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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Diode als Verpolungsschutz für LiPo-Akku


Autor: Daniel S. (daniel_s521)
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Hallo zusammen,

sorry für meine vielleicht etwas dämliche Frage.

Ich plane, eine Schaltung mit einem Raspberry Pi mit einem 
Modellbau-LiPo-Akku zu betreiben (3S oder 4S, also ca. 12 oder 16 Volt). 
Als Stecker kommen verpolungssichere XT60 zum Einsatz. Weil ich aber 
schon Pferde habe kotzen sehen, würde ich gerne einen zusätzlichen 
Verpolungsschutz einbauen. Mit 0,7 Volt Spannungsverlust kann ich leben, 
ich brauche sowieso stabile 5 und 3,3 Volt in der Schaltung. Einfachste 
Lösung wäre also, eine Schottky-Diode mit z. B. 40V und 3A in die 
Zuleitung zu hängen.

Mir machen allerdings die unfassbar hohen Ströme, die so ein Akku 
liefern kann, ein bisschen Sorge (70-80A sind durchaus noch im Bereich 
der Spezifikation).

Kann ich beruhigt schlafen, weil der Diode das egal ist, solange die 
Durchbruchspannung nicht zu hoch ist? Davon wäre ich ja weit entfernt 
...

Danke für Eure Meinungen!
Daniel

: Verschoben durch Moderator
Autor: Klaus (Gast)
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Daniel S. schrieb:
> Als Stecker kommen verpolungssichere XT60 zum Einsatz. Weil ich aber
> schon Pferde habe kotzen sehen, würde ich gerne einen zusätzlichen
> Verpolungsschutz einbauen.

Wer so denkt kann eigentlich nie

> Kann ich beruhigt schlafen, ...

Beim ersten Versuch wird die Diode falschrum eingelötet ...

MfG Klaus

Autor: Teo Derix (teoderix)
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Daniel S. schrieb:
> Kann ich beruhigt schlafen, weil der Diode das egal ist, solange die
> Durchbruchspannung nicht zu hoch ist? Davon wäre ich ja weit entfernt
> ...

Ähh.. Watt?

ZB: 1N4148 - 0,7V*70A? = ??W
Watt aber egal is, weil schon lange zuvor der Strom die Dotierung 
zerwürfelt hat.

Warum explodiert dein TV-Glozer nich, obwohl 16A aus der Dose kommen 
(könnten)?


Googelst du noch mal 'Diode','Ohmsches Gesetz'!

Autor: Daniel S. (daniel_s521)
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Teo D. schrieb:
> Watt aber egal is, weil schon lange zuvor der Strom die Dotierung
> zerwürfelt hat.

Kannst Du mir diesen Satz noch einmal in verständlichen Worten 
zusammenfassen bitte?

Autor: Axel Schwenke (a-za-z0-9)
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Daniel S. schrieb:
> Ich plane, eine Schaltung mit einem Raspberry Pi mit einem
> Modellbau-LiPo-Akku zu betreiben (3S oder 4S, also ca. 12 oder 16 Volt).
> Als Stecker kommen verpolungssichere XT60 zum Einsatz.
...

> Einfachste
> Lösung wäre also, eine Schottky-Diode mit z. B. 40V und 3A in die
> Zuleitung zu hängen.

Ja, kann man machen. Gürtel und Hosenträger.

> Mir machen allerdings die unfassbar hohen Ströme, die so ein Akku
> liefern kann, ein bisschen Sorge (70-80A sind durchaus noch im Bereich
> der Spezifikation).

Und wie soll deiner Meinung nach ein derartig hoher Strom durch die 
Diode fließen? Da die Diode in Reihe mit dem Spannungsregler liegt, der 
deinen Pi versorgt, müßte der Strom ja auch in (durch?) den Spannungs- 
regler fließen. Was meinst du, was da zuerst kaputt gehen würde?

Aber egal, das passiert sowieso nicht. Denn entscheidend ist nicht, 
wieviel Strom eine Quelle liefern kann, sondern wieviel die Last 
abnimmt. Eine 40W Glühlampe am 230V Netz brennt ja auch nicht durch, 
bloß weil der Stromkreis 10A liefern könnte (mit 10A abgesichert ist). 
Die Glühlampe begrenzt den Strom schon selber. Genau so wie der 
Spannungsregler für deinen Pi.

Aber gut, wenn du dann besser schlafen kannst: bau halt noch eine 
Sicherung zusätzlich in den Stromkreis. Das wäre dann Gürtel und 
Hosenträger und doppelseitiges Klebeband im Hosenbund.

Autor: Daniel S. (daniel_s521)
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Jungs, ich weiß, dass das eine blöde Frage ist. Ich habe bei diesen 
Lipos nur schon so viel Rauch aufsteigen sehen (ESCs können böse 
brennen), dass ich einfach verunsichert bin.

Danke, Axel, für die Antwort. Jetzt bin ich zufrieden. Und schnalle den 
Gürtel noch etwas enger, während ich die Hosenträger spanne :-)

Autor: HildeK (Gast)
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Daniel S. schrieb:
> Kannst Du mir diesen Satz noch einmal in verständlichen Worten
> zusammenfassen bitte?

Ewige Jagdgründe. Halbleitertod. Magischer Rauch. Geht hops. Explodiert.
Brauchst du noch weitere Zusammenfassungen?

Axel S. schrieb:
>> Einfachste
>> Lösung wäre also, eine Schottky-Diode mit z. B. 40V und 3A in die
>> Zuleitung zu hängen.
>
> Ja, kann man machen. Gürtel und Hosenträger.

Nein, kann man mit so einer Diode nicht machen, weil:

Daniel S. schrieb:
> Mir machen allerdings die unfassbar hohen Ströme, die so ein Akku
> liefern kann, ein bisschen Sorge (70-80A sind durchaus noch im Bereich
> der Spezifikation).

