Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Konstante 3,3V aus 2 LiFePo4 Akkus


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von Felix L. (flex)


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Hallo,

ich möchte mir einen Bluetooth Low Energy Sensor bauen, der mithilfe von 
2 LiFePo4 Akkus (2x 3,2V Nennspannung, 2x 3,6V Ladeschlussspannung) 
betrieben wird. Das Modul sowie sonstige Peripherie benötigen 3,3V. Da 
ich eine lange Akkulaufzeit benötige, fällt ein Linearregler raus. Ein 
DC-DC Wandler hat seinen besten Wirkungsgrad bei einem definierten 
Strombereich, aber meine Anwendung läuft im mA bzw. µA Bereich. Könnt 
Ihr mir sagen wie ich das am besten umsetzen kann?

Grüße
Felix

von Stefan A. (ripper121)


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Läuft das ganze nur bei Exakt 3.3V oder in einem bereich von 1.8-3.3V?

von Timo (Gast)


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?!?! LiFepo hat 3,3V, und die hat es bis sie fast leer sind..Du brauchst 
also gar nichts!! Wenn Du mehr Kapazität braucht nimm zwei parallel

von Timo (Gast)


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wenn Du eine 1Ah Zelle mit 10ma entlädst und dabei unter 2,8V klommst 
ist die Zelle sowiso geschädigt...Daher ainfach Alarm bei 3,1V setzten 
z.B. und Du hast 92% entnommen!

von Stefan A. (ripper121)


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Falls die 4.2V zu viel sind für deine Elektronik schalte paar Dioden 
davor. So kommst du auf deine 3.3V

von Blackbird (Gast)


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LiFePo4-Akkus haben nur 3,65V Ladeschlussspannung!

Blackbird

von Para Noid (Gast)


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Schauen ob der mcp1702/mcp1703 oder mcp1755 taugen. Niedriger Drop-Out 
und niedriger Quiescient-Current.

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Was ist mit einem

  "Low Noise Regulated Charge Pump DC/DC Converter"

á la XA2320B?
Der kann aber nur 5V Input. Vielleicht hilft die Idee trotzdem.

Siehe Beitrag "Re: China SUPER Bauteile-Schnäppchen Thread [V2]"

: Bearbeitet durch User
von Timo (Gast)


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laden läst sich LiFepo4 auch mit 3,4V bis 100%!! bzw 3,45...

von Carsten R. (kaffeetante)


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Oftmals ist bei Elektronik eine Nennspannung von 3,3 Volt angegeben aber 
auch ein Toleranzbereich genannt. Dieser deckt sich größtenteils mit dem 
Arbeitsbereich einer LiFePo-Zelle. Wie schon erwähnt, will man sie mit 
solchen kleinen Lasten nicht so tief entladen, als daß man aus diesem 
Toleranzbereich fiele. Hier fehlen also Informationen zum versorgenden 
Objekt.

Nach oben könnte ein LDO absichern, das ist bei der kleinen 
Spannungsdifferenz sogar noch effizienter als die meisten Schaltregler, 
abgesehen von highend Hocheffiziensreglern vielleicht.

Das gilt solange die beiden Zellen nicht in Reihe geschaltet sind. Das 
ist nicht klar. Gäbe es dafür einen Grund? Als Alternative könnte auch 
eine kleine Hilfsbeschaltung die Spannung begrenzen bis die Zelle unter 
die kritische Spannung gefallen ist. Das wäre aber eher ein Hack, wenn 
auch machbar. Da müßte man aber ins Detail gehen.

: Bearbeitet durch User
von Stefan A. (ripper121)


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Blabalbla so lange wir nicht wissen was für Bauteile er nutzt könnt ihr 
noch ewig Rätzeln

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Felix L. schrieb:
> …fällt ein Linearregler raus. Ein
> DC-DC Wandler hat seinen besten Wirkungsgrad bei einem definierten
> Strombereich, aber meine Anwendung läuft im mA bzw. µA Bereich.

Ich verstehe das immer seltener. Ein Linearregler, der bei 1-2mA gerade 
einmal 1-2V vernichtet ist absolut harmlos im Vergleich zu einem 
Schaltregler, der den Strombedarf von 1-2mA auf 4-10mA hochdreht. Die 
meisten Schaltregler, wenn sie keine Spezialmodi haben, sind bei kleinen 
Strömen (etwa einem hundertstel ihres Maximalstromes oder weniger) nicht 
besser als 50%.

