brauch ich wohl auch noch einen Kühlkörper :-D Aber mich wundert es 
trotzdem, dass er schon bei 6W so heiß wird!? Bei 40W würd ichs ja 
verstehen!
Was macht mein Transistor dann erst bei einem Ladestrom von 2A?
2A*(15V-1,2V)=27,6W
Oder bewirkt ein dementsprechender Kühlkörper dann "das Wunder"? :-)

Hab grad eben einen Akku mit 2000mAh vom großen C an meine Ladeschaltung 
gehängt, der liegt zwar schon länger bei mir in ner Schublade rum, aber 
selbst nach einer Stunde hat der Schnelllademodus noch nicht 
eingeschaltet. Ist dann der Akku defekt? Die Akkuspannung bleibt 
konstant bei 70mV! Weil beim letzten den ich geladen hab, hat es 
wunderbar geklappt!

Kann ich mit einem µC den Ladestrom am IC einstellen? Wie kann ich den 
Widerstand "stufenlos" einstellen?

Grüße
Stephan

Autor: R. W. (quakeman)
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Stephan schrieb:
> Dann brauch ich wohl auch noch einen Kühlkörper :-D Aber mich wundert es
> trotzdem, dass er schon bei 6W so heiß wird!? Bei 40W würd ichs ja
> verstehen!
> Was macht mein Transistor dann erst bei einem Ladestrom von 2A?
> 2A*(15V-1,2V)=27,6W
> Oder bewirkt ein dementsprechender Kühlkörper dann "das Wunder"? :-)
Genau das macht der Kühlkörper dann. Selbst 6W ohne Kühlkörper sind sehr 
viel, da der Transistor selber nur eine sehr kleine Fläche zum 
Wärmetransport hat.

> Hab grad eben einen Akku mit 2000mAh vom großen C an meine Ladeschaltung
> gehängt, der liegt zwar schon länger bei mir in ner Schublade rum, aber
> selbst nach einer Stunde hat der Schnelllademodus noch nicht
> eingeschaltet. Ist dann der Akku defekt? Die Akkuspannung bleibt
> konstant bei 70mV! Weil beim letzten den ich geladen hab, hat es
> wunderbar geklappt!

Also alte Akkus, die eine Leerlaufspannung von nur noch 70mV haben 
solltest du auf keinen Fall schnell-laden sondern mit einem niedrigen 
Strom erst mal etwas "wiederbeleben". Nach kurzer Zeit fängt die 
Spannung dann wieder an auf normale Werte hochzugehen. Tut sie das nicht 
kannst du den Akku entsorgen. ;)

Ciao,
     Rainer

Autor: Stephan (Gast)
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Also der MAX712/713 hat ja die Funktion, dass er unter 0,4V keine 
Schnellladung macht, er lädt so ca. mit 100mA und schält ab 0,4V dann 
auf Fastcharge... aber ich hatte den Akku auch schon mehr als 2 Stunden 
dran...dann müsste er doch irgendwann mal Schnellgeladen werden! Gehen 
neue Akkus, wenn sie längere Zeit liegen und noch nie geladen wurden 
kaputt? Sie werden doch normalerweise nicht geladen geliefert, damit sie 
nicht kaputt gehn!? Oder Irre ich mich da!

Grüße Stephan

Autor: MaWin (Gast)
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> Die Akkuspannung bleibt konstant bei 70mV!

Intern kurzgeschlossen.

> Ist dann der Akku defekt?

Sicherlich.

> Weil beim letzten den ich geladen hab, hat es wunderbar geklappt!

Der war wohl heile.

Autor: Stephan (Gast)
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Hat mir trotzdem noch jemand einen Tipp oder besser noch eine 
Schaltungsidee bezüglich des einstellbaren Ladestroms mit einem 
Microcontroller? Mir fehlt leider der Ansatz!

Danke und Grüße
Stephan

Autor: R. W. (quakeman)
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Stephan schrieb:
> Hat mir trotzdem noch jemand einen Tipp oder besser noch eine
> Schaltungsidee bezüglich des einstellbaren Ladestroms mit einem
> Microcontroller? Mir fehlt leider der Ansatz!

Da an den Pins PGM0/1 der Pegel vier verschiedene Zustände annehmen kann 
für die unterschiedliche Programmierung wird es natürlich etwas 
schwierig.

