Ich will für einen tragbaren Verstärker LifePo4 Akkus (um die 12 Volt bei 2 Ah) verwenden. Dazu soll noch ein selbst gebautes Ladegerät. Ich habe von LifePo Akkus gehört die seien robuster als Lion oder Lipo. Der Akku hat ja 3,3 Volt und braucht eine Ladespannung von 3,65 Volt und kann mit bis zu 4 C geladen werden. Jetzt wollte ich fragen, wie das Ladegerät genauer aussehen sollte oder ob jemand vielleciht von einem Baukasten weiß. Muss man da etwas beachten so wie beim LiIon (sobald der Ladestrom auf 10 prozent ist abschalten)? Ich habe leider nicht besonders viel Ahnung, aber ich denke ihr könnt mir helfen.
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Ich hab in meinem Motorrad seit 1 Jahr einen LiFePo drin als Starterbatterie. Ohne jeden Lade/Balancer-Schnickschnack. Liegt einfach direkt an der Lima. Die liefert ab 2000/min 14,2V. Vorige Woche habe ich die mal wieder ausgebaut, um sie an einem Balancer zu laden. Es waren fast identische Zellenspannungen/Kapazitäten der einzelnen Zellen, einfach super die Dinger. Starterstrom beträgt ca. 120A, und das bei einer Akkukapazität von 4,6Ah (4S2P-Pack). Mach dir nicht zuviele Sorgen :-)
Also brauch ich nur einen Amperebegrenzer und kann die dann auch einfach so überladen?
wenn ich jetzt zum beispiel eine 4Ah LifePo mit 16 A (4C) kann ich die dann wie eine Nimh laden, also ohne abzuschalten (auch wenn sie voll ist weiter strom drauf geben?
fritz stierhof schrieb: > wenn ich jetzt zum beispiel eine 4Ah LifePo mit 16 A (4C) kann ich die > dann wie eine Nimh laden, also ohne abzuschalten (auch wenn sie voll ist > weiter strom drauf geben? Nein, bloß nicht, sonst ... BOOOOM! In dem von crazy horse beschriebene Fall bleibt die Spannung ja unter der Ladeschlussspannung, das heißt, dass die Akkus nicht überladen werden. Du musst unbedingt eine Spannungsbegrenzung einbauen! Nennt sich auch CCCV-Lader. Es sind also mindestens 3 Komparatoren, ein Leistungswiderstand und ein bisschen Kleinkram nötig. Ist aber nicht sonderlich schwierig. Nimm einfach 2 LM358, einen 1 Ohm / 17 Watt Widerstand, etwas Kleinkram und ein bisschen Grips - zur Not kann ich dir auch eine Schaltung geben. Gruß Jonathan
Ich hab mir schon gedacht, dass das nicht geht. Ich glaub Grips fehlt noch n bisschen. Ich hab nur n Vater, der davon mehr Ahnung hat, aber halt nicht genau vom LifePo. Um vielleicht nochmal zu erläutern, worum es eigentlich geht: tragbarer Verstärker mit Akku und Ladegerät eingebaut (von selber laden). Stromversorgung: altes Laptopladegerät mit 19 Volt und 4 Ampere, also Schaltnetzteil (ich denk das spielt keine Rolle). Dann wollte ich mir mal Testweise irgentwelche holen. Hab einen gefunden der die irgentwie neu aber ohne Funktionsnachweis verkauft (übernimmt aber garantie). Angeblich haben die 3,8 Ah, sind so mono Zellen. Davon dann halt 4 Stück -> 3,3 x 4 =13,2 Volt. Geladen sollte ja dann mit 3,65 x 4 = 14,6 Volt. Dafür reichen ja 19 Volt aus :D. Durch den Spannungsregler gehen dann 4,4 Volt "verloren". 4,4V x 4A= 17,6 Watt wärme ist vielleicht ein bisschen viel. Kann ja auch 5 nehmen 3,65 x 5= 18,25 (wird vielleicht ein bisschen knapp) wegen 0,7 Volt Verlustspannung vom LM358
