Hallo :)
Ich arbeite gerade an einer kleinen batteriebetriebenen Schaltung für
ein Weihnachtsgeschenk.
Die Schaltung hat einen Leistungsteil (bis ~20A) und einen Steuerteil
und wird mit einem (!) NiCd Akku (1.2V) betrieben. So weit sollte das
alles kein Problem sein. Die Sinnhaftigkeit sei mal dahingestellt :D
Allerdings möchte ich vermeiden, dass der Akku tiefentläd, was ja unter
Umständen schnell gehen könnte, und folglich den Steuerteil bei ~0.9V
abschalten. Ich habe allerdings keine Vorstellung, wie man das
realisieren könnte.. Eine Schottkey hat einen zu großen Spannungsabfall,
da bleibt dann nicht genug über und ein Mosfet wird ja bei Ud "minimal
Leitend" was auch nicht so optimal sein kann (oder?). Also dachte ich
vielleicht eine Kombi aus beidem? Hab da mal eine kleine Zeichnung
gemacht, wie ich mir das vorstelle (der Leistungsteil der angesteuert
wird mal komplett rausgenommen).
Die Steuerschaltung besteht aus Stepup und NE555 für pwm.
Ich hoffe ich konnte mein Problem einigermaßen beschreiben^^ Habe auch
ewig gesucht, aber nichts gefunden, was bei so einer geringen Spannung
funktionieren könnte..
Liebe Grüße
Julian
Einer einzelnen NiCd-Zelle macht es nicts, bis 0V entladen zu werden.
0V hat sie schon, wenn du sie mit 20A belastest.
Deine Schaltung kann nicht funktionieren, weil es keine MOSFETs gibt,
die bei so niedriger Ansteuerspannung 20A durchlassen ohne zu mehr
Spannungsabfall zu führen, als die komplette Akkuspannung.
Wenn überhaupt müsste man per step up erst eine höhere Ansteuerspannung
für den MOSFET erzeugen. Ein step up der eben unter 0.9V aufhört und
fertig ist die Unterspannungsabkopplung.
Allerdiongs sind 20A bei 1.2V eine schlachte Wahl, 2A bei 12V wären
besser.
Das ging aber schnell :)
Also mit dem Tiefentladen.. Ich weiß ja nicht. Wikipedia sagt:
>NiCd-Akkus müssen bei einer Restspannung (Entladeschlussspannung) von 0,85–0,9 V>wieder aufgeladen werden, eine weitergehende Entladung führt zu Tiefentladung,>die in ihren Auswirkungen mit dem (bei mit modernen Ladegeräten aufgeladenen, >handelsüblichen NiCd-Akkus kaum vorhandenen) Memory-Effekt verwechselt wird.Roland ... schrieb:> Wie soll den der n-MOSFET in der Plusleitung jemals abschalten? Die> Bulkdiode leitet immer.
Der Mosfet ist doch selbstsperrend, oder sehe ich das falsch? So war es
jedenfalls gedacht xD
MaWin schrieb:> Deine Schaltung kann nicht funktionieren, weil es keine MOSFETs gibt,> die bei so niedriger Ansteuerspannung 20A durchlassen ohne zu mehr> Spannungsabfall zu führen, als die komplette Akkuspannung.
Genau das mache ich ja. Was ich hier gezeichnet habe ist ja nur als
"Ansteuerung" für den Stepup gedacht. Den (LT 1615 ES5-1) hab ich so
dimensioniert, das er aus den 0.9V noch ~6V hinbekommt und einen
passenden MOS mit sehr kleinem Innenwiderstand hab ich mir auch
rausgesucht (IRFB 3006).
Hab mir ehrlich gesagt nicht so Gedanken gemacht, was denn wäre, wenn
der Stepup nicht mehr seine nötige Spannung bekommt. Vermutlich ist das
auch schon des Rätsels Lösung :D
Ja 20A ist wohl ein bisschen hochgegriffen^^ Aber mit 0.15 Ohm Last
würde ich mit vollem Akku immerhin noch auf meine 0.9V kommen :D
Lg und vielen Dank so weit!
