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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ladecontroller für LiFePo4


Autor: tt2t (Gast)
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für Li-Ion und Li-Polymer gibt es inzwischen Ladecontroller ohne Ende. 
Kennt jemand einen Ladecontroller für LiFePo4 ?

Autor: MaWin (Gast)
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Die Hersteller werben ja gerade damit, daß keine Ladecontroller 
notwendig wären, daß LiFePo4 Zellen so viel aushalten und so 
unproblematisch zu laden sind.
Es tut ein LM317.
Aber natürlich gibt es für jeden Zweck einen Chip, für LiFoPo4 einen 
MCP73123 für die Jungs die sich nicht trauen und lieber mehr Geld in 
spezialisiserte Chips stecken.
Ob er dir hilft, wissen wir nicht, denn du hast NATÜRLICH weder was zur 
Kapazität noch zur Zellenanzahl geschrieben.
Vermutlich möchtest du 100 vielleicb passende ICs genannt bekommen, 
damit sich die Antwirtenden 100 mal so viel Arbeit amchen wie du selbst 
bereit bist in deine Frage zu investieren.

Autor: Ladecontroller (Gast)
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Grüß euch
Ich würd einen ladecontroller für LiFePo4 Akkus mit etwas mehr Kapazität 
suchen welche trotzdem in einer akzeptablen Zeit geladen werden können.

Also konkret geht es um 3 bis 4 Zellen Akkus mit 20Ah Kapazität.
1C Ladung wäre schon gut, sprich 20A Ladestrom.

Gibts sowas?

MfG

Autor: H.Joachim Seifert (crazyhorse)
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Die Dinger sind wirklich unproblematisch, habe die jetzt seit >1Jahr im 
Moped, und da kann man ja nicht wirklich von kontrollierten 
Ladebedingungen reden.
Nach langer Zeit mal wieder ausgebaut, alle Zellen mit fast identischer 
Spannung. Habe sie dann trotzdem mal rel. weit entladen und mit einem 
Balancer-Ladegerät wieder geladen.
Nach bisheriger Erfahrung braucht man da wirklich kein 
High-Tec-Ladegerät.

Autor: René B. (reneb)
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20A Ladestrom ist echt heftig. Um an diese Ströme ranzukommen braucht es 
eher ein Labornetzteil, das du dann in Strom und Spannungsbegrenzung 
fährst. Du kannst auch ein Labornetzteil in Verbindung mit einem 
nachgeschalteten Balancer nehmen. Allerdings ist hier bei den mir 
bekannten Typen bei 10A Schluss. So ein Gerät ist zum Beispiel der 
"Graupner Lipo Balancer Plus".

Betriebsart mit Balancer während des Ladens:
Angenommen du hast einen 3S-Akku, also drei LiFe-Zellen in Serie mit 
3,3Ah Kapazität und möchtest mit 1C laden. Dann stellst du die 
Spannungsbegrenzung auf 3*3,6V=10,8V und die Strombegrenzung auf 3,3A. 
Am Ausgang des Labornetzteils kommt der Balancer und an den Balancer der 
Akku. Dann den Ausgang am Labornetzteil aktivieren und den Balancer 
arbeiten lassen. Wenn am Balancer die Lampen erlischen und das Netzteil 
10,8V bei fast 0A anzeigt, sind die Akkus voll. Bei sehr hohen 
Ladeströmen und sehr unausgeglichenen Zellen macht der Balancer aber 
auch während des Ladevorgangs keinen Sinn mehr. Die Balancierströme sind 
immer nur sehr sehr klein. Wenn du da mit 10A Ladestrom reindrückst und 
eine schwache Zelle läuft davon, dann kann ein Balancer mit 300mA 
Balancierstrom da auch während des Ladevorgangs nichts mehr ausrichten.


Betriebsart mit balancieren nach dem Ladevorgang:
Die meisten Balancer können sich auch aus den angehängten Akkus 
versorgen. Du lädst den Akku direkt mit den o.g. Einstellungen am 
Labornetzteil, dann kannst du auch mit mehr Strom laden und bist nicht 
an die Grenze des Balancer gebunden.
Auch hier ist der Akku wieder voll, wenn das Netzteil die 10,8V und fast 
0A anzeigt. Jetzt nimmst du den Akku vom Labornetzteil und schließt ihn 
am Balancer an und drückst die Starttaste. Der Balancer holt dann die 
Zellenspannung der am höchsten aufgeladenen Zellen auf das Niveau der am 
niedrigsten geladenen Zellen.
Bei LiPo/LiIo ist das nicht angebracht, weil mit der Zeit und mit jedem 
Ladezyklus die Zellenspannung wegläuft und die sehr empfindlich sind. 
Die LiFe sind nur zickig, wenn man sie zu heiß lötet. An sonsten sind 
die eigentlich eher unkritisch und nicht so pingelig, wenn die 
Spannungen mal nicht eingehalten werden. Die können auch problemlos 3,7V 
Zellenspannung ab.