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fritz stierhof schrieb: > Ich glaub Grips fehlt > noch n bisschen. Na ok, dann will ich Dir mal ein bisschen auf die Sprünge helfen: 1. Die Verlustleistung: Du brauchst einen Step-Down-Wandler. Der verheizt nicht die ganze Leistung. Allerdings wird die Regelung dann etwas komplizierter. 2. Der Spannungsverlust vom LM358: Das ist sowieso egal, da Du nicht direkt über den LM358 laden kannst. 50mA Ladestrom sind vielleicht "ein Bisschen" wenig. Du brauchst noch einen Transistor, der den Strom schalten kann. Z.B. einen 2SA1302. Dann kannst Du bis zu 15A schalten... 3. Balancing: Das ist ganz wichtig. Sonst könnte eine deiner Zellen bereits 5V haben und die anderen drei bloß 2,7V... Kaputt sind sie dann allemal, aber dein Ladegerät denkt, alles wäre in Ordnung. Der Balancer ist dazu da, alle Zellen auf der selben Spannung zu halten. Im Anhang ist ein Schaltplan für einen funktionierenden Lader. Die 4 Kondensatoren sollen deine Akkus darstellen. Anstatt der 4 LT1001 nimmst Du 2 LM358 (2 OPVs pro Chip) oder 1 LM324 (4 OPVs pro Chip). Q1 (NPN) könnte ein BC337 sein, Q2 (PNP) ein 2SA1302. R8 (2Ohm) sollte ein 17W-Widerstand sein, damit er mit der Verlustleistung klarkommt. R11 und R12 stellen die Ladeschlussspannung ein. Ersetze sie durch ein Potentiometer (einstellbarer Widerstand)! Mit dem Poti kannst Du dann die Ladeschlussspannung bequem einstellen. Am besten klebst Du das Poti nach dem Einstellen mit Sekundenkleber fest, dann kann es sich nicht mehr verstellen. Außerdem darf sich die Versorgungsspannung nicht verändern! Deshalb solltest Du immer das selbe Netzteil verwenden. Die Ladeschlussspannung ist nämlich abhängig von der Versorgungsspannung! Am besten hängst Du zum Testen erstmal 4 100µF-Kondensatoren anstatt den Akkus dran. Dann riskierst Du nicht gleich das Leben der Akkus. Außerdem solltest Du die Akkus nur bis 14V laden. Sorry, dass der Schaltplan so unübersichtlich geworden ist. Gruß Jonathan
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Ok, einen hab ich noch: eine zusätzliche Diode verhindert jetzt komische Zustände, wenn das Netzteil abgeklemmt ist. Dafür lutscht Dir die Schaltung fröhlich die Akkus leer... Sollte also nur mit angestecktem Netzteil länger gelagert werden. Oder Du entnimmst die Akkus... Gruß Jonathan
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Vielen Dank erstmal für die Schaltung! Ich habe sie so weit nachvollziehen können. Ich denke ein Festspannungsregler am Anfang ist noch nötig, weil ich mir nicht sicher bin, ob das LAdegerät eine konstante Spannung abgibt. Ich habe noch ein Bild angehängt, weil ich mir nicht sicher bin ob ich das alles richtig zugeordnet habe. Ist das also richtig dass der Minuspol jeder Zelle mit den -Inputs von den OPVs verbunden ist und der Output über einen 470 Ohm Widerstand? Dadurch wird also Balanciert? Meine nächste Frage wäre mit wie viel Ampere geladen wir? Also ob die Amperezahl nochmal geregelt wir oder sich aus U*R=I ergibt? Um das Selbstentladen der Akkus durch die Schaltung zu verhindern wäre doch ein 4poliger An/Aus Schalter am besten. Dadurch kann kein Strom vom Akku zurücklaufen.
@crazy horse Den gleichen Beitrag hätte ich auch schreiben können ;) 4s2p in einer Yamaha R6. Das 600g Akkupack startet sogar eine 1000er. Nie Probleme gehabt damit. Und das ohne jegliche Elektronik.
