Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik MCP73812T Lithium-Ionen-Akku laden Problem


von Marco V. (overmind)


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Hallo,

ich habe ein Problem mit dem genannten IC MCP73812.
Zum testen habe ich eine Schaltung auf eine Lochrasterplatine aufgebaut 
(siehe Seite 2 Datenblatt).
Versorgt wird der IC von einem Netzeil mit DC 5V und am Ausgang hängt 
eine Li-Ion 18650 Zelle. Als Stützkondensatoren bzw. zur Stabiliesierung 
habe ich zwei Elektrolytkondensatoren verwendet mit jeweils 10µF.
Wie im Datenblatt angegeben lässt sich der Ladestrom über einen externen 
Widerstand einstellen, dieser wurde mit 2kOhm gewählt (entspricht 500mA 
Ladestrom, Maximum).
Wenn ich den Ladevorgang starte wird der Akku aber nur mit maximal 240 
mA geladen. Da die 2kOhm dem maximalen Ladestrom entsprechen, kann ich 
den Ladestrom nicht weiter erhöhen. Vergrößere ich den Widerstand so, 
dass sich als Ladestrom 80 mA einstellen müssten, dann funktionirert das 
auch.
Lade ich die Li-Ion-Zelle testhalber mit einer Konstantstromquelle, dann 
kann ich auch mit 600 mA laden.

Hat jemand eine Idee was ich falsch mache oder an was das liegen könnte?


Gruß
Marco

von Timmo H. (masterfx)


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Die Akkus werden nur dann mit 500mA geladen, wenn die Spannung auch 
kleiner ~4.2V ist, danach ist Konstantspannung angesagt. Ich habe jetzt 
schon einige Schaltungen mit dem 73812/73811 aufgebaut und die 500mA 
wurden immer erreicht (vorrausgesetzt die Ladeschlussspannung wurde noch 
nicht erreicht)

von Marco V. (overmind)


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Bei den besagten 240 mA liegt die Spannung am Akku bei ca. 3,8 -3,9 
Volt, also sollt der IC noch nicht im CC-Modus laufen.

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Sagen wir der Akku hat 3.7V, und wird mit 500mmA geladen, dann sind das 
etwa 1.9 Watt...

1.9 Watt bei 5V sind etwa 400mA. Alles ohne verluste...


Wieviel Strom kann denn das DC 5V liefern?

von Marco V. (overmind)


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Daran kann es nicht liegen, 16 A kurzzeitig.

von Dirk K. (dekoepi)



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Der MCP-Lade-IC, den ich hier habe, drosselt anfangs ordentlich. Obwohl 
da nichts sonderlich heiß wird, scheint es das thermal throttling zu 
sein, das da zuschlägt.

Also einfach mal beobachten, nach einer halben Stunde bis Stunde sollte 
er auf den programmierten Strom ansteigen. Auch die 2*10µF ElKo würde 
ich wie im Datenblatt angegeben durch 1µF KerKo ersetzen.

: Bearbeitet durch User
von Marco V. (overmind)


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Ich habe ihn ca. 2 Stunden laden lassen und der Strom sinkt weiter ab. 
Jetzt liegt der Ladestrom nur noch bei ca. 130 mA ohne den Maximalwert 
erreicht zu haben.
Die größere Kapazität sollte doch im Grunde nichts aussmachen?

von A-Freak (Gast)


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> Die größere Kapazität sollte doch im Grunde nichts aussmachen?

Doch, möglicherweise schon.

Das Datenblatt spricht von Keramikkondensatoren die ganz nahe an das IC 
sollen. Wenn du Lochraster und Elkos benutzt kann es sein daß deine 
Schaltung undefiniert schwingt.

von Marco V. (overmind)


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Im Daenblatt steht keramik oder elekrolyt. Aber ich werde es mitt der 
angegebenen Kapazität versuchen.

von Stefan F. (Gast)


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Wenn du den Akku mit 500mA Konstantstrom (aus einem Labornetuzteil) 
lädst, wie hoch ist dabei die Spannung?

Ich schätze, dass entweder die maximale Ladespannung erreicht wurde 
(z.B. wegen zu hoher Leitungswiderstände oder hochohmiger Akku) oder der 
Chip wird zu heiß.

von Timmo H. (masterfx)


Angehängte Dateien:

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Also mit dem angehängten professionellen Aufbau mit dem MCP73812 schaffe 
ich die 500mA problemlos. Aufbau gemäß Datenblatt mit 2x 4.7µF (X7R) und 
2k

: Bearbeitet durch User
von Marco V. (overmind)


Angehängte Dateien:

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@Timmo
mein Aufbau:

@Stefan
Bei 500 mA liegt die Spannung bei ca. 4,04 V.

von Timmo H. (masterfx)


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Marco V. schrieb:
> @Timmo
> mein Aufbau:
Evtl sind auch die Elkos das Problem. Nimm mal Kerkos und dimensioniere 
die nicht zu groß. Sind das LowESR?
Deine Steckbrücken können auch das Problem sein. Löte mal direkt ran.
> @Stefan
> Bei 500 mA liegt die Spannung bei ca. 4,04 V.
Dann ist der Akku noch nicht ganz voll, aber kurz davor.

von Stefan F. (Gast)


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>> Bei 500 mA liegt die Spannung bei ca. 4,04 V.
> Dann ist der Akku noch nicht ganz voll, aber kurz davor.

