Re: APC-USV - Welcher Akku-Typ ist das? / Wie laden?

[Patentrecherchierer&USV-Reparateur (Gast)]

Jörg Wunsch schrieb:

> Das liegt wesentlich an der vergleichsweise miserablen Ladeschaltung
> der APC-USVs.  Da werden einfach nur die Substratdioden der Brücken-
> FETs als Grätzbrücke mit dem normalen Trafo benutzt, geregelt werden
> kann nur durch die Benutzung einer Anzapfung am Trafo.  Damit werden
> die Akkus über kurz oder lang "zerkocht", wenn man sie nicht wenigstens
> hin und wieder mal ordentlich entlädt.  Ich glaube, APC empfiehlt
> einen Kalibrierzyklus (bei dem bis auf 25 % entladen wird) pro Monat.

Das stimmt übrigens nicht. Die Ladeschaltung ist viel komplexer - lies 
mal das US-Patent 5.302.858, da ist das Verfahren beschrieben.

Ich vermeide hier die Begriffe Primär- und Sekundärwicklung, weil die 
sich ja zwischen Lade- und Wechselrichterbetrieb vertauschen und benutze 
stattdessen die in der Energietechnik gebräuchlichen Begriffe Ober- und 
Unterspannungsseite.

Das Übersetzungsverhältnis des Trafos ist so bemessen, daß die Spannung 
der Unterspannungsseite gleichgerichtet kleiner als die 
Batteriespannung ist. Das muß übrigens auch aus einem anderen Grund so 
sein, nämlich damit trotz Transistor- und Trafoverlusten im 
Wechselrichterbetrieb 230V erzeugt werden.

Im Ladebetrieb werden die FETs gateseitig nun so angesteuert, daß sie 
die unterspannungsseitige Wicklung kurzzeitig kurzschließen. Bei einem 
idealen Trafo würde es nun rumsen und rauchen, aber ein realer Trafo 
hat eine Streuinduktivität, die nun Energie speichert. Nach Abschalten 
des FETs wird die in der Streuinduktivität gespeicherte Energie 1/2LI² 
frei und fließt über die Substratdioden der FETs in die Batterie. Über 
das Tastverhältnis kann der Ladestrom eingeprägt werden und mit 
entsprechender Reglerauslegung eine Ladekennlinie (inkl. I=0 bei 
Erreichen der Ladeschlußspannung) realisiert werden.

Das ganze ist also ein Hochsetzsteller (Boost-Converter), der die 
Streuinduktivität des Trafos als Speicherdrossel nutzt. Eigentlich eine 
pfiffige Idee und meines Erachtens sogar durchaus patentwürdig!

Implementiert ist das Ganze in der Praxis in den beiden ASICs APC2010 
und APC2020. An Pin 13 des APC2020 liegt der Spannungsteiler für den 
Fehlerverstärker. Verändert man dessen Dimensionierung geeignet, so kann 
man die Ladeschlußspannung auf akkufreundliche Werte modifizieren.

[Jörg W. (dl8dtl) (Moderator)]

Klingt interessant.

Ich hatte von der Schaltung her immer den Eindruck, dass beim Laden
einfach nur die Substratdioden der FETs leitend werden.

Fakt ist aber, dass zumindest die alten SmartUPSen eine Neigung haben,
die Batterien zu zerkochen, so wie in dem anderen Thread (aus dem du
das da oben rausgezogen hast) ja eingangs dokumentiert.