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fritz stierhof schrieb: > Vielen Dank erstmal für die Schaltung! ;) fritz stierhof schrieb: > Ich denke ein > Festspannungsregler am Anfang ist noch nötig, weil ich mir nicht sicher > bin, ob das LAdegerät eine konstante Spannung abgibt. Dann hab' ich hier noch eine Version mit Referenzspannung für Dich ;) Einfach eine 15V-Zenerdiode. Ein Festspannungsregler ist da nicht nötig. fritz stierhof schrieb: > Ist das also richtig dass der Minuspol jeder Zelle mit > den -Inputs von den OPVs verbunden ist und der Output über einen 470 Ohm > Widerstand? Dadurch wird also Balanciert? Die 3 OPVs rechts machen das Balancing. Die vergleichen einfach die Spannung der Zellen mit ihrer Sollspannung. Die Sollspannung wird durch die 4 Widerstände R1 bis R4 gebildet. fritz stierhof schrieb: > Meine nächste Frage wäre mit wie viel Ampere geladen wir? Also ob die > Amperezahl nochmal geregelt wir oder sich aus U*R=I ergibt? Es gibt keine Regelung - der Strom wird einfach mit R8 eingestellt. fritz stierhof schrieb: > Um das Selbstentladen der Akkus durch die Schaltung zu verhindern wäre > doch ein 4poliger An/Aus Schalter am besten. Dadurch kann kein Strom vom > Akku zurücklaufen. Mach das so. Noch ein paar Hinweise: R1 bis R4 sollten eine kleine Toleranz (<1%) haben. R11 und R12 sollten durch ein (Trimm-) Potentiometer ersetzt werden (der Wert ist ziemlich egal, es sollte nur >10kOhm haben). Damit kannst Du dann die Ladeschlussspannung einstellen. Klebe es nach dem Einstellen fest! Außerdem kann Dein OPV nicht genügend Strom liefern. Nimm einen LM324 oder 2 LM358. Und Du solltest deine Akkus nur bis etwa 14V laden, dann werden sie etwa 3x so langsam kaputtgehen. Gruß Jonathan
im forum steht der Ic wäre der gleiche wie der lm324. Ansonsten habe ich alles verstanden und werde es aufbauen :)
R5 - R7 regeln ja die Amperezahl mit der nachgeladen wird wenn der Akku eine zu niedrige Spannung hat, aber über die 470 ohm können doch nur: 3,3V/470=0,007=7mA. Ist das nicht zu wenig, um nachzuladen?
fritz stierhof schrieb: > im forum steht der Ic wäre der gleiche wie der lm324. Ansonsten habe ich > alles verstanden und werde es aufbauen :) Tatsächlich, das wusste ich nicht. Also, Du kannst den doch nehmen. fritz stierhof schrieb: > R5 - R7 regeln ja die Amperezahl mit der nachgeladen wird wenn der Akku > eine zu niedrige Spannung hat, aber über die 470 ohm können doch nur: > 3,3V/470=0,007=7mA. Ist das nicht zu wenig, um nachzuladen? Nein, darüber wird doch das Balancing gemacht. (Nach-)Geladen wird über R8 (2Ohm). Und dadurch, dass die OPVs als Komparator arbeiten, ergibt sich ein minimaler Strom von: 10V (Spannungsdifferenz, wenn alle Akkus voll sind und der obere OPV auf 0V schaltet) : 470 Ohm = ca. 20mA Und 20mA reichen für's Balancing locker aus. fritz stierhof schrieb: > braucht die D1 Diode noch eine speziellen Wert? Nö, das kann eine stinknormale 1N4007 sein. Aber für D2 solltest Du Dir mehrere 15V-Zenerdioden bestellen und schauen, welche am nächsten an 15V rankommt. Die Dinger haben eine RIESIGE Toleranz. Gruß Jonathan
Den 2SA1302 gibts nur auf irgentwelchen seiten zu kaufen. Gibts dazu vielleich einen der das gleche macht? Also den ich auch benutzten kann?
fritz stierhof schrieb: > Den 2SA1302 gibts nur auf irgentwelchen seiten zu kaufen. Gibts dazu > vielleich einen der das gleche macht? Also den ich auch benutzten kann? Klar, es gibt geschätzt 10.000 andere Transistor-Typen, die das auch schaffen. Rechnen wir doch mal den Strom aus: (19V - 12V) / 2Ohm = 3,5A Also würde es jeder PNP-Transistor schaffen, der 5A (noch etwas Sicherheitsabstand) aushält und bei 3,5A ca. 50-fache Stromverstärkung hat. Such Dir einen aus ;) Den 2SA1302 gibt's übrigens beim Zimmermann (http://www.zeg-shop.de) in Darmstadt. Gruß Jonathan
irgentwie wird r9 heiß wenn ich keinen verbraucher also die kondensatoren angeschlossen habe und ich weiß nicht ob ich es aus probieren soll die kondensatoren anzuschließen
R9? Das ist normal. Nimm einen für eine höhere Leistung (4W). fritz stierhof schrieb: > und ich weiß nicht ob ich es aus > probieren soll die kondensatoren anzuschließen Mach einfach. R9 wird schon nicht gleich abrauchen. Aber dein R2 ist doch hoffentlich für mehr als 10W, oder? Übrigens: ist der Akku (oder Kondensator) voll, wird nichts mehr heiß. Gruß Jonathan P.S.: Ich hatte schon gedacht, Du meldest dich gar nicht mehr ;)
ich hab den fehler gefunden. r9 hat geraucht xD ich denke du meinst nicht r2 sondern r8 (2 ohm). Ja r2 ist ein konstantandraht. Ich habe goldcaps für die kondensatoren genommen (1F,5,5V). Leider messe ich an jedem verschiedene Spannungen :S (zwischen 2V und 3,6V). Ich denke ich kaufe mir erstmal die akkus und probiere es dann nochmal. Übringens ich habe den BD250C als den PNP Transistor genommen. Ich hoffe der passt xD.
