Hallo.
Ich habe zu meinen Thema schon einige Beiträge entdeckt, die für mich
richtige Antwort aber irgendwie noch nicht gefunden. Deshalb nun mal
mein konkretes Szenario:
Ich bastel derzeit an einem Elektronikprojekt, dass mobil - also per
Akku - betrieben werden soll. Zuerst wollte ich dafür einfach eine
Li-Ion-Zelle verwenden, die dann super mit einem 5V-Handy-Ladegerät
nachgeladen und währenddessen weiterhin benutzt werden kann.
Nun ist mir aber aufgefallen, dass die 3.7V, die diese zur Verfügung
stellt, evtl. etwas zu wenig sein könnten. Der nächste, naheliegendste
Schritt wär also nun einfach zwei Li-Ion-Zellen in Reihe zu schalten;
die dann erhaltenen 7.4V würden auf jeden Fall ausreichen, nur bin ich
mir da nicht mehr sicher, wie ich diese vernünftig laden kann. Einfach
mit 7.4V laden soll ja nicht so gut sein, da dafür beide Zellen exakt
die gleichen Eigenschaften aufweisen müssen, was auf Dauer nicht
gewährleistet werden kann (Stichwort Balancing).
Auf eBay habe ich nun einige Balancer-Boards gefunden (siehe Anhang), an
die man die einzelnen, in reihe geschalteten Zellen zur Überwachung
anschließen kann und die auch über Ladepins verfügen.
Meine Frage nun: Sind diese Boards exakt das was ich brauche? Also kann
ich damit mehrere, in reihe geschaltete Li-Ion-Akkus balanciert
aufladen?
Bei diesen meist aus Fernost stammenden Boards finde ich nämlich leider
keinerlei Informationen dazu, ob und wie man die dort angeschlossenen
Li-Ions laden kann, also mit wieviel Volt etc. Kann ich dort auch
einfach 5V anschließen und das Board läd damit dann einfach die zwei
Zellen? Und falls dem so ist: Kann ich die Zellen währenddessen auch
weiter verwenden, also während des Ladevorgangs Energie entnehmen?
Grüße,
Jannis
Du brauchst einen Balancer. Dann kannst du die Zellen in Reihe Schalten
und mit einem pasenden IC laden.
Oder du nimmst einen Lade-IC mit integriertem Balancer.
Irgendwelche unspezifizierten Boards von IhBäh ohne Datenblatt würde ich
für Lithium-Akkus nie nehmen. Das endet höchstens in einem Zimmerbrand.
Wenn, dann nimm IC eines nahmhaften Herstellers (TI, Linear, Microchip,
Analog &CO).
Alternativ gäbe es Charge-Pumps oder Boost-Wandler, um mit einer Zelle
auszukommen. Auch solche mit geringem Eigenverbrauch. Das hier wäre
denkbar:
http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?product=MCP1253
Bis 5,5V, einstellbar.
Ich würde aber das Konzept überdenken.
Ich baue solche Geräte immer als 2.7V-System. Mit der Spannung läuft
Standardelektronik wie µCs, und man kommt mit einer Zelle + LDO
problemlos aus. Auch für Analogkram reicht das noch.
Und eine Einzelzelle kann man mit geringem Aufwand über einen MAX1555
oder MCP73812 laden.
Also mein Projekt besteht nicht nur aus verbrauchsarmer Mikroelektronik.
Ich habe u.a. einen 20W Verbraucher der mit 12V arbeitet. Deshalb ist
ein Aufwärtswandler (Boost-Converter) ohnehin fest eingeplant. Aber um
jetzt auf die 1,5A bei 12V zu kommen, brauch man ja bei 3,7V schon 4,5A
und das auch nur, wenn der Boost-Converter einen Wirkungsgrad von 100%
hätte.Ist dies denn mit einer herkömmlichen Li-Ion-Zelle denn
möglich/ratsam?
Ich hab das mal ausprobiert und da brach die Schaltung zusammen. Kann
aber auch daran gelegen haben, dass es nicht der beste Akku war und der
auch nur über kleine Litzen angeschlossen war.
Wie dem auch sei: Bei dem Vorhaben fühlt es sich jedenfalls iwie
"gesünder" an mit 7.4V zu arbeiten.
Ich wollte bei diesem Projekt eigentlich auch nicht alles von der Pike
auf selbst zusammenlöten und eher auf fertige Boards/Platinen
zurückgreifen. Aber son China-Ding ohne Datenblatt für Li-Ions zu
verwenden, missfällt mir dann irgendwie doch (auch wenn sowieso nur
geschützte 18650 Akkus zum Einsatz kämen). Kannst du mir denn einen
passenden IC von besagten, namenhaften Herstellern empfehlen, mit dem
ich zwei oder mehrere Li-Ion-Zellen balancen kann?
Bei Laptop-Akkus akzeptieren die Kunden daß die nach 2 Jahren
unbrauchbar sind.
Die Zellen laufen auseinander bis die Schutzschaltung abschaltet, dann
wird die Akkusicherung durchgebrannt und das CMOS-RAM vom
Akku-Controller gelöscht.
senke schrieb:> In keinem Laptopakku wird Balancing verwendet.
Natürlich wird Balancing in Notebook Akkus gemacht. Wofür meinst du,
sind sonst die kleinen Controller und MOSFets in den Akkublöcken mit
eingebaut? Da ist zwar auch ein wenig ACPI Krimskrams mit bei, aber der
Hauptjob ist Ladeüberwachung und Balancing.
