Pufferbatterie laden

Hans M. Gast 18.01.2011 16:06 #2022159

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Hallo!

Ich möchte gerne eine Pufferbatterie mit 2.4V/250mAh über eine Shottky 
Diode und einen Widerstand bei einer Versorgungsspannung von 3.3V 
aufladen, sobald das Gerät mit Spannung versorgt wird.

Schaltung:

                               VCC
                                |
                                |
                                V SHOTTKY SS16
                                -
                                |
                                |
                               .-.
                               | | 390R
                    BAT 2.4V   | |
                    250mAh     '-'
                         |      |
                   +----||- ----+------>VERBRAUCHER
                   |    |
                   |
                  GND


Im Datenblatt des Akkus wird als Trickle-Charge 7.2mA angegeben. An der 
Shottky fallen laut Datenblatt 500mV ab, also bleiben noch 2.8V zum 
Laden des Akkus übrig. Der Widerstand mit 390 Ohm begrenzt den Strom auf 
7.2mA.

Ist meine Methode richtig und nimmt der Akku dadurch auch keinen Schaden 
und wird dennoch richtig geladen oder sollte ich lieber mit geringerem 
Strom laden?

Die Umgebungstemperatur liegt im Bereich -5°C bis +30°C. Das Gerät wird 
ca. 1500Std. im Jahr in Betrieb sein (die restlichen 7260 Stunden/Jahr 
puffert der Akku die RTC).

Datenblatt Diode:
http://www.fairchildsemi.com/ds/SS/SS16.pdf

Datenblatt Batterie:
https://www.buerklin.com/datenblaetter/A056595_4_TD.pdf


Danke schonmal,
Hans M.

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Michael U. (amiga) 18.01.2011 17:53 #2022348

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Hallo,

hat man so auf den alten PC-Mainboards und in vielen anderen Geräten 
gemacht.
Irgendwann war dann der Akku alt genug, um Auszulaufen.
Seit etlichen Jahren sind Li-Zellen drauf, die halten erfahrungsgemäß 
einige Jahre durch.
Der Akku hält auch nicht wesentlich länger, warum also keine 
CR2025/CR2032?

Gruß aus Berlin
Michael

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Hans M. Gast 18.01.2011 23:52 #2022899

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Sollte schon 2-3 Jahre durchhalten, möglichst wartungsfrei sein und mit 
einer CR2032 wird das nicht machbar sein denke ich.

Die RTC zieht übrigens ca. 20µA aus der Batterie. Mit der oben genannten 
sollte also 1 Jahr Überbrückung drin sein. In der Praxis wird die 
Überbrückungszeit maximal 8 Monate betragen bis das Gerät wieder mit 
Strom versorgt wird.

Hans

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Michael U. (amiga) 19.01.2011 09:41 #2023089

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Hallo,

Selbstentladung des Akkus beachtet (90% Kapazität nach 1 Monat bei 20 
Grad)?

Mein Funksensor im Gefrierfach hält mit einer CR2032 ca. 8 Monate durch.
Ruhestrom 4µA, ca. alle Minute für ca. 100ms ein Datenpaket senden, 
Spitzenstrom da ca. 12mA.

Gruß aus Berlin
Michael

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Hans M. Gast 19.01.2011 11:03 #2023214

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Hallo!

Mit dem 250mAh Akku komme ich rechnerisch auf 12500 Stunden (ca. 520 
Tage) ohne Beachtung der Selbstentladung bei 20µA Stromverbrauch. Ich 
benötige eine Überbrückungszeit von 5856 Stunden (244 Tage).

Wieviel Prozent wird die Selbstentladung in 8 Monaten ca. betragen? 
Gibts da eine Faustformel oder ähnliches?

Ich denke aber das es funktionieren wird, da ich mehr als doppelt soviel 
Kapazität habe, wie eigentlich benötigt (rechnerisch, ohne 
Berücksichtigung der Selbstentladung).

Primär geht es eigentlich um die Ladeschaltung für den Akku, ob dies so 
in Ordnung ist.