Julian schrieb:> Der Mosfet ist doch selbstsperrend, oder sehe ich das falsch? So war es> jedenfalls gedacht xD
Selbstsperrend ja, hat aber damit nichts zu tun, dass ein diskreter
MOSFET prinzipbedingt paralell zu Drain und Sorce eine Diode bildet, die
in Deinem Schaltbild in Durchlassrichtung gepolt wäre. Die Last würde
also auch ohne Gate-Sorce-Spannung am MOSFET versorgt werden, auch wenn
die Spannung an der Last um den Spannungsabfall an besagter internen
Diode reduziert wäre.
Julian schrieb:> Also mit dem Tiefentladen.. Ich weiß ja nicht. Wikipedia sagt:>>>NiCd-Akkus müssen bei einer Restspannung (Entladeschlussspannung) von 0,85–0,9 V>>wieder aufgeladen werden, eine weitergehende Entladung führt zu Tiefentladung,>>die in ihren Auswirkungen mit dem (bei mit modernen Ladegeräten aufgeladenen,>>handelsüblichen NiCd-Akkus kaum vorhandenen) Memory-Effekt verwechselt wird.>
Also das ist ja ein selten wirres Zeug. Was er da mit dem Memory-Effekt
sagen will, versteht der Autor sicher selbst nicht. Mit der Methode wird
der Nicad jedenfalls, je nach Entladestrom, schnell durch den
Memory-Effekt ausfallen.
Naja der eine glaubt wiki, ich glaub den Leuten, die mit Nicads die
meiste Erfahrung haben. Die RC-Freaks entladen die Dinger mit
Widerständen auf 0V, bevor sie sie aufladen. Vielleicht kaufen sie auch
nur gern neue. :)
Roland ... schrieb:> Julian schrieb:>> Der Mosfet ist doch selbstsperrend, oder sehe ich das falsch? So war es>> jedenfalls gedacht xD>> Selbstsperrend ja, hat aber damit nichts zu tun, dass ein diskreter> MOSFET prinzipbedingt paralell zu Drain und Sorce eine Diode bildet, die> in Deinem Schaltbild in Durchlassrichtung gepolt wäre. Die Last würde> also auch ohne Gate-Sorce-Spannung am MOSFET versorgt werden, auch wenn> die Spannung an der Last um den Spannungsabfall an besagter internen> Diode reduziert wäre.
So ein Quatsch!
Die sogenannte Bodydiode liegt hier in Sperrrichtung, siehs dir nochmal
genau an Roland.
batman schrieb:> Naja der eine glaubt wiki, ich glaub den Leuten, die mit Nicads die> meiste Erfahrung haben. Die RC-Freaks entladen die Dinger mit> Widerständen auf 0V, bevor sie sie aufladen. Vielleicht kaufen sie auch> nur gern neue. :)
So etwas höre ich heute zum ersten mal. Man muss zwar Wiki nicht
glauben, aber dafür glaube ich mal http://batteryuniversity.com/ da hier
die Dinge begründet werden.
D.h. üblich ist eine Entladung auf 1V bei schwachem Entladestrom, 0.9V
bei starkem Entladestrom.
Ein tieferes Entladen wird zum Auffrischen verwendet:
http://batteryuniversity.com/learn/article/discharge_methods> Some battery analyzers apply a secondary discharge (recondition) that> drains the battery voltage of a nickel-based battery to 0.5V/cell and> lower, a cut-off point that is below what manufacturers specify. These> analyzers (Cadex) keep the discharge load low to stay within an> allowable current while in sub-discharge range. A cell breakdown with a> weak cell is possible and reconditioning would cause further> deterioration in performance rather than making the battery better. This> phenomenon can be compared to the experience of a patient to whom> strenuous exercise is harmful.