Ein Vorschlag von mir wäre, zwei Analog Multiplexer wie z.b. 2x DG408 
(8:1) von Maxim zu benutzen. Den Ausgang schließt du jeweils an PGM0/1 
und an drei Eingängen liegt dann V+, Batt-, Ref und die restlichen 
Eingänge sind frei. Nun kannst du binärkodiert per Controller den 
jeweiligen Eingang auswählen und auf den Ausgang durchschalten. Für den 
Zustand "offen" wählst du dann einen Eingang der unbeschaltet ist. 
Eventuell gehen auch die günstigeren CMOS ICs 4066 oder 4051 dafür.

Ciao,
     Rainer

Autor: Stephan (Gast)
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Das mit den Multiplexern hat weiter oben schon jemand gesagt! Aber 
natürlich trotzdem danke! Mir gehts aber grad um den RSense! Wie kann 
ich den Variabel machen? Denn der ist ja für den Ladestrom IFast 
zuständig! Weil PGM0-3 ist ja für Zellenanzahl und Ladezeit zuständig!

Grüße und Gute Nacht
Stephan

Autor: R. W. (quakeman)
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Stephan schrieb:
> Das mit den Multiplexern hat weiter oben schon jemand gesagt! Aber
> natürlich trotzdem danke! Mir gehts aber grad um den RSense! Wie kann
> ich den Variabel machen? Denn der ist ja für den Ladestrom IFast
> zuständig! Weil PGM0-3 ist ja für Zellenanzahl und Ladezeit zuständig!

Du hast Recht, da hab ich wohl etwas überlesen. :)

Wegen dem Rsense fällt mir spontan nur ein diverse Sense Widerstände per 
Relais umzuschalten. Selbst eine Umschaltung per Fets wird schwierig da 
der Rdson des Fets in diesen Bereichen schon eine Auswirkung auf den 
Ladestrom hätte.
Einen variablen niederohmigen Leistungswiderstand mit exakten Werten 
sonst irgendwie zu realisieren wird wohl schwierig werden.

Ciao,
     Rainer

Autor: Fra Nk (korax)
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Stephan schrieb:
> Hat mir trotzdem noch jemand einen Tipp oder besser noch eine
> Schaltungsidee bezüglich des einstellbaren Ladestroms mit einem
> Microcontroller? Mir fehlt leider der Ansatz!
>
> Danke und Grüße
> Stephan

Hallo Stephan,

wie wäre es denn die Ladeschaltung komplett selbst zu 
bauen/programmieren. Der MAX ist auch "nur" ein MC der entsprechend 
programmiert ist.
Schau Dir einfach mal die Application Notes AV450 von ATMEL an. Dort 
werden zwei Schaltungen/Controller und deren Programmierung vorgestellt; 
und das beste: Wenn Du Ahnung hast (wie Deine Frage vermuten lässt) dann 
kannst Du selbst ein für Dich zugeschnittenes Ladegerät bauen. Wie wäre 
es mit einer Anzeige von Kapazität, Innenwiderstand oder 
Ladeschlussspannung; man kann es weit treiben...

http://www.atmel.com/dyn/products/app_notes.asp?fa...

Autor: MaWin (Gast)
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> Der MAX ist auch "nur" ein MC der entsprechend
> programmiert ist.

Nein.

> Hat mir trotzdem noch jemand einen Tipp oder besser noch eine
> Schaltungsidee bezüglich des einstellbaren Ladestroms mit einem
> Microcontroller? Mir fehlt leider der Ansatz!

Der MAX ist nicht als universeller Ladecontroller gedacht,
aber man kann das Signal vom RSense auch per OPAmp verstärken und dabei 
die Verstärkung digital einstellen. Da gäbe es PGA OpAmps, ein OpAmp mit 
nachfolgendem digitalen Poti als Spannungsteiler oder D/A-Wandler bei 
denen man digital den Teilerwert für die "nicht so stabile Referenz" 
(=Spannung von RSense) vorgibt. Letzlich sind das alles Varianten von 
unterschiedlichen Spannungteilern per Analogmultiplxer umgeschaltet.

Man schaltet halt nicht den hohen Akkustrom, sondern den kleinen Strom 
nach einem Spannungsteiler an einem immer gleichen Shunt. Die Spannungen 
werden dabei aber so klein, daß sie mit einem OpAmp zusätzlich verstärkt 
werden müssen.

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