fritz stierhof schrieb: > ich denke du meinst nicht r2 sondern r8 (2 ohm). Äh, ja ;) fritz stierhof schrieb: > Ich habe goldcaps für die kondensatoren genommen > (1F,5,5V). Leider messe ich an jedem verschiedene Spannungen :S > (zwischen 2V und 3,6V). Nimm mal normale Kondensatoren. So um die 1000µF. Gruß Jonathan
Du meinst beim Balancer? Das ist OK. Du kannst aber die 3 470-Ohm-Widerstände (R5, R6, R7) kleiner machen. Gruß Jonathan
Die Akkus sind angekommen. Alle sind noch aufgeladen. Ich werde die Akkus in den kommenden Tagen mal entladen, um dann den Ladetest zu machen.
Ich habe die Schaltung jetzt an die Akkus angeschlossen. Scheint so weit zu funktionieren, nur fließen nur 0,5 A und jeder einzelne Akku hat 3,25V Als Gesamtladespannung habe ich 14,11 V eingestellt. Liegt der niedrige Ladestrom am falschen Transistor oder einfach an der Gesamtladespannung?
Die Voltzahl der Akkus beträgt bei allen 3,34V - 3,36V nach 3 stunden laden. Es fließen aber immernoch 0,5 A. Die Voltzahl steigt auch nicht mehr weiter
> Die Voltzahl steigt auch nicht mehr weiter Sie muss. Irgendwohin muss die Leistung ja. > Scheint so weit zu funktionieren, nur fließen nur 0,5 A Eventuell ist das ein Zeichen eines Problems: U4 besitzt keine Hysterese, aber die nachfolgenden Transistoren bringen eine Verstärkung, evnetuall schwingt die Schaltung. Ein Widerstand von Ausgang von U4 zum + Eingang von U4 könnte helfen, so 470kOhm.
> wenn ich das so schalte, dann fließt nichts mehr
Es solten ja auch 470k Ohm und nicht 470 Ohm sein.
mit 470 k Ohm ist es unverändert ich denke es liegt einfach an der Ladespannung?
Miss doch mal die Spannung an der Basis von Q1 und Q2.
fritz stierhof schrieb: > q1 0,2V und q2 0,68V. is doch eig bei q1 zu wenig oder? Hast Du auch wirklich gegen GND gemessen? Deine Werte können nämlich eigentlich nicht sein. Vielleicht hast Du einen Fehler in deinem Aufbau. Ist die Diode richtig drin? R14? R14 könntest Du auf 1k vergrößern. Gruß Jonathan
also von q1 (NPN) zu GND 0,47 V und zu + 17,30 V q2 (PNP)zu GND 15,6 und zu + 0,67V Ich dachte weil ja basis beim einen positiv ist und beim anderen negativ müsste man beim einen GND und beim anderen + nehmen
Hallo Fritz, mit grossem Interesse habe ich dieses Thema verfolgt. Ich verbessere seit mehreren Jahren ein ähnliches Konzept. Ich wünsche Dir für dein Projekt alles gute. Falls Du einmal eine fertige Schaltung suchst, meine besteht aus einer Ladeschaltung für 6 LiPo Zellen die einzeln überwacht werden. Ausserdem ist ein kräftiger Digitalverstärker der echte 35W an einem 4Ohm Lautsprecher leistet integriert. Die Schaltung wird in industriqualität gefertigt und ist mittlerweile hundertfach erfolgreich im Einsatz. Wenn Du interesse hast melde Dich doch einfach. Freundliche Grüsse Martin
fritz stierhof schrieb: > also von q1 (NPN) zu GND 0,47 V und zu + 17,30 V > q2 (PNP)zu GND 15,6 und zu + 0,67V Ich dachte weil ja basis beim einen > positiv ist und beim anderen negativ müsste man beim einen GND und beim > anderen + nehmen OK, das klingt plausibler :) Spannungen misst man eigentlich immer gegen GND. Deshalb habe ich mich auch so gewundert. Wenn man nicht gegen GND misst, sollte man das schon sagen ;) Jetzt zu deinem Problem: Die Spannung an der Basis von Q1 ist in Ordnung. Die an Q2 ist so lala. Mögliche Ursache: Ist R10 richtig eingebaut? Miss doch mal die Spannungen vor und hinter R9. Natürlich gegen GND ;) Gruß Jonathan
kann der größte fehler nicht gewesen sein, dass ich für q2 den BD250C genommen habe (habe einfach irgenteinen genommen)? Ich weiß leider nicht woher ich den anderen her bekommen soll, bzw was die äquivalenz typen sind
fritz schrieb: > kann der größte fehler nicht gewesen sein, dass ich für q2 den BD250C > genommen habe (habe einfach irgenteinen genommen)? Ich weiß leider nicht > woher ich den anderen her bekommen soll, bzw was die äquivalenz typen > sind Das ist völlig Wurscht. Aber ich bräuchte wirklich mal die Spannungen vor und hinter R9, dann könnte ich eine Fehlerquelle schon mal ausschließen. Gruß Jonathan
zu Martin lässt sich die schaltung denn für 4 Lifepos ändern?