Prinzipiell kannst du anfangs auch direkt mit einem Labornetzteil in 
Spannungs und Strombegrenzung laden und die Zellen immer mit dem 
Multimeter überwachen. Vielleicht braucht es für dich ja erstmal keinen 
Balancer, weil die Zellen alle hübsch gleichmäßig laufen. Später kannst 
du dann ja einen kleinen Balancer dazuholen und immer am Ende das 
Ladevorgangs nachbalancieren.

Im Modellbaubereich haben die LiFe oder LiFePo4 oder A123 genannten 
Zellen bereits lange einzug gehalten und du bekommst ein 5A Gerät für 
bis zu 6 Zellen mit eingebautem Balancer für etwa 70€ mit 230V und 12V 
KFZ-Anschluss. Siehe Graupner Ultramat 14. Schau mal bei den Modellbau 
Ladegeräten, ob da auch eines mit mehr Strom dabei ist. Manchmal ist 
noch eine Leistungsbeschränkung dabei, z.B. 50W, dann kannst du zwar mit 
5A bis 10V laden, aber ab höheren Spannungen regelt das Netzteil dann 
den Ladestrom runter.

Ein ordentliches Ladegerät mit integriertem Balancer z.B. aus dem 
Modellbaubereich ist natürlich zu bevorzugen. Die haben auch weitere 
Schutzeinrichtungen und überwachen die Zellenspannungen immer 
durchgehend. Sollte mal eine Zelle besonders schnell weglaufen, ohne 
dass sie balanciert werden kann, wird der Ladevorgang abgebrochen oder 
der Ladestrom herabgesetzt.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Autor: Ladecontroller (Gast)
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Danke an dich Rene für den ausführlichen Post.

Ich bin aber tatsächlich daran interessiert eine eigene Ladeschaltung zu 
bauen/entwerfen. Deswegen würde mir ein fertiges Gerät leider nicht viel 
helfen.

Wie sieht es mit 0,5C Ladestrom aus? Wären 10A leichter zu handeln und 
gibt es dafür Ladecontroller?

MfG

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Und was ist an der Bedienung von Google so schwer??
http://www.google.de/search?hl=de&source=hp&q=LiFe...

Es gibt ja eh nur 10 oder 15 große Halbleiterhersteller, die analoge 
Sachen machen.

Wenn du das dann noch um 10A ergänzt, bekommst du eine handliche Liste.

Schon so gemacht?

Autor: René B. (reneb)
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Also die 10A kriegst du bequem im Modellbaubereich und ist auch nicht 
allzu teuer. Wenn du es aber unbedingt selbst aufbauen möchtest und 
dabei noch flexibel bleiben, kommst du um eine µC-Schaltung nicht herum.

Die ganzen Modellbauladegeräte verwenden auch alle einen µC und keine 
fertigen Ladecontroller. Die sind meistens für eine feste Anwendung und 
werden über Widerstände und ein paar Pins konfiguriert.

Überlege dir aber gut ob du das wirklich komplett selbst mache willst, 
denn für 230V Anschluss kommt nochmal eine ganz andere Netzteiltechnik 
dazu.

Am einfachsten erscheint mir prinzipiell erst einmal ein 
Step-Down-Wandler von z.B. 19V..24V. Da bekommst du von vornherein sehr 
gut Netzteile für 230V aus Industrie und Notebook-Bereich die dir genug 
Leistung und Strom liefern.
Ein µC taktet dann einen p-Fet, der jeweils über eine Spule in die 
Schaltung speist, die mit einer Schottky-Diode als Freilaufdiode 
versehen ist. Siehe Prinzipschaltung für "Step-Down-converter" 
(http://de.wikipedia.org/wiki/Step-Down-Converter).
Pulsbreite und Schaltfrequenz steuerst du mit dem µC, der wiederum die 
Spannung am Ausgang und den Strom überwacht. Dazu braucht es ein wenig 
OpAmp-Zauberei und du verwendest am besten einen µC mit eingebautem ADC. 
Das geht schon mit Atmels AVR atmegas, die 8ADC (die 10Bit reichen) und 
16Bit PWM-Ausgänge haben.

Da du aber noch die Zellen balancieren musst, gilt es gleichzeitig auch 
noch den Balancer aufzubauen. In der Regel sind die µC mit 8 
gemultiplexten ADCs ausgestattet, daher auch immer die Modellbaulader 
für bis zu 6s =>6 Zellen+Gesamtspannung+Strom => 8xADC.

Um letzteres kann man sich auch ein wenig drücken, wenn man die im 
Internet kursierenden Schaltungen von Balancern in Analogtechnik bemüht. 
Einfach mal nach LiPo Balancer Eigenbau gucken und für die 3,3/3,6V der 
LiFe anpassen.

Aber ganz ehrlich:
Bevor du dir den Entwicklungsaufwand gibst, nimm lieber 80€-120€ in die 
Hand und kauf dir einen 10A/80W Modellbaulader, der dann auch 
funktioniert.

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