Man liest immer wieder, dass Lithium Laderegler Marke Eigenbau gefährlich seien, wegen der Präzision der Ladeschluss-Spannung. Das Samsung Notebook meiner Frau hat ein experimentielles Feature, bei dem man die Ladung des Akkus auf 80% beschränken kann. Davon erhoffte man sich längere Lebensdauer des Akkus. Nun sind 4 Jahre vergangen und ich kann bestätigen, dass es funktioniert. Der Akku hat immer noch beinahe die gleiche Kapazität, wie zu Anfang. Diese Erfahrung, sowie ständig sinkende Preise von einzelligen Lithium Akkus, sowie zunehmende Verfügbarkeit vom Mikrocontrollern und Peripherie für die Spannung solcher Akkus, bringt mich dazu, nun doch den Einsatz von Lithium Akkus in eigenen Schaltungen zu erwägen. Da ich die Akkus ohnehin nicht mehr rappelvoll laden möchte, müsste es doch genügen, einen Laderegler mit 4V Spannungsbegrenzung zu konstruieren ohne großartig Schwierigkeiten mit Bauteile-Toleranzen zu bekommen. Da kann ich doch einen ganz gewöhnlichen einstellbaren Spannungsregler mit passender Strombegrenzung verwenden. Oder nicht? Hat jemand damit Erfahrung gemacht?
Stefan Frings schrieb: > Da ich die Akkus ohnehin nicht mehr rappelvoll laden möchte, müsste es > doch genügen, einen Laderegler mit 4V Spannungsbegrenzung zu > konstruieren ohne großartig Schwierigkeiten mit Bauteile-Toleranzen zu > bekommen. Dir ist klar, das Du pro 0,1V etwa 15% weniger Kapazität hast? > Da kann ich doch einen ganz gewöhnlichen einstellbaren Spannungsregler > mit passender Strombegrenzung verwenden. Ein bisschen mehr Mühe z.B. mit einem TL431A solltest Du Dir schon geben. Zum einjustieren der Ladespannung solltest Du auch nicht unbedingt ein billiges Baumarkt-Mukltimeter nehmen. Gruss Harald
> Dir ist klar, das Du pro 0,1V etwa 15% weniger Kapazität hast? Nee, war mir nicht klar. Ich dachte, es wären etwa 5% pro 0,1V. > Zum einjustieren der Ladespannung solltest Du auch nicht unbedingt ein billiges Baumarkt-Multimeter nehmen. Tja, und da liegt der Hase im Pfeffer. Ich habe nämlich keine präzisen Meßgeräte und nur für eine einzelne Anwendung will ich mir auch keins kaufen. Dann bleibe cih wohl doch besser bei den ungefährlicheren Nickel Akkus.
Ich will mal einen anderen als den gewöhnlichen Forumstonfall probieren: Auch die Hersteller sind sich dessen bewusst, du kriegst also auch fertige Lade-ICs mit entsprechend reduzierter Ladeschlussspannung. Linear Technologies hat einige davon im Programm. Üblicherweise beschränken sich deren Varianten auf 4.1V als Schlussspannung (und ja für die Besserwisser, es handelt sich dabei nicht um alte LiIon-Lade-ICs). Vorrangig sind die Dinger auch für Medizin-Produkte interessant, da hier der Akku beim Laden sowieso immer eine kritische Komponente darstellt und es deutlich weniger Stress bedeutet. Netterweise sind die ICs einfach nur Varianten bestehender Systeme und können 1:1 verwendet werden.
Warum nicht einfach einen billigen Li-Ion Lade IC wie z. B. den MCP73831 kostet ~0.50€ und da ist schon alles drinnen was man braucht. Gruß Matthias
Stone schrieb: > Warum nicht einfach einen billigen Li-Ion Lade IC wie z. B. den MCP73831 > kostet ~0.50€ und da ist schon alles drinnen was man braucht. Solche ICs bekommt man aber oft nur von exotischen Versendern, bei denen man dann das zehn- bis zwanzigfache des IC-Wertes an Versand- kosten bezahlt. Gruss Harald
> Solche ICs bekommt man aber oft nur von exotischen Versendern, bei > denen man dann das zehn- bis zwanzigfache des IC-Wertes an Versand- > kosten bezahlt. Dafür gibt es hier immer wieder Sammelbestellungen bei Digikey, Mouser oder Farnell.