D.h. in seinem speziellen Fall sollte er es auf keinen Fall tun!
Die bei RC-Freak fahren mit dem Auto sicherlich auch nicht bis der Akku
0V hat, sondern entladen ihn eben extern mit einem bestimmten
Entladewiderstand. Das ist eine andere Situation in der man den
Entladestrom selbst bestimmen kann.
In seinem Fall (hohe Ströme) würde ich jedoch erwarten, dass der Akku
dadurch zerstört wird. Generell ist seine Anwendung wohl recht
Akku-Unfreundlich.
Brauchst du die Kapazität des NiCd oder würde vielleicht auch ein
Supercap reichen, da dieser durch deinen Verwendungszweck nicht in
Mitleidenschaft gezogen wird da er für so hohe Ströme bestens geeignet
ist?
Hey :)
Also vielen, vielen Dank so weit!
Also ich habe mich jetzt entschieden, meine Schaltung zu lassen, wie sie
ist. Entweder wird der Stepup nicht mehr seine nötige Betriebsspannung
haben, oder er schafft keine 6V am Ausgang mehr, und dann schaltet mein
Leistungsfet nicht mehr durch, was auch in Ordnung ist :)
Frank M. schrieb:> Brauchst du die Kapazität des NiCd oder würde vielleicht auch ein> Supercap reichen, da dieser durch deinen Verwendungszweck nicht in> Mitleidenschaft gezogen wird da er für so hohe Ströme bestens geeignet> ist?
Leider ja.. Das ganze wird nämlich ein Schuhwärmer xD Ich weiß, ein PTC
wäre wohl das einfachste gewesen, aber die, die man so kaufen kann sind
alle auf ~12V ausgelegt und außerdem könnte man ja auch nicht die
Leistung (naja mit der Spannung - ok, aber ich find es so cooler)
einstellen.
Julian schrieb:> Die Sinnhaftigkeit sei mal dahingestellt :D
Ich bastel halt gerne^^ Und hab noch nie was mit pwm gemacht :D
Das nach ~10min die Füße langsam wieder kalt werden ist mir bewusst :P
Für die, die es interessiert hab ich mal meine vorläufige Schaltung
angehängt :)
Vielen Dank nochmal! Lg
Das müßte dann auch schon ne größere Batterie sein. Handlicher bei mehr
Wärme aber minimal unwitziger wäre sowas:
http://de.wikipedia.org/wiki/Latentwärmespeicher
NiCd-Zellen haben übrigens eine noch geringere Energiedichte als NiMH
und sind von daher auch weniger geeignet.
Frank M. schrieb:>> drains the battery voltage of a nickel-based battery to 0.5V/cell and>> lower, a cut-off point that is below what manufacturers specify. These
Wahrscheinlich wieder die übliche Verwechslung mit NiMH-Zellen, welche
aber anders aufgebaut sind und sich da völlig anders verhalten. Die
lapidare 'Begründung' des Autors läßt auch nicht darauf schließen, daß
ihm die Unterschiede bewußt sind.
batman schrieb:> Wahrscheinlich wieder die übliche Verwechslung mit NiMH-Zellen, welche> aber anders aufgebaut sind und sich da völlig anders verhalten. Die> lapidare 'Begründung' des Autors läßt auch nicht darauf schließen, daß> ihm die Unterschiede bewußt sind.http://batteryuniversity.com/learn/article/how_to_restore_nickel_based_batteries
Was schließen wir daraus? Dem Autor (oder der Firma Cadex) ist sehr wohl
bewusst was sie schreiben. Die bei RC-Freaks kaufen einfach gerne neue,
denn Sinn macht es nicht was die veranstalten (sofern sie wirklich jedes
Mal die Akkus auf 0V entladen).
Wie dem auch sei, das ist Jammern auf hohem Niveau, da seine NiCd Akkus
durch die Temperaturschwankungen wohl viel mehr in Mitleidenschaft
gezogen werden als durch irgendein Ladeverhalten.
