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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsregler für Akku


Autor: Franki C. (Gast)
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Hallo!

Ich möchte eine Schaltung realisieren die mir konstant eine Spannung von 
3.5V bis 5 V liefern kann.Als Versorgung stehen mir 9 V zur Verfügung.
Ein Problem ist nur das es sich um einen 9 Volt Akku handelt. Hab eine 
Schaltung in Multisim mit dem LM7805 aufgebaut, der liefert bis 5 V 
Eingangsspannung noch 3.5 Volt am Ausgang. Gibt es eine Möglichkeit den 
7805 ab einer Eingangsspannung von 5 V zu überbrücken, so dass ab 5V die 
Spannung direkt an meiner Schaltung anliegt oder gibt es extra 
Akkuspannungsregler. Habe im Internet nichts gefunden und hier im Forum 
auch nicht..

Danke für die Hilfe!

Autor: MaWin (Gast)
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> eine konstantet Spannung von 3.5V bis 5 V

Nicht sonderlich konstant.

Meinst du einstellbar ?

> 7805

Die falsche Wohl. Nimm einen (very) low drop Regler,
je nach Strom z.B. einen NCP5500ADJ, LD29080,
vielleicht auch noch it batterikompatiblem niedrigem
Eigenverbrauch wie LP2960.

Autor: Jens G. (jensig)
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Du brauchst keinen LowDrop-Regler - der 7805 ist in Verbindung mit einem 
9V-Akku völlig ausreichend. Denn würdest Du den Akku ständig bis auf 5V 
entladen, ist der sicherlich nach wenigen Zyklen hinüber.
Das Gegenteil ist richtiger, wenn der Akku einige Zeit überleben soll - 
Du bräuchtest eine Schaltung, die bei Erreichen der Entladeendspannung 
den Verbraucher abschaltet - das ist bereits bei rund 7,4 bis 8V (wenn 8 
Zellen im Akku) der Fall - viel tiefer würde ich nicht gehen, wenn das 
Datenblatt des Akkus nichts anderes sagt. Zumal diese Akkus aufgrund von 
Differenzen der einzelnen Akkuzellen ohhnehin mit der Zeit Probleme 
bekommen, denn die Zellen laufen mit ihrer Kapazität im Laufe der Zeit 
ohnehin mehr oder weniger auseinander, so daß ich gar nicht erst unter 
8V gehen würde, um noch etwas Reserve für schwächere Zellen zu haben 
(eine einzelne Zelle also nicht vorzeitig schlapp macht und damit 
vorzeitig stirbt, wenn man zu weit runtergeht).
Es ging mir hier nur um die Klarstellung der nötigen 
Spannungsverhältnisse für den Akku. Um den Wirkungsgrad ging es mir 
erstmal nicht - da gibt's natürlich bessere Regler.

Autor: Arc Net (arc)
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Jens G. schrieb:
> Du brauchst keinen LowDrop-Regler - der 7805 ist in Verbindung mit einem
> 9V-Akku völlig ausreichend. Denn würdest Du den Akku ständig bis auf 5V
> entladen, ist der sicherlich nach wenigen Zyklen hinüber.

9V Akku und 7805 ist immer eine suboptimale Kombination, da die Teile 
zuviel Strom (National LM7805, 6 mA L7805) für sich verbraten.

> Das Gegenteil ist richtiger, wenn der Akku einige Zeit überleben soll -
> Du bräuchtest eine Schaltung, die bei Erreichen der Entladeendspannung
> den Verbraucher abschaltet - das ist bereits bei rund 7,4 bis 8V (wenn 8
> Zellen im Akku) der Fall - viel tiefer würde ich nicht gehen, wenn das
> Datenblatt des Akkus nichts anderes sagt. Zumal diese Akkus aufgrund von
> Differenzen der einzelnen Akkuzellen ohhnehin mit der Zeit Probleme
> bekommen, denn die Zellen laufen mit ihrer Kapazität im Laufe der Zeit
> ohnehin mehr oder weniger auseinander, so daß ich gar nicht erst unter
> 8V gehen würde, um noch etwas Reserve für schwächere Zellen zu haben
> (eine einzelne Zelle also nicht vorzeitig schlapp macht und damit
> vorzeitig stirbt, wenn man zu weit runtergeht).

Wichtig wäre zu wissen, was für ein Akku das genau ist, da viele NiMH 
9V-Blöcke nominal nur 7.2V liefern (Entladeschlussspannung liegt dann 
bei 5.4V) und es mittlerweile auch 9V Block mit LiIon-Innenleben gibt.

Autor: Jens G. (jensig)
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>9V Akku und 7805 ist immer eine suboptimale Kombination, da die Teile
>zuviel Strom (National LM7805, 6 mA L7805) für sich verbraten.

