Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Bleiakku für USV/ SSV laden


von Ramona B. (ramons1991)


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Hallo,

ich habe folgendes Problem:

bin dabei eine unabhängige Stromversorgung mit Akkus aufzubauen. Habe 
folgenden Akkutyp rausgesucht:
http://www.akkusys.de/uploads/tx_akkusys/DB_LongexSec_12LS-1.2_01.pdf

Die USV muss mir folgende Sachen liefern können:
maximalen Strom kurzzeitig von 5A
über 3s einen Strom von 2A
eine Spannung von 24V

Dieser Akku ist zwar mit seinen 1,2Ah total überdimensioniert, doch ist 
es die kostengünstigste Variante, wenn ich einen Strom von bis zu 5A 
benötige und eine 24V Spannung.
Die 24V bekomme ich, indem ich 2 Akkus 12LS-1,2 in Reihe schalte.

Nun meine Frage:
Die Akkus müssen permanent über meine Spannungsversorgung meines 
Antreibs aufgeladen werden. Diese beträgt 20,4V bis 26,4V.
Ich brauch jetzt eine Schaltung, welche mir die Akkus permanent lädt (am 
Besten nach IU-Kennlinienverfahren). Bei Stromausfall soll dann die 
Energieversorgung über meine Akkus kommen. Bin grad aber noch ganz am 
Anfang bei dem Problem mit der Spannung.

Um die Akkus zu laden benötige ich ja eine Spannung von 13,8V pro Akku 
also 27,6V. Dann benötige ich also erst mal einen Aufwärtswandler.

Bin grad etwas ratlos, wie ich das Problem angehe. Kann mir jemand einen 
Tipp geben oder ein Bauteil, welches mir weiterhelfen könnte?

Danke schon mal im Voraus  =).

von Hubert G. (hubertg)


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LM2577, LT1070
Einfach mal nach StepUp oder Boostkonverter suchen.

von Ramona B. (ramons1991)


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Danke für die rasche Antwort.

Kennt zufällig jemand eine Schaltung mit der ich das 
IU-Kennlininen-Ladeverfahren realisieren kann für beide 12V Akkus? oder 
zumindest für einen?

von Ramona B. (ramons1991)


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oder macht es mehr Sinn die Akkus mit Konstantspannung (also 13,8V pro 
Akku --> 27,6V) zu laden?!?

von Georg W. (gaestle)


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Konstantspannung ist schon richtig, du musst aber den maximalen 
Ladestrom begrenzen. Im einfachsten Fall mit einem Schaltregler mit 
einstellbarer Strombegrenzung, z.B. LM5118.

N.B. Bessere Ladegeräte reduzieren die Konstantspannung nach ein paar 
Tagen um die Batterie zu schonen.

von Ramona B. (ramons1991)


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Versteh ich das richtig, der LM5118 kann meine Spannung von 20,4...26,4V 
auf 27,6V hochregeln und besitzt eine einstellbare Strombegrenzung?

von Hubert G. (hubertg)


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Ja, gibt es aber mehrere die so was können, LT1173

von Ramona B. (ramons1991)


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So wie ich das dem Datenblatt entnommen hab, kann der LT1173 nur von 3 
auf 5V und von 5V auf 12V. Ich benötige aber 27,6V.

von Georg W. (gaestle)


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@ Hubertg:
LT1173: "Supply voltage ranges from 2.0V to 12V in step-up mode and to 
30V in step-down mode." (http://www.linear.com/product/LT1173) Also für 
diesen Einsatz untauglich.

@ramons1991:
Es gibt auch eine einstellbare Version. Du könntest hier mal deine 
Anforderungen eingeben, dann findest du eher einen passenden IC: 
http://www.linear.com/products/switching_regulator
Einen LED-Treiber könnte man ev. auch anpassen.

von Ramona B. (ramons1991)


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Also TI hat mir geraten nicht eine einfache konstante Spannungsquelle 
mit einstellbarem Strom zu verwenden, sondern eine intelligente 
Ladeschaltung durch einen BQ24450.

http://www.ti.com/product/bq24450

was haltet ihr davon?!? Meint ihr dauerhaftes Laden wäre mit diesem IC 
besser?

