Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Liion über usb laden/step down


von A. F. (elagil)


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Hallo,

ich suche eine Möglichkeit, einen einzelnen Li-ion Akku über USB zu 
laden. Anschließend (bei Abtrennen der Versorgung) soll eine Spannung 
von 3,0V aus dem Akku bereitgestellt werden.

Ich habe dafür einen ideal passenden Chip gefunden: LTC3552

Der ist allerdings nirgendwo zu finden.

Gibt es auch andere Methoden oder Controller? Ich würde auch eine 
Kombinationslösung aus Ladegerät (Wirkungsgrad fast egal) und Step Down 
converter (Wirkungsgrad durchaus wichtig, am besten >90%) verwenden. 
Notfalls könnte ich das ganze Paket in einem Mikrocontroller vereinen, 
ich fürchte aber, dass der Wirkungsgrad als step down converter dann 
eher zu wünschen übrig lässt.

Danke im Voraus!

von Stefan M. (derwisch)


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Als USB Lade IC verwende ich den MCP73831.

ist es sehr wichtig, dass aus dem Akku ( voll geladen ca. 4,2V ) genau 
3,0V gemacht werden?

von A. F. (elagil)


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Der Akku soll später zwei AA-Zellen ersetzen, ich schätze 3,3V wären 
auch noch in Ordunung, eine niedrigere Spannung allerdings auch. 2x1,2V 
(NiMH) funktionieren genauso.
Ich habe hier einen TP4056 USB-Lader herumliegen, der ist wohl auch 
geeignet, eine Lösung, die beides vereint wäre allerdings sehr 
wünschenswert ;)

: Bearbeitet durch User
von rava (Gast)


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möchtest du wirklich mit li-ion arbeiten?

ich plane gerade ein ähnliches Modul und möchte das auch in einer 
Sammelbestellung zur Verfügung stellen. Allerdings werde ich 
LiFePO4-Akkus einsetzen, in der Hoffnung dass deren Lebenszeit größer 
ist. Li-Ion sind ja in der Regel nach 3 Jahren schon durch.
Geladen wird bei mir linear, die Lastversorgung geschieht über einen 
Buck-Boost-Regler (1.4V-5.25V).


Falls es bei deiner Variante bleiben soll würde ich mal 2.6V-2.78V 
anpeilen. Schaltregler mit ein paar Millivolt abfall lassen sich in der 
Regel besser realisieren.


Denk auch an einen Tiefentladeschutz deines Akkus und daran, dass der 
USB-Port laut Spezifikation nur 100mA zur Verfügung stellt, wenn man 
nicht mehr Strom anfragt.

von A. F. (elagil)


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rava schrieb:
> möchtest du wirklich mit li-ion arbeiten?

das ist mir eigentlich egal, ich habe aber noch einige 14500 Zellen zur 
Verfügung.

> Geladen wird bei mir linear, die Lastversorgung geschieht über einen
> Buck-Boost-Regler (1.4V-5.25V).

Wo finde ich so einen Regler? Ich konnte noch nichts geeignetes 
entdecken. Fertige Platinen sind auch in Ordnung.


> Denk auch an einen Tiefentladeschutz deines Akkus und daran, dass der
> USB-Port laut Spezifikation nur 100mA zur Verfügung stellt, wenn man
> nicht mehr Strom anfragt.

Ich möchte mit etwa 80mA laden. Einen Entladeschutz hat der Akku schon 
eingebaut.

von rava (Gast)


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Adrian Figueroa schrieb:
> Wo finde ich so einen Regler?

http://www.linear.com/product/LTC3530
http://www.ti.com/ww/de/analog/tps63020/index.shtml
u.v.m.

aber wenn du eh die Spannung sicher herabsetzen möchtest (was der Fall 
ist, wenn du auf 2.6V gehst), dann tut es auch ein buck-converter.


Adrian Figueroa schrieb:
> Einen Entladeschutz hat der Akku schon
> eingebaut.

wird oft behauptet. Ich traue mich nicht, so einem Ding zu vertrauen.
Hat da jemand Erfahrungen? Schalten die sicher bei 3V ab?

von A. F. (elagil)


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rava schrieb:
> Schalten die sicher bei 3V ab?

Kann ich leider auch nicht sagen.

Im Detail geht es um folgendes: Ich habe eine Bluetooth-Maus, die auch 
über USB angeschlossen werden kann.

Nun möchte ich die zwei verwendeten AA-Zellen durch eine 14500 ersetzen 
und diese dann über USB laden. Wie erwähnt, habe ich ein kleines liion 
usb lade-pcb.

Sobald die Maus über USB angeschlossen wird, wird die Batterie durch 
einen mosfet getrennt (ich denke selbstleitend). die 5V vom 
USB-Anschluss werden auf 3.3V herabgesetzt, die <3V der Batterien 
entsprechend herauf. Die Batterien sind mit einem Schaltregler 
verbunden. Anhand seines Umfeldes (2 Cs) tippe ich auf eine 
Ladungspumpe. Wenn sie mehr als 3,7V bekommt, steigt auch die 
Ausgangsspannung mit an, sie kann also keine Spannung herabsetzen. Diese 
Ladungspumpe (10 pin 3x3mm MLP) trägt die Aufschrift 6N3, 305 
(datecode?).

Es gibt auch noch eine Spule+Diode auf dem Board, wahrscheinlich dann 
für das Herabsetzen der 5V.

Die Leitungen sind leider kaum zu verfolgen auf dem schwarzen PCB der 
Maus.

Eine Möglichkeit wäre jetzt ein step down wandler nach der liion zelle 
auf ~2.5 V, dann habe ich aber zwei mal einen Verlust von ca. 10% -> 
~81% verbleibend.

was könnte ich noch tun? Anbei zwei Bilder des Boards von beiden Seiten, 
Achtung sie sind recht groß:

http://s6.postimg.org/rncv0kon5/20131223.jpg
http://s6.postimg.org/vxriw5tq9/20131223_2.jpg

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