Nervensäge schrieb:> Bei Laptop-Akkus akzeptieren die Kunden daß die nach 2 Jahren> unbrauchbar sind.>> Die Zellen laufen auseinander bis die Schutzschaltung abschaltet, dann> wird die Akkusicherung durchgebrannt und das CMOS-RAM vom> Akku-Controller gelöscht.
Ja, die haben alle entweder einen Zellschutz (Einzelzellen) oder
zumindest eine Temperatursicherung / Überwachung.
Ich habe hier ein paar ungeschützte LiIon-Zellen herumliegen. Hab mich
bisher nicht getraut, die zu verwenden...
@TP:
Balancer gibts von Linear oder TI z.B.:
http://www.linear.com/parametric/battery_cell_balancershttp://www.ti.com/lsds/ti/power-management/battery-monitor-protection-and-authentication-solutions-products.page#p404=Protection&p3131=
Eine Einzelzelle ginge mit LiFePO4, die haben sehr geringe
Innenwiderstände.
Für 20W würde ich mir persönlich aber lieber ein fertiges System kaufen,
mit 4 Zellen, dann klappts mit den 12V besser. Sowas sollte es für
Modellbau fertig geben.
WehOhWeh schrieb:> Balancer gibts von Linear oder TI z.B.:> http://www.linear.com/parametric/battery_cell_balancers> http://www.ti.com/lsds/ti/power-management/battery-monitor-protection-and-authentication-solutions-products.page#p404=Protection&p3131=
Danke!
> Für 20W würde ich mir persönlich aber lieber ein fertiges System kaufen,> mit 4 Zellen, dann klappts mit den 12V besser. Sowas sollte es für> Modellbau fertig geben.
Wie ich initial erwähnt habe, hatte ich eigentlich vor, die ganze Anlage
über ein normales Micro-USB-Handy-Ladegerät (5V 2A) wieder aufladen zu
können. Das könnte bei 4 Li-Ion-Zellen mit insgesamt dann 14,8V
(Ladestrom noch höher) problematisch werden. Ich denke zwei Zellen mit
insg 7.4V wären halt ein guter Kompromiss: Gut wandelbar auf 12V und
noch Ladbar mit (hochgeregelten) 5V.
Aber 7.4V LiPos gibt es ja auch im Modellbau, nur hab ich eig gedacht,
dass diese Dinger gar nicht geschützt oder balanciert sind. Ich dachte
das sind im Prinzip nur zusammengelötete Zellen mit etwas Plastikfolie
drum. Oder von welchem "fertigen System" sprachst du?
Wie viele zellen du verwendest, spielt eine untergeordnete Rolle.
Denn die Leistung in Watt, die dein Ladegerät liefert, steht fest.
Und die Leistung, die du entnimmst, steht auch fest.
Ebenso steht fest, dass du die Spannung mit Schaltreglern umwandeln
wirst.
Wie lange eine Lithium Zelle diese Leistung bringt, hängt von ihrer
Kapazität ab. Mit zwei Zellen parallel oder in seriell verdoppelst du
die Kapazität. Da kannst du aber auch gleiche eine größere Zelle
verwenden.
Ströme um 5A sind mit Lithium zellen entsprechender Größe überhaupt kein
Problem.
Jaynis schrieb:> Aber 7.4V LiPos gibt es ja auch im Modellbau, nur hab ich eig gedacht,> dass diese Dinger gar nicht geschützt oder balanciert sind. Ich dachte> das sind im Prinzip nur zusammengelötete Zellen mit etwas Plastikfolie> drum.
Das ist auch so, die Modellbau Akkus haben höchstens eine Sicherung im
Laststromkreis und werden mit externen Balancer-Ladegeräten geladen,
wofür sie noch den kleinen JST Anschluss haben.
Stefan U. schrieb:> Wie viele zellen du verwendest, spielt eine untergeordnete Rolle.
Es würde eine untergeordnete Rolle spielen, wenn man beliebig zwischen
den Spannungen konvertieren könnte. Aber mein aktueller Aufwärtsregler
kann aus 3.7V nur maximal 12V mit 1A (also 12W) machen - zu wenig für
meine Anwendung. Wahrscheinlich gibt es da auch noch bessere Regler,
aber generell würd ich versuchen so wenig Volts wie möglich zu
konvertieren. Also 3.7V->12V oder 5V->14.8V zu vermeiden und lieber
5V->7.4V und 7.4V->12V zu nehmen.
Matthias S. schrieb:> Das ist auch so, die Modellbau Akkus haben höchstens eine Sicherung im> Laststromkreis und werden mit externen Balancer-Ladegeräten geladen,> wofür sie noch den kleinen JST Anschluss haben.
Jetzt macht es auch endlich Sinn für mich, warum Modellbau-Akkus
bestehend aus n Zellen immer n+1 Ladepins haben ;) .
Also fassen wir mal zusammen: Wenn ich mehr als eine Li-Ionen-Zelle
verwenden will und mit einer einfachen 5V Spannungsquelle laden möchte,
sollte ich einen Balancer verbauen. Alternativen um ohne Balancer
auszukommen wären entweder mit nur einer Zelle zu arbeiten oder zum
Laden ein externes Ladegerät für Li-Ions zu verwenden.
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