Frank M. schrieb:> Wie dem auch sei, das ist Jammern auf hohem Niveau, da seine NiCd Akkus> durch die Temperaturschwankungen wohl viel mehr in Mitleidenschaft> gezogen werden als durch irgendein Ladeverhalten.
Und genau das ist der Grund, warum ich NiCd verwenden möchte, da die
einen deutlich geringeren Innenwiderstand als NiMh Akkus haben. Werde
gleich welche bei Reichelt mitbestellen und die sind mit 16mOhm
(allerdings bei 50% Ladung und 1kHz) angegeben. Allerdings ist die
Kapazität von 700mAh schon ein Witz. NiMh haben das 3fache. Muss ich mir
vielleicht doch noch mal überlegen^^
batman schrieb:> Wahrscheinlich wieder die übliche Verwechslung mit NiMH-Zellen, welche> aber anders aufgebaut sind und sich da völlig anders verhalten. Die> lapidare 'Begründung' des Autors läßt auch nicht darauf schließen, daß> ihm die Unterschiede bewußt sind.
Oder die übliche Verwechselung von "Ein Pack mit n in Reihe geschalteten
Zellen sollte nicht unter n*0.9V entladen werden, weil kurz danach die
schwächste Zelle auf 0V fällt und anschließend verkehrt herum geladen
wird" mit "Eine Einzelzelle darf nicht bis auf 0V entladen werden".
MfG, Arno
Julian schrieb:> Und genau das ist der Grund, warum ich NiCd verwenden möchte, da die> einen deutlich geringeren Innenwiderstand als NiMh Akkus haben. Werde> gleich welche bei Reichelt mitbestellen und die sind mit 16mOhm> (allerdings bei 50% Ladung und 1kHz) angegeben. Allerdings ist die> Kapazität von 700mAh schon ein Witz. NiMh haben das 3fache. Muss ich mir> vielleicht doch noch mal überlegen^^
Was hat der Innenwiderstand mit der Temperatur zu tun?
Temperaturschwankungen sind neben ständigen Überladungen meiner
Erfahrung nach einfach der Tod eines jeden Akkus.
1.1Ah Ni-Cd:
http://www.akkuplus.de/product_info.php?info=p5599_Sanyo---Panasonic---KR-1100AAU---1-2-Volt-1100mAh-Ni-CD.html#.UpjMP0CvJQY
Zu beachten:
http://www.akkuplus.de/shop_content.php?coID=0#.UpjM30CvJQY
Zu dem Preis ist es günstiger Ni-Mh Akkus zu kaufen.
Nico ... schrieb:> So ein Quatsch!> Die sogenannte Bodydiode liegt hier in Sperrrichtung, siehs dir nochmal> genau an Roland.
Oh, da hast Du allerdings Recht! Komplett verschaut, ich nehme alles
zurück!
Frank M. schrieb:> Was hat der Innenwiderstand mit der Temperatur zu tun?
Je höher der Strom, desto mehr Leistung fällt ja auch über den
Innenwiderstand des Akkus ab -> Wärme -> Toter Akku
Daher ist es natürlich besser, wenn er kleiner ist :) Oder der
Lastwiderstand muss größer sein, dann kann man aber nur geringere
Leistungen erzielen.
Aufgrund der Tatsache, dass du nur eine einzige Zelle verwenden willst,
bin ich davon ausgegangen, dass das ganze sehr kompakt gestaltet werden
soll, was bedeutet, dass der Akku dicht neben dem Energie verbratenen
MOSFET sitzt. Somit ist es egal, ob der Akku sich selbst auch noch etwas
aufwärmt, da er zwangsläufig vom MOSFET geheizt wird.
Falls du den Akku jedoch von der Wärmequelle entfernt palzierst, so
verstehe ich deine Einschränkung auf einen Akku aber nicht.
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