Hans

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Lothar M. (lkmiller) Moderator (Firma: Titel) 19.01.2011 11:12 #2023236

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> Die RTC zieht übrigens ca. 20µA aus der Batterie.
Was ist das für ein alter Zombie?
Heutige aktuelle RTCs kommen mit einer Lithiumzelle locker auf 5 Jahre.
Weil nämlich die Ströme mitnichten im 20uA Bereich sind, da wird eher im 
400nA Bereich gerechnet...
http://para.maxim-ic.com/en/search.mvp?fam=rtc&374=3-Wire&374=I%3Csup%3E2%3C/sup%3EC&374=SPI&tree=timers

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Knut B. (travelrec) (Firma: TravelRec.) 19.01.2011 11:15 #2023240

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Hans M. schrieb:
> Die RTC zieht übrigens ca. 20µA aus der Batterie.

Such Dir eine andere RTC. Den DS1339 oder DS1390 zum Beispiel.

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oszi40 Gast 19.01.2011 11:26 #2023258

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Hans M. schrieb:
> Wieviel Prozent wird die Selbstentladung

Kommt auf die Temperatur an und könnte auch 20% pro Monat sein (je nach 
Ausführung und Hersteller). Verkleckerte Leiterplatten mit alten Akkus 
habe ich auch schon einige gesehen. Daher tendiere ich eher zur üblichen 
Wegwerf-CR2032 oder nofalls derern größeren Ausführungen.

Man sollte sich nicht zu sehr auf die Kapazitätsangaben der Hersteller 
verlassen. Es könnte auch weniger Kapazität verfügbar sein als 
aufgedruckt. Bei CR2032 oder AA habe ich schon einige mit 50% gemessen. 
Daher würde ich bei Akkus 3 Testzyklen sauber laden/entladen ehe ich sie 
verwenden würde.

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Sepp Gast 19.01.2011 11:26 #2023259

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Die RTC zieht zuviel Strom,

schau mal bei emmicroelectronic.com rein, deren RTCs brauchen
ein paar 100nA, da geht es mit einer CR2032 locker einige Jahre.
Ich habe bisher sehr gute Erfahrungen mit deren Produkten
gemacht, (stehe aber nicht auf deren Lohnliste.)
Übrigens: Die CR2032 findet man unter dem Namen "Renata"
ebenfalls beim Swatch-Konzern, zu dem auch emmicroelectronic
gehört. Daher auch die Lowest-Power-Erfahrung.

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uir Gast 19.01.2011 11:38 #2023279

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Die Berechnung des Vorwiderstandes ist einfach falsch.

Ich käm auf 55 Ohm, aber ich glaub auch nicht so recht, daß 0,5 Volt 
über die Diode bei 7,2 mA abfallen. Was sagt das Datenblatt dazu?

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Hans M. Gast 19.01.2011 13:55 #2023536

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Es handelt sich nicht um eine eigenständige RTC, sondern um die eines 
LPC2366. Und diese zieht 18-22µA.

Laut Datenblatt der Diode (Kurve) fallen bei 100mA ca. 0,5V ab. 
Warscheinlich noch weniger, aber die Kurve geht nicht so weit runter.

So hab ichs berechnet:

U=3.3V
Ud=0.5V
I=7.2mA

U=R*I

U-Ud = 3.3V-0.5V = 2.8V

U/I = 2.8V/7.2mA = 388.88 Ohm


Oder hab ich da einen Denkfehler?

Hans

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uir Gast 20.01.2011 00:14 #2024520

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U=3.3 Volt ist schon ok
Ud= 0.5 Volt glauben wir mal so
I=7.2 mA  ist ja Deine Vorgaben


Der Denkfehler von Dir liegt bei der Spannung am Widerstand.
Wie hoch ist denn die wirklich?

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Lothar M. (lkmiller) Moderator (Firma: Titel) 20.01.2011 09:40 #2024696

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Hans M. schrieb:
> Es handelt sich nicht um eine eigenständige RTC, sondern um die eines
> LPC2366. Und diese zieht 18-22µA.
Nur mal so über den Tellerrand rausgedacht: bei dem Aufwand, den du hier 
für den (teuren) Akku und dessen Ladung betreibst, kannst du locker eine 
externe RTC an den uC hinschnallen...  :-o

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Alexander S. (esko) 20.01.2011 11:26 #2024859

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Die Diode ist auf jeden Fall die Falsche, sie hat einen Rückwärtsstrom 
von 0,2mA.
Nimm doch einfach zwei Mignonbatterien, die halten bei 20µA etwa 10 
Jahre durch. Ein Akku wird es wahrscheinlich nicht so lange mitmachen.

Selbstentladung:

1	`2500mAh * 0,2% * 12 Monate * 10 Jahre = 600mAh`

Reichweite:

1	`( 2500mAh - 600mAh ) / 20µA = 10 Jahre`

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