Genau, der Ladestrom sollte also auch den erwarteten 500mA entsprechen. 
Zu hohen Innenwiderstand bzw. defekten Akku können wir ausschließen.

von Marco V. (overmind)


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Hallo,

habe die Ursache für das Problem gefunden. Nicht Bauteile oder Schaltung 
war die Ursache sondern das Multimeter. Im Messbereich bis 600 mA fliest 
ein zu geringer Ladestrom, nutze ich den 10 A Messbereich lädt der IC 
mit ca. 450 mA. Warum genau der Strom durch das Messgerät so beschnitten 
wird kann ich nicht sagen.

Danke für die konstruktiven Beiträge.

Gruß
Marco

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

weil ein Strommesser einen Innenwiderstand hat und damit einen 
Spannungsabfall? Weil sich dieser vermutlich zur Zellenspannung addiert 
und das Lade-IC verwirrt?

Gruß aus Berlin
Michael

von Marco V. (overmind)


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Ja möglicherweise aber gerade im kleineren Messbereich mit größerer 
Auflösung sollte der Innenwiderstand geringer als im 10 A Messbereich 
sein. Allein schon wegen der Messfehler die durch den vorhandenen 
Innenwiderstand verursacht werden.
Evtl. werde ich dem ganzen noch einmal auf den Grund gehen, 
interessehalber.

von Timmo H. (masterfx)


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Marco V. schrieb:
> Ja möglicherweise aber gerade im kleineren Messbereich mit größerer
> Auflösung sollte der Innenwiderstand geringer als im 10 A Messbereich
> sein
Es ist genau umgekehrt. Du willst einen kleinen Strom messen und damit 
das multimeter einen messbaren Spannungabfall am shunt hat muss dieser 
vergrößert werden.,ergo fällt mehr Spannung über dem multimeter ab und 
der Verbraucher bekommt weniger

von Marco V. (overmind)


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Ja ist tatsächlich so, wie du sagst. Wenn ich so drüber nachdenke ist es 
auch logisch, denn wenn ich den Messbereich eines Strommessers 
verdoppeln will, schalte ich einen gleichgroßen Widerstand parallel. 
Damit halbiere ich den "Innenwiderstand" und kann den doppelten Strom 
fließen lassen bei gleicher Skala. Danke für die Korrektur!

Ich habe die Spannung über mein Multimeter bei ca. 300 mA gemessen (600 
mA Messbereich), diese liegt bei ca. 400 mV. D.h. der Innenwiderstand 
hat einen Wert von rund 1,3 Ohm. Das ist doch schon recht viel?

Angenommen ich messe den Strom durch einen Verbaucher mit 
Innenwiderstand von 10 Ohm bei 3 Volt. Dieser liegt ohne Multimeter bei 
300 mA und mit Multimeter bei 265 mA. Das ist ein absoluter Fehler von 
35 mA. Bei höherer Spannung wird der Fehler kleiner bzw. bei kleinerer 
Spannung größer.

Im 10 A Messbereich liegt der Spannungsfall unter 10 mV und damit ist 
auch der Innenwiderstand sehr klein.

Gruß Marco

von Toxic (Gast)


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Marco V. schrieb:
> Hallo,
>
> habe die Ursache für das Problem gefunden. Nicht Bauteile oder Schaltung
> war die Ursache sondern das Multimeter. Im Messbereich bis 600 mA fliest
> ein zu geringer Ladestrom, nutze ich den 10 A Messbereich lädt der IC
> mit ca. 450 mA. Warum genau der Strom durch das Messgerät so beschnitten
> wird kann ich nicht sagen.

Es ist nicht das Multimeter allein,sondern auch die daran 
angeschlossenen Messleitungen mit ihren Verlusten und den oftmals - weil 
lose angeklemmt - hohen Uebergangwiderstaenden an den Messpunkten.
Uebel sind vor allen Dingen diese billigen(=lausigen) 
10erPack-Messtrippen mit Krokodilkemmen.Die Widerstaende variieren da 
zwischen 1-10ohm im besten Falle....
Das gleiche Problem wie Du hatten hier auch schon andere User auf dem 
Forum,
die bei den guenstigen China-Lademodulen partout nicht auf 1A Ladestrom 
kamen.
Manche chinesischen Anbieter hatten deswegen auch schon darauf 
hingewiesen VOR den Modulen (also den Eingangsstrom) zu messen.....

von Marco V. (overmind)


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Ich weiß was du meinst. Als ich die Schaltung auf einer Steckplatine 
aufgebaut hatte, war der Ladestrom extrem gering, eben wegen den hohen 
Übergangswiderständen. Man merkte das auffalend, wenn man die 
zugehörigen Leitungen fester in die PLatinenkontakte drückte und der 
Strom anstieg. Deshalb habe ich die Schaltung direkt auf eine 
Lochrasterpletine gelötet.

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