Lithium Solar Ladeschaltung

[Stefan A. (ripper121)]

Guten Tag,

ich habe eine 14V, 300mA Solarzelle (Mit Multimeter bei sonne gemessen)
der Lithium Akku hat 7.4V,2300mAh.

Nun brauche ich eine effiziente und günstige Schaltung, am besten ein IC 
mit wenig drum rum.

Wisst ihr was ich da verwenden kann, habt ihr vielleicht schon ein 
Schaltplan?

Kann ich den LM371 Schaltplan nehmen?

Mfg Ripper121

[Εrnst B. (ernst)]

Stefan Anderson schrieb:
> Kann ich den LM371 Schaltplan nehmen?

Vom Prinzip her, ja.

Ich würd aber sagen: Spannungsregelung zu unpräzise. Kein Balancing.
Die Stombegrenzung ist unnötig.
Und du verheizt die Hälfte der teuren Sonnenenergie als Wärme.

[Stefan A. (ripper121)]

Und was soll ich stattdessen nehmen?

[Εrnst B. (ernst)]

Wenn der Wirkungsgrad nicht so wichtig ist, würde ich die Solarzelle 
direkt (naja, über eine Diode) an den Akku klemmen.
Und parallel zu jeder Akku-Zelle (am Balancer-Anschluss) einen 
Shunt-Regler.

Beitrag "Re: 2S LiPo-Lader günstig selbst bauen"

[Stefan A. (ripper121)]

Der Akku hat kein Balancer-Anschluss ist ein 2S1P.
Ich will das nicht direkt anschließen, sonst wird der Li-ion überladen 
und das ist nicht der sinn der sache, dann würde ich mindestens die L317 
schaltung nehmen.

Kennt denn niemand ein guten Li-ion Lade IC für 7.4V Li-ion und 12V 
input?

[Εrnst B. (ernst)]

Stefan Anderson schrieb:
> Ich will das nicht direkt anschließen, sonst wird der Li-ion überladen
> und das ist nicht der sinn der sache,

Genau dafür sollen die Shunt-Regler daneben. Da wird nichts überladen.

[Stefan F. (Gast)]

> Und du verheizt die Hälfte der teuren Sonnenenergie als Wärme.

Das tun Shunt Regler ebenfalls - sogar bis zu 100%. Ich gehe allerdings 
davon aus, das die Sonnenenergie im allgemeinen kostenlos ist.

[Εrnst B. (ernst)]

Stefan Us schrieb:
> Das tun Shunt Regler ebenfalls - sogar bis zu 100%. Ich gehe allerdings
> davon aus, das die Sonnenenergie im allgemeinen kostenlos ist.

der Vorteil des Shunt-Reglers zeigt sich bei weniger Sonneneinstrahlung. 
Ist ja nicht immer Wolkenlos & Mittag.

Stefan Anderson schrieb:
> Kennt denn niemand ein guten Li-ion Lade IC für 7.4V Li-ion und 12V
> input?

http://www.linear.com/product/LTC4121

[Stefan A. (ripper121)]

ok danke :)

[MaWin (Gast)]

Stefan Anderson schrieb:
> Kann ich den LM371 Schaltplan nehmen?

Nein.

Lithium-Akkus wollen die Spannung auf 0.5% genau eingehalten sehen, das 
macht der LM317 nicht.

Es kann allerdings sein, daß dein "7.4V Lithium-Akku" ein Modul ist mit 
eingebauter Schutzschaltung (gegen Überspannung, Tiefentladung, 
Kurzschluss jeder einzelnen der beiden Zellen) dann wäre das Modul ok um 
Überspannung vom Überspannungsschutzmodul abzuhalten :-)

Allerdings sind die Verluste exorbitant, der LM317 verbraucht 2.5V, also 
30% deiner 7.4V. Da deine Solarzelle sowieso unpassend ist und zu viel 
Spannung nicht nur im Leerlauf sondern auch am MPPunkt erzeugt, ist das 
nicht so wichtig, der Regler wird runterregeln und noch mehr der 
überschüssigen Spannung verbrauchen.

Deine Solarzelle ist mit 300mA allerdings so leistungsschwach, daß die 
Strombegrenzung auf 650mA deiner Schaltung eh nie aktiv wird.