Harald Wilhelms schrieb: > Dir ist klar, das Du pro 0,1V etwa 15% weniger Kapazität hast? Das ist so nicht allgemeingültig. Die meiste Kapazität liegt zwischen 3 und 4 Volt. Der geringere Teil liegt über 4 und unter 3 Volt. Für LiFePo4 gelten natürlich andere Zahlen. Die Kapazitätsdichte (Wattstunden/Voltanstieg Ruhespannung) ist in der Nähe des Ladungszentrums bzw in der Nähe der Lagerspannung am höchsten. Der exakte Wert ist Zellenspezifisch. Je nach Art der Belastung verzerrt sich dann auch noch das Diagramm der nutzbaren Kapazität. Schaut man sich die vielen Messdiagramme an, so sind die 5% meistens näher an der Realität als die 15% pro 0,1 Volt im Bereich der Endladung. @Stefan Frings Da eine Teilladung nicht schädlich ist, wie Du schon am Laptop gemerkt hast, kannst Du es so machen. Solange die die Teilladung ausreichende Laufzeiten beschert ist dieses Verfahren sogar schonender als die hochpräzise Volladung. Du mußt nur sicher unter der Ladeschlußspannug bleiben. Präzision ist dann nicht erforderlich. Da ein Schwingen und Eiern ohnehin zu vermeiden ist, setzen wir für beide Verfahren mal vorraus, daß dieses Problem gelöst ist. Das schafft man auch mit einem LM317. Ich weiß, ich weiß. Manche schreien jetzt OMG. Wenn ich auf 3% genau messen kann und einen LM317 strombegrenzt auf 4,05 Volt Ladeschlußspannug einstelle, so liege ich real irgendwo zwschen 3,9 Volt und 4,2 Volt. Reicht mir die genutzte Kapazität, so kann mir das genaue irgendwo fast egal sein. Es ist jedenfalls nicht schlechter als die Rappelvoll-Ladung auf exakt 4,2 Volt. Ich muß nur die Kalibrierung unter geeigneten Bedingungen vornehmen, so daß alle Abweichungen nach unten hin geschehen oder einen ausreichen Abstand wahren. Kombinationen sind möglich. Vergleichen mit dem anderen Verfahren besteht der einzige Nachteil darin, daß man in der aktuellen Ladung den Tank nicht maximal voll macht. Aber anders als beim Auto ist dies für einen LiIon- oder LiPo-Akku schonender als Volladung. Wenn man jetzt auch noch die Tiefentladung vermeidet, hat man gute Chancen auf eine lange Nutzugsdauer. Vom Prinzip her ist es also so wie gefragt wurde möglich. Einzig und allein die Frage welche Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden sollen und welche Fehlerfälle abgefangen werden sollen stehen noch im Raum. Soll zum Beispiel verhindert werden, daß ein tiefentladener Akku aus Sicherheitsgründen nicht wieder aufgeladen wird. Aber diese Fragen stehen auf einem anderen Blatt. Zu Beachten ist in Beiden Fällen, daß es Zellen mit 4,1 Volt und welche mit 4,2 Volt Maximalspannung gibt.
Mal angenommne, ich finde einen kaufbaren Chip, der zu meinem Akku passt. Kann ich dann einfach eine Shottky Diode verwenden, um die Ladeschlußspannung zu reduzieren und so den Akku zu schonen? Ich denke da an einen Laderegler ähnlich dem MAX1811, nur hätte ich gerne einen höheren Eingangsspannungsbereich (5-21V) mit Schaltregler und wenn es geht auch einen höheren Ladestrom (1A).
Den MAX1811 kannst du ja auf 4,1V einstellen, dass ist doch schon deine reduzierte Ladespannung. Die Li-Ion Akkus heute haben fast alle 4,2V Ladeendspannung. Den Schaltregler von 5-21V auf 4,5-4,7V für den MAX1811 kannst du noch selbst davor schalten. Ist sicher nicht 100% optimal für den Wirkungsgrad, aber das ist ja das schöne am Hobby, es muß nicht immer alles perfekt sein und man kann sich selbst aussuchen wo man Kompromisse macht um Zeit und Mühe zu sparen.
Stefan Frings schrieb: > Mal angenommne, ich finde einen kaufbaren Chip, der zu meinem Akku > passt. > > Kann ich dann einfach eine Shottky Diode verwenden, um die > Ladeschlußspannung zu reduzieren und so den Akku zu schonen? > > Ich denke da an einen Laderegler ähnlich dem MAX1811, nur hätte ich > gerne einen höheren Eingangsspannungsbereich (5-21V) mit Schaltregler > und wenn es geht auch einen höheren Ladestrom (1A). Vorrausetzung ist wirklich, daß der IC paßt und die Ladeschlußspannung nicht zu hoch ist. Eine Diode haut dir da keine feste Stufe nach unten rein. Die haben nur eine sehr eckige Kennlinie. Auf eine Spanungsreduktion würd ich mich bei kleinen Vorwärtsströmen nicht verlassen. Das könnte zwar mit der Selbstentladung passen. Aber ich empfehle es nicht. Wenn aber die originale Ladeschlußspannug paßt, stellt das kein Problem dar eine Diode einzusetzen. Nur ist der Spanungsabfall auch an einer Shottky für eine LiIon Akku relativ viel. Kennlinie abgleichen. Sinniger wäre es, einen Chip zu nehmen bei dem man die Spannung nativ einstellen kann und nicht nachträglich herunterzieht. Weiterhin ist da noch die Frage ab wann von Konstantstrom auf Konstantspannung umgeschaltet wird. Wenn es schnell und schonend gehen soll und mit einem richtigen Ladechip, wäre es vielleicht eine Option sich an dem Umschaltpunkt von Konstantstrom auf Konstantspannung zu orientieren.
@asd: Guter Tipp. Bei Reichelt haben tatsächlich fast alle Akkus aus der MP3-Player/Smartphone Kategorie 3,7V also 4,2V Schluss-Spannung. Wenn ich einen Chip verwende, der für 4,1V ausgelegt ist (oder einstellbar ist) habe ich ja schon, was ich will. Nun müsste ich nur noch einen Chip finden, der für 5-21V Eingangsspannung geeignet ist, einen Schaltregler enthält, etwa 1A Ladestrom bietet und im Idealfall auch einen Tiefentladeschutz enthält. Wobei ich das notfalls auch mit dem Mikrocontroller realisieren kann. Ach ja, das ist nochwas :-) Ich will den Chip als privatkunde im Einzelhandel kaufen. Also der MAX1811 wäre echt nur eine Notlösung. Da müsste ich noch einiges drumherum bauen. Vielleicht entwerfe ich doch meine eigene Schaltung und leihe mir für den Abgleich ein gutes Meßgerät aus.
@ Michael H. Michael H. schrieb: > Auch die Hersteller sind sich dessen bewusst, du kriegst also auch > fertige Lade-ICs mit entsprechend reduzierter Ladeschlussspannung. > Linear Technologies hat einige davon im Programm. Hast du dafür mal einen Beispieltyp?
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