Ja, deswegen habe ich ja im Abspann meines Updates noch darauf 
hingewiesen

>Wichtig wäre zu wissen, was für ein Akku das genau ist, da viele NiMH
>9V-Blöcke nominal nur 7.2V liefern (Entladeschlussspannung liegt dann
>bei 5.4V) und es mittlerweile auch 9V Block mit LiIon-Innenleben gibt.

Ich weis nicht, was für NiXX-Akkus Du so kennst, aber Noiminalspannungen 
liegen bei 8,4V (7 Zellen), oder 9,6V (8 Zellen). 7,2V-Akkus in Form 
eines 9V-Blocks kenne ich (noch) nicht.

Autor: Arc Net (arc)
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Jens G. schrieb:
>>9V Akku und 7805 ist immer eine suboptimale Kombination, da die Teile
>>zuviel Strom (National LM7805, 6 mA L7805) für sich verbraten.
>
> Ja, deswegen habe ich ja im Abspann meines Updates noch darauf
> hingewiesen
>
>>Wichtig wäre zu wissen, was für ein Akku das genau ist, da viele NiMH
>>9V-Blöcke nominal nur 7.2V liefern (Entladeschlussspannung liegt dann
>>bei 5.4V) und es mittlerweile auch 9V Block mit LiIon-Innenleben gibt.
>
> Ich weis nicht, was für NiXX-Akkus Du so kennst, aber Noiminalspannungen
> liegen bei 8,4V (7 Zellen), oder 9,6V (8 Zellen). 7,2V-Akkus in Form
> eines 9V-Blocks kenne ich (noch) nicht.


Bspw. GP und Varta haben 9V mit nominal 7.2 V, 8.4 V und 9.6 V im 
Programm
http://www.gpbatteries.com/pic/GP17R7H.pdf
http://www.varta-microbattery.com/en/mb_data/docum...

Autor: Joe (Gast)
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Nimm dir einen Schaltlegler MC34063.

Einfach, praktisch, preiswert.

Der hohe Wirkungsgrad lässt deinen Akku länger leben.

Autor: Jens G. (jensig)
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Nun ja - 8,4V ist noch in der Überzahl ;-) - 7,2V scheint eher nicht 
ganz so üblich zu sein.
Aber egal - mir ging es ja eher um die Grundaussage, daß man NiXX-Akkus 
nicht bis zum völligen Ausbluten nutzen sollte (vor allem Systeme mit in 
Reihe geschalteten Zellen, wo eine Zelle immer vorzeitig Tschüß sagt), 
womit der vom TO vorgetragene Ansatz in die vollkommen falsche Richtung 
geht.

Autor: MaWin (Gast)
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> Nimm dir einen Schaltlegler MC34063.
> Einfach, praktisch, preiswert.
> Der hohe Wirkungsgrad lässt deinen Akku länger leben.

Aber richitg blöd als Step Down zu verwenden, weil er ebenso 2.5V kostet 
wie ein 7805 und dabei auch denselben miesen Wirkungsgrad hat.

> mir ging es ja eher um die Grundaussage, daß man NiXX-Akkus
> nicht bis zum völligen Ausbluten nutzen sollte

Was auch eher ein Flop ist, denn die Aussage kommt ursprünglich von den 
Bleiakkus und LiIon und wird nun munter auf alles mögliche übertragen. 
Man hat schon früher eine 0.9V/Zelle Entladespannung nur aus einem Grund 
eingeführt: Damit keine Zelle 0V haben wird. Denn wenn es eine einzelne 
NiCd wäre, könte man die so weit entladen. Nun fühlt man sich damit auf 
der sicheren Seite. Nutzt man einen NiXX-Akku nicht mal bis 1V nutzt man 
ihn viel zu wenig und in 9V Block-Akkus (falls es so einer sein sollte) 
ist eh viel zu wenig drin, als daß man es sich leisten könnte, auf die 
Ladung zu verzichten. Klar klingen Bedenkenträger immer besonders toll 
und lieben auf der sicheren Seite, am besten ist es den Akku in den 
Schrank zu stellen und ein Netzkabel zu legen.