Also: Prüfe, ob dein Akku "mit PCB" Schutzschaltung st. Wenn nein: Taugt 
deine Schaltung nicht.

Wenn ja: Du kannst deine Schaltung verwenden.

In beiden Fällen: Die Solarzelle passt nicht zum Akku, falsch 
dimensioniert. Ein Wandler ist teurer als eine neue passendere 
Solarzelle.

Die Schaltung

               Diode
      +------+--|>|------+----------+--------+---+---+-----+
      |      |           |          |        |   |   |     |
      |      |          R12         |       R23 10k  |     |
      |      |           |     +---------+   |   |   |     |S
      |      |           +-R13-|Out2 Out1|---)---+---(----|I P-MOSFET
      |      | N-MOSFET  |     |         |   |       |     |
   +  |      I|----+-----(-----|Hys2 Hys1|---+       |     |
 Solarmodul S|     |     |     |         |   |       | +   |
   -  |      |     |     |     | ICL7665 |  R22     Akku   |
      |      |     |     |     |         |   |       | -   |
      |      |    10k    +-----|Set2 Set1|---+       |     |
      |      |     |     |     +---------+   |       |     | +
      |      |     |    R11         |       R21      |  Verbraucher
      |      |     |     |          |        |       |     | -
      +------+-----+-----+----------+--------+-------+-----+

wäre zwar genau genug und damit geeignet und funktioniert auch mit der 
unpassenden Solarzelle (nutzt halt die Leistung nur zu 50%), hat 
Tiefentladeschutz aber macht kein Balancing der Zellen. Dafür müsste man 
noch so was anschliessen:

   +----------+
   |          | 
Zelle1   +----8----+
   |  +--3 ICL7660 2--+
   +--+  | LTC660  |  C
   |  +--6 MAX660  4--+
Zelle2   +----5----+
   |          |
   +----------+

[Stefan A. (ripper121)]

Und was ist damit, hier ist es mit Shunt Regulator

[Εrnst B. (ernst)]

Stefan Anderson schrieb:
> hier ist es mit Shunt Regulator

Nur weil der Schaltplan irgendwo zusätzlich einen Shunt-Regulator 
eingebaut hat, wird das ganze nicht besser.

TL431(B) ist schon OK, nur der LM317 passt wieder nicht so ganz.
 ^
Klick hier, Seite 6, Figure 12.

[MaWin (Gast)]

Stefan Anderson schrieb:
> Und was ist damit, hier ist es mit Shunt Regulator

Die Schaltung ist genauer, balanciert aber ebensowenig wie deine erste 
oder der LTC4121, funktioniert also nur für Li-Packs mit internem PCB 
zur Einzelzellenüberwachung.

Die Schaltung verballert aber genau so viel Leistung wie deine erste, 
und die LM317 Strombegrenzung bei 1.2A wird bei deinem 300mA Panel nie 
ansprechen.

[Εrnst B. (ernst)]

Wenn das hier stimmt:

Stefan Anderson schrieb:
> Der Akku hat kein Balancer-Anschluss ist ein 2S1P.

ist das hier:

MaWin schrieb:
> balanciert aber ebensowenig

egal.

Dann ist der Akku eh Schrott, oder regelt das intern.

[Stefan A. (ripper121)]

Der Akku hat internes IC.

Im anhang is das ganze ohne R3 (im vergl zum vorherigen schaltplan), was 
macht der R3, kann man den einfach weg lassen?

[Εrnst B. (ernst)]

Stefan Anderson schrieb:
> Im anhang is das ganze ohne R3 (im vergl zum vorherigen schaltplan), was
> macht der R3, kann man den einfach weg lassen?

Das Verhältnis R2/R3 stellt die Ausgangsspannung ein.

Der LM317 ist als KSQ, also als Strombegrenzung beschaltet.
=> Raus damit. Dein Solarmodul kann nicht mehr Strom liefern, als die 
Akkus vertragen. Strombegrenzung macht also keinen Sinn.

Aber:
Der TL431 ist nicht Stark genug, um den gesamten Solarstrom zu 
übernehmen, wenn der Akku voll ist. Also: mit einem Transistor 
verstärken.

Εrnst B✶ schrieb:
> TL431(B) ist schon OK, nur der LM317 passt wieder nicht so ganz.
>  ^
> Klick hier, Seite 6, Figure 12.