Die würden mir auch Sorgen machen.

Wenn schon, dann ein aktiver Verpolschutz mit einem 80A-MOSFET.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Daniel S. schrieb:
> Als Stecker kommen verpolungssichere XT60 zum Einsatz. Weil ich aber
> schon Pferde habe kotzen sehen, würde ich gerne einen zusätzlichen
> Verpolungsschutz einbauen.
Und was, wenn einer einen 60V Akku anschließt?

Also nehmen echte Kerle einen Verpolschutz mit Überspannungsabschaltung!
Siehe dort den Link ganz unten:
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/39-Verpolschutz

Autor: Axel Schwenke (a-za-z0-9)
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HildeK schrieb:
> Wenn schon, dann ein aktiver Verpolschutz mit einem 80A-MOSFET.

Was? Für die maximal 500mA die ein Schaltregler aus einem 3S LiPo
Akku ziehen muß um einen Pi zu versorgen? Du fährst wohl auch mit
dem 5-Tonner Brötchen kaufen ...

Autor: HildeK (Gast)
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Axel S. schrieb:
> Du fährst wohl auch mit
> dem 5-Tonner Brötchen kaufen ...

Nein, natürlich nicht - ich hatte übersehen, dass der TO 'nur' einen 
RasPi versorgen will, auch wenn er von 80A redet.
Immer die Leute, die nicht an ein 20V/25A-Netzeil fassen, weil man ja 
schon bei 50mA tot sein kann.

Aber Teo Derix ging es auch nicht anders ...

Autor: Daniel S. (daniel_s521)
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Okay, jetzt ist die Verwirrung komplett, aber schön, dass wir darüber 
gesprochen haben :-))

Überspannungsschutz ist nicht nötig. Es geht um Zubehör für 
Race-Quadrocopter, die typischerweise mit 3S- oder 4S-Lipos geflogen 
werden. 6S ist das Maximum, was ich bisher vorkonfektioniert gesehen 
habe, die Schaltung läuft mit 2S bis 7S.

Verpolungsschutz hätte ich dennoch ganz gern, weil die Modellbauer ihre 
Stecker ja oft selbst an den Akku löten.

Nachdem Axel jetzt gesagt hat, kann man machen, und HildeK schreibt, 
kann man nicht machen: Was mach ich denn jetzt? Reicht die Diode, oder 
nicht?

Autor: Teo Derix (teoderix)
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HildeK schrieb:
> Aber Teo Derix ging es auch nicht anders ...
Nö.
Teo D. schrieb:
> Warum explodiert dein TV-Glozer nich, obwohl 16A aus der Dose kommen
> (könnten)?

Autor: Timmy (Gast)
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@Lothar:

Ich habe mir deine Seite angeschaut und verstehe die Schaltung mit dem 
PMOS nicht wirklich. Anscheinend leitest du im Betriebszustand den Strom 
ausschliesslich über die parasitäre Body-Diode. Die hat aber wesentlich 
mehr Widerstand als der korrekte Weg. Warum schreibst du, es handelt 
sich nur um ein paar mV? Ich dachte immer, die Eigenschaften der 
Body-Diode seien statisch?

"Dass der Mosfet dadurch quasi "verkehrt herum" leitet, also der Drain 
positiver ist als die Source, kümmert den Mosfet dabei herzlich wenig, 
denn das sind wegen des durchgeschalteten Kanals sowieso nur ein paar 
Millivolt."

Autor: HildeK (Gast)
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Daniel S. schrieb:
> Okay, jetzt ist die Verwirrung komplett, aber schön, dass wir darüber
> gesprochen haben :-))

Ok, wenn du nur deinen RasPi vor Verpolung schützen willst, geht die 
Diode.
Wenn die Motorströme auch da drüber gehen, dann nicht. Dann sind es 
wirklich einige zehn Ampere.

Teo D. schrieb:
> HildeK schrieb:
>> Aber Teo Derix ging es auch nicht anders ...
> Nö.
Ok. Vielleicht die Hitze, aber ich habe auch das gelesen:
Teo D. schrieb:
> ZB: 1N4148 - 0,7V*70A? = ??W
> Watt aber egal is, weil schon lange zuvor der Strom die Dotierung
> zerwürfelt hat.
Da bist du auch von 70A ausgegangen und hast mich auf meiner falschen 
Fährte bestätigt ...

Wie auch immer - ich war zu oberflächlich beim Lesen des 
Eröffnungsposts.

Autor: Timmy (Gast)
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Hat sich erledigt. Wieder was gelernt.

Autor: Daniel S. (daniel_s521)
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HildeK schrieb:
> Ok, wenn du nur deinen RasPi vor Verpolung schützen willst, geht die
> Diode.

Ja, will ich. Plus ein paar andere Bauteile, aber der 
Gesamtstromverbrauch liegt bei ca. 1,8-1,9A . Würde daher eine 
Schottky-Diode mit 40V und 3A nehmen, da bin ich auf der sicheren Seite.

> Wenn die Motorströme auch da drüber gehen, dann nicht. Dann sind es
> wirklich einige zehn Ampere.

Nö, der Pi hebt nicht einmal ab. Geht um eine Bodenstation. LiPo als 
Stromversorgung deshalb, weil vor allem die älteren Akkus die höhen 
Ströme im Flug nicht mehr so gut mitmachen, sich aber über einen 
weiteren Einsatzzweck am Boden freuen ;)

Vielen Dank Euch allen für die Beantwortung meiner etwas dümmlichen 
Frage – auch, wenn es am Anfang einige Missverständnisse gab :-)

Daumen hoch und viele Grüße
Daniel

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