Hallo Fritz, nicht wirklich sorry. Hast Du die Lifepos schon gekauft? Ich weiss nicht was Du Leistungs- & Lautstärkemässig anvisierst, aber mit 12V bist Du ziemlich begrenzt (an 4/8 Ohm). Vor allem im Outdoorbereich, bei einer kompakten Box mit normalerweise nicht allzu üppigem Wirkungsgrad... Grüsse Martin
ich hab noch 6 von denen. Das Problem war, dass die gerbaucht waren, weil 4 oder 6 Lifepos neu sind ja schon sehr teuer. ich hab jetzt 10 stück in Monozellenformat mit ungefähr mit 2,2 bis 3,1 Ah und 4 von denen haben 2,9 - 3,1 Ah. Das passt eben besser. Aber bei 13V / 4 Ohm = 3,25 A und 3,25 * 13 = 42W und das ist eigentlich sehr viel. Natürlich die Verlustleistung usw, aber wenn ich schon auf 20 komme müsste das reichen
jetzt fließen irgentwie 2,3 A. Ich weiß leider nicht warum, die Diode wird aber extrem heiß ich dachte ich hätte sie vielleicht falsch eingebaut, aber ich ich sie anderherum einsetzte passiert das gleiche :S
fritz schrieb: > jetzt fließen irgentwie 2,3 A. Ich weiß leider nicht warum, die Diode > wird aber extrem heiß ich dachte ich hätte sie vielleicht falsch > eingebaut, aber ich ich sie anderherum einsetzte passiert das gleiche :S fritz schrieb: > ohne die diode sind es wieder 0,5 A Dann ist deine Diode kaputt. Nimm eine neue. Lass' das Teil doch mal ein paar Stunden laufen. Währenddessen solltest Du immer mal auf die Akkuspannung schauen, damit sie nicht zu hoch wird. Wenn der Strom mit der Zeit weniger wird und die Akkuspannung nicht zu hoch wird, sollte das Ladegerät funktionieren. Außerdem müsstest Du mir wirklich mal die Spannungen vor und hinter R9 sagen ;) Gruß Jonathan
vor r9 9,28 Volt hinter r9 13,33 Volt beim laden liegt zur Zeit eine Spannung von 12,5 Volt an. wenn ich den 2ohm widerstand kleiner mache dann fließt mehr strom, ist klar, warum kann ich den Widerstand nicht kleiner machen, damit mehr Ampere fließen?
wenn die akkus so gut wie voll sind (Ladespannung der Akkus auf 13,7 gestiegen ist, nach 3 Stunden) vor r9 15,71 V hinter r9 15,72 V ich benutze zur zeit ein anderes netztteil. die angeschlossene Spannung liegt bei 15,88 V (ich weiß es sollte eigentlich 19V sein) Das Netzteil geht runter (von 17,5V auf 15,88V), bei einer Stromstärke von 0.9 A (damit laden die Akkus)
Aus deinen beiden Beiträgen schließe ich mal, dass es funktioniert. Falls trotzdem nennenswert Strom fließt, obwohl die Spannungen vor und hinter R9 (fast) gleich sind, würde ich sagen, (PNP-)Transistor oder Diode sind futsch. Außerdem würde ich den Ladestrom kleiner machen, wenn dein Netzteil wirklich so in die Knie geht. Gruß Jonathan
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