Autor: Jens G. (jensig)
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>Was auch eher ein Flop ist, denn die Aussage kommt ursprünglich von den
>Bleiakkus und LiIon und wird nun munter auf alles mögliche übertragen.
>Man hat schon früher eine 0.9V/Zelle Entladespannung nur aus einem Grund
>eingeführt: Damit keine Zelle 0V haben wird. Denn wenn es eine einzelne
>NiCd wäre, könte man die so weit entladen. Nun fühlt man sich damit auf

Wie kommst Du denn auf dieses schmale Brett? Ich hab's schonmal an 
einzelnen, noch intakten Zellen eines alten Schrauberakkus probiert, die 
bis auf 0V auszuzutschen. Die waren danach zwar nicht direkt kaputt, 
aber hatten danach eine deutlich niedrigere Kapazität, die sich auch 
nach mehrmaligen normalen Refreshzyklen nicht mehr großartig steigern 
ließ. Die waren also summa summarum geschädigt durch diese 
Tiefentladung.
Allgemein wird 0,8-0,9V oder gar 1V empfohlen (ich halte 0,8V für einen 
sinnvollen Wert), wobei allgemein 0,6V als die niedrigste noch 
akzeptable Grenze dasteht.
So wie es aussieht, entladen viele Solarleuchten bis zu 0,3-0,5V runter, 
was auch noch eine Weile durchgehalten wird - da isses aber eher egal, 
weil die Akkus da wohl mehr am Memory/Lazy-Effekt leiden werden.

Um zum 9V-Akkublock zurück zu kommen. Du kannst gerne deine 
Zellenreihenschaltungen bis zum Ende auszutschen. Das wird denen nicht 
guttun.
Ich betreibe hier mein Multimeter auch sehr viel mit Akkus (8,4V). 
Früher hatte ich immer bis zum Abschalten des Gerätes die ausgenutzt - 
überlebt haben die es nur Pi mal Daumen 10-15 Ladezyklen - dann war 
mindestens eine Zelle tod. Warum? Weil das MM erst bei 5-5,5V den 
Betrieb einstellte, was ich bisher ausnutzte.
Bei 8V zeigt das MM bereits Batterie-Leer an. Noch viel zu früh für die 
8,4V Akkus - 6,5-7V wäre sinnvoller, um dies als Entladegrenze 
anzusehen, weswegen ich es dann doch noch deutlich länger laufen ließ, 
bis plötzlich das MM nicht mehr wollte, was dann aber eigentlich zu spät 
war. Zwei dieser 8,4V Akkus habe ich auf diese Weise übern Jordan 
gebracht.
Jetzt habe ich 9,6V Akkus, und da ist die 8V-Batterie-Anzeige (1V 
Zellenspannung) schon besser ausnutzbar. Vielleicht noch eine Stunde 
länger läßt sich dieses MM mit aktiver Batterieanzeige benutzten, 
spätestens dann gehts ans Ladegerät. Der Akku hat schon etliche Zyklen 
auf diese Weise mitgemacht, und "fühlt" sich noch ganz gut an.
Wie man sieht, sind 0,9-1V Zellenspannung für einen 9Vblock ein gutes 
Kriterium, um denn dann mal wieder ans Ladegerät zu hängen. Wer tiefer 
geht, riskiert den Verlust des Blocks aufgrund einer permanent 
schwächelnden, und letztlich versagenden Zelle.

Autor: ingo (Gast)
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> Bei 8V zeigt das MM bereits Batterie-Leer an. Noch viel zu früh für die
> 8,4V Akkus - 6,5-7V wäre sinnvoller, um dies als Entladegrenze
> anzusehen, weswegen ich es dann doch noch deutlich länger laufen ließ,
> bis plötzlich das MM nicht mehr wollte, was dann aber eigentlich zu spät
> war. Zwei dieser 8,4V Akkus habe ich auf diese Weise übern Jordan
> gebracht.

Das Problem ist mir auch nicht fremd, für MM und Ähnliches nutze ich 
jetzt nur noch diese Lösung:
Beitrag "Ersatz 9V-Block durch Mikrozelle"
Ob sowas für den TE in Frage kommt (an seine gewünschte Ausgansspannung 
angepasst), hängt vom zu erwarteten Strombedarf ab.
Die Einzelzelle wird dann nicht mehr unter 0,9V entladen, vorher macht 
der Spannungswandler zu.
mfG ingo

Autor: Franki C. (Gast)
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Danke für die umfangreichen Informationen! Habe wohl eine kritische 
Diskussion entfacht :-)
Naja also ich habe mir noch einmal die Low-Dropout Regler angeschaut.
Also da es sich um ein Projekt handelt und die Langlebigkeit des Akkus 
erstmal zweitrangig ist, denke ich dass ich mich für diese entscheiden 
werde.
Dachte an den LP2985. Ich hoffe ich habe euer Anliegen soweit 
verstanden. Wenn es um den Akku und eine stabile Spannung gehen würde 
wäre die Lösung mit dem 7805 besser. Aber der LP2985 hat denke ich mal 
einen besseren Wirkungsgrad und braucht nicht so eine hohe 
Spannungsdifferenz am Eingang.

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