(Mit »die meisten« meine ich die aus dem Bastlersortiment.)

: Bearbeitet durch User
von Jobst Q. (joquis)


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Wie Timo auch schon erwähnt hat, brauchst du bei LiFePO4 überhaupt 
keinen Regler. Er liefert superstabile 3,3V und du hast dabei keine 
Verluste.3,6 V Ladeendspannung ist keine Pflicht, sondern Grenze. Auch 
mit 3,45 V Ladespannung wird der Akku über 90% voll.

von Carsten R. (kaffeetante)


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Man braucht aber ein Ladegerät daß die Zellen dann auch nicht ganz voll 
macht und das niedrigere Limit berücksichtigt. Die Geräte von der Stange 
haben eine Ladeschlußspannung hart am Limit oder gar knapp darüber.

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Stefan A. schrieb:
> Blabalbla so lange wir nicht wissen was für Bauteile er nutzt könnt ihr
> noch ewig Rätzeln

So ist es. @Felix: Sag bitte mal was!

In der Überschrift steht zumindest "Konstante 3,3V …"

Es könnte ja sein, dass Felix die Konstanz der 3,3V für einen analogen 
Schaltungsteil benötigt.

Im Datenblatt vom XA2320B^^ habe ich keine Angaben zum Wirkungsgrad 
gefunden. Dieser zusammen mit einer Zelle entspricht den Anforderungen 
bisher noch am ehesten.

Oder sind 150mA zu wenig? Dann nimm zwei oder drei.

Oder werden die 6,4 .. 7,2V irgendwo gebraucht?

von Carsten R. (kaffeetante)


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Den Wirkungsgrad wirst du auch nicht in einer Zahl finden, auch nicht in 
einer Kurve. Er ist sehr stark abhängig vom Umfeld in dem das Teil 
eingesetzt wird. Das ist eine mehrdimensionale Funktion. 
Eingangsspannung vs Ausgangsspannung und Verhältnis von Last- zum 
Eigenstromverbrauch. Ist der Strom nicht konstant, muß man dann auch 
noch ein komisches Integral berechnen... So ein Mist aber auch. ^^

Oft wird zur Vereinfachung eine Kurve angegeben bei der der 
Eigenstromverbrauch entweder vernachlässigt oder das 
Last-zu-Eigenstromverhältnis definiert ist. Das kann man sich aber auch 
selbst ausrechnen. Bei Linearreglern ist das recht einfach. Eigenstrom, 
Eingangsspannung und Ausgangsspannung sind bekannt, die Last baut man ja 
selber an. Daten einsetzen, fertig.

: Bearbeitet durch User
von Jobst Q. (joquis)


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Carsten R. schrieb:
> Man braucht aber ein Ladegerät daß die Zellen dann auch nicht ganz voll
> macht und das niedrigere Limit berücksichtigt. Die Geräte von der Stange
> haben eine Ladeschlußspannung hart am Limit oder gar knapp darüber.

Für LiFePo4 braucht man kein spezielles Ladegerät. Es reicht eine 
einstellbare Konstantspannung, zB mit einfachem LM317.

von Carsten R. (kaffeetante)


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Die Möglichkeit des Eigenbaus ändert nichts an der Notwendigkeit, daß 
man ein Ladegerät mit der genannten Eigenschaft benötigt, ohne jetzt das 
Thema Eigenbauladegerät vertiefen zu wollen. Dazu gibt es schon 
unzählige Threads.

Allerdings ist drauf Hinzuweisen, daß auch eine Strombegrenzung 
notwendig ist. Die in vielen Spannungsreglern eingebaute Strombegrenzung 
ist nicht unbedingt passend, insbesondere nicht zum Akku passend..

von Jobst Q. (joquis)


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Ein gängiger LiFePo4 Akku (A123 Systems APR18650M1A 1100mAh) verträgt zB 
2,2 A. Da ist ein LM317 mit 1,5A Strombegrenzung noch im grünen Bereich.

Aber bei der geringen Spannungsdifferenz von ca 100mV ist es schon 
schwierig, soviel Strom überhaupt in den Akku zu bekommen. Der 
Kabelwiderstand spielt da schon eine große Rolle. In der Praxis bestimmt 
der Akku selbst, wieviel Strom er bekommt.

von Carsten R. (kaffeetante)


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Akku unbekannt, nur die Chemie wurde genannt, Das genannte Format ist 
zwar wahrscheinlich, aber dennoch nur geraten, ebenso die Anordnung 
(parallel oder in Reihe).

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