@georg
Mit dem Link komm ich irgendwie nicht so ganz zurecht. Trotzdem danke =)

von Georg W. (gaestle)


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Ramona B. schrieb:
> BQ24450

Ich habe das Datenblatt nur überflogen, aber das scheint ein 
Linearregler zu sein. Du musst also noch einen zusätzlichen 
Aufwärtswandler vorsehen.

von Ramona B. (ramons1991)


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Ja das hab ich auch überlegt. Die Frage ist halt, ob ich so ein 
aufwendigen Chip unbedingt brauche oder ob ich die Akkus nicht lieber 
mit einer konstanten Spannungquelle mit Strombegrenzung auf 27,3V 
auflade. Die Akkus wären ja nie zu 100% geladen. Was würdet ihr mir da 
empfehlen? Um einene Booster komm ich nicht drum rum... da ich 
mindestens 28V benötige.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Ramona B. schrieb:
> Die Frage ist halt, ob ich so ein aufwendigen Chip unbedingt brauche
> oder ob ich die Akkus nicht lieber mit einer konstanten Spannungquelle
> mit Strombegrenzung auf 27,3V auflade.

Ich würde es ohne diesen Chip machen. Im Auto wird auch einfach mit 
Konstantspannung geladen, als Strombegrenzung dient meist nur die 
Lichtmaschine mit 150 A und die Batterie hält jahrelang.
Natürlich verliert sie über so die Zeit ein bisschen Kapazität, aber das 
ist in deinem Anwendungsfall, wo du nicht einmal 1 % der Ladung 
brauchst, absolut irrelevant.


> Um einene Booster komm ich nicht drum rum... da ich mindestens
> 28V benötige.

Am einfachsten wird es sein einen Akku mit einer Spannung größer 24 V zu 
verwenden und mit einem Linearregler daraus deine 24 V zu machen. Das 
bedeutet drei 12V-Akkus in Serie. Damit bist du immer > 30 V. Der 
Linearregler hat dann zwar etwas Verlustleistung, aber der Zustand hält 
ja nur ein paar Sekunden an.

Zum Laden brauchst du noch einen Aufwärtswandler (StepUp).
1
         .--------.       .--------.
2
         |        |       |        |
3
    o----o        o---+---o        o---o
4
         |        |   |   |        |
5
         |        |  ---  | Linear |
6
         | StepUp |   -   | regler |
7
   20V   |        |   |   |        |
8
   bis   |  auf   |  ---  |  auf   |  24V
9
   30V   |        |   -   |        |
10
         |  41V   |   |   |  24V   |
11
         |        |  ---  |        |
12
         |  <4W   |   -   |        |
13
         |        |   |   |        |
14
    o----o        o---+---o        o---o
15
         |        |       |        |
16
         '--------' Akku  '--------'
17
                    3x12V             (created with AACircuit)

von Georg W. (gaestle)


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Das wäre dann ja wieder die Lösung mit dem im einfachsten Fall 
kurzschlussfesten Aufwärtswandler. Ein neuer Ansatz: Sperrwandler sind 
das von Haus aus, das gäbe dann eine noch einfachere Lösung.
Eingangs hattest du ja mal erwähnt dass der Akku überdimensioniert ist, 
also ist das mit dem nicht ganz voll werden auch kein Thema.

von Ramona B. (ramons1991)


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Hallo,

danke für eure Antworten, aber ich habe mich jetzt umentschieden. 
Verwende nur noch 1 Bleiakku. Dieser wird dann mittels einer 
Hochtransformationsschaltung auf 24V geboostet. Das funktionert auch 
alles soweit.
Jetzt muss ich den Bleiakku also mit 13,7V Erhaltungsladespannung und 
120mA laden. Mein Ladeinput ist 21,6V...26,4V. Die Schaltung sollte 
einen Überladeschutz haben und bei einer gewissen Spannung das Laden 
abschalten.
Hätte dazu jemand eine passende Schaltung?!?

Wäre super, wenn mir jemand weiterhelfen könnte.

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