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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ladegerät Akkuschrauber 18V (NiCd)


Autor: fuzzy (Gast)
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Hallo,
benötige etwas Hilfe beim Verständnis des NiCd Ladegeräts eines 
Akkuschraubers (Aldi, Kingcraft, 18V, 9665).
Das spätere Ziel ist ein Umbau auf LiIon Akku, wobei das Ladegerät oder 
Teile davon wiederverwendet werden sollen.
Zunächst möchte ich aber die vorhandene Schaltung richtig verstehen.
Es gibt zwei LEDs. Die rote signalisiert Laden, die Grüne wenn es fertig 
ist.

Angehängt habe ich Bilder von der Platine (Rückseite gespiegelt), sowie 
dem Sensor im Akkupack und dem Schaltplan (ohne Gewähr). Links ist ein 
Trafo angeschlossen, rechts das Akkupack mit drei Polen, B+, B- und T 
(Sensor). Im Schaltplan ist das Relais mit Spule/Schalter angedeutet. 
Das Relais ist im Normalzustand geschlossen und daher Akku-Minus mit GND 
verbunden. Wird das Relais geschaltet, leuchtet die Grüne LED (die rote 
geht aus) und das Laden sollte beendet sein (bis auf den Strom durch R6, 
möglicherweise Erhaltungsladung).

Der Sensor im Akkupack ist mit dem Minus-Pol verbunden und bei normaler 
Temperatur niederohmig/Kurzschluß, bei höherer Temperatur Leerlauf. 
Vermute ein Serienschaltung aus Bimetall-Schalter und NTC/PTC.

Laut den Verbindungen auf der Platine geht der Sensor über zwei Dioden 
auf einen Transistor und schaltet dann das Relais.

Was ich nicht verstehe: wie kann der Transistor so geschaltet werden und 
das Ladeende einleiten? Wo kommt die positive Spannung her? Der Sensor 
ist eindeutig mit dem Minus-Pol verbunden, welcher beim laden über das 
Relais mit GND verbunden ist.

Irgendwas muss ich übersehen haben oder falsch gedeutet (z.B. 
Transistor-Typ /Beschaltung)

: Verschoben durch Moderator
Autor: knollo (Gast)
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Schönen Abend !
Sowas hatte ich glaube auch mal. Ist gaaanz billig gemacht. Wenn Akku 
voll, dann wird er warm - also überladen. Der Temperatursensor schaltet 
dann über den Transistor und das Relais den Ladevorgang ab. Für Li-Akkus 
lässt sich eventl. das Gehäuse wiederverwenden, mehr wahrscheinlich 
nicht (nicht mal der Trafo, der schafft den Ladestrom nicht).
MfG

Autor: U. M. (oeletronika)
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Hallo,
> fuzzy schrieb:
> benötige etwas Hilfe beim Verständnis des NiCd Ladegeräts eines
> Akkuschraubers (Aldi, Kingcraft, 18V, 9665).
> Das spätere Ziel ist ein Umbau auf LiIon Akku, wobei das Ladegerät oder
> Teile davon wiederverwendet werden sollen.
Mal ehrlich, die Eigenschaften, das Handling der Akkus und die 
entsprechende Ladetechnologie von NiCd und LiIon sind so 
unterschiedlich, dass es kaum Sinn macht, da etwas nachnutzen zu wollen.
Gruß Öletronika

Autor: fuzzy (Gast)
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@ knollo
> Der Temperatursensor schaltet
> dann über den Transistor und das Relais den Ladevorgang ab
Ja, irgendwie so... Aber woher kommt die positive Spannung für den 
Transistor? Es gibt nur die Verbindung über die zwei Dioden zum 
Temp-Sensor zum Minus Pol. Und der Sensor ist im Normalzustand ein 
Kurzschluß.


U. M. schrieb:
> Mal ehrlich, die Eigenschaften, das Handling der Akkus und die
> entsprechende Ladetechnologie von NiCd und LiIon sind so
> unterschiedlich, dass es kaum Sinn macht, da etwas nachnutzen zu wollen.
> Gruß Öletronika
Der neue LiIon-Akku-Pack wird aus 5 Zellen + BMS (inklusive Balancer) 
bestehen. Das ganze kann dann sehr einfach mit Konstantstrom geladen 
werden (genauso wie jetzt schon die NiCd Zellen), das BMS schaltet dann 
rechtzeitig ab.

Autor: Ralph B. (rberres)
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Vermutlich wird der NTC im Akkupack nicht mit Minus sondern mit einen 
Abgriff der ersten ( oder vermutlich der zweiten Zelle ) von Minus aus 
gesehen verbunden sein. Dann würde die Schaltung auch Sinn machen. Wenn 
die Spannung am Abgriff einen bestimmten Betrag überschritten hat 
schaltet der Transistor G1 durch und beendet das laden.

Ralph Berres

Autor: Volle (Gast)
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Dein Projekt lauter also:
" mache aus einem billigen schlechten Schrauber einen sehr teuren 
schlechten Schrauber der deutlich teurer und schlechter wie ein Guter 
ist"

LiIon Akkus müssen ganz anders behandelt werden als NiCd
Generell ist wichtig das der Motor zum Akku passt.

Autor: Michael B. (laberkopp)
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fuzzy schrieb:
> Wo kommt die positive Spannung her

Spannungsabfall an R6 bei Erhatlunsgladung.

Beim Einschalten ist das Relais nicht angezogen, weil C1 erst über R8 
aufgeladen werden müsste.

Also fliesst der Ladestrom (begrenzt durch den Trafo) um die Schaltung 
drumrum.

Öffnet der 45 GradC Temperaturschalter weil der Akku voll wird, entsteht 
ein Spannungsabfall an R6 und der Transistor hält das Relais in 
Selbsthaltung auch wenn die Temperatur wieder sinkt.

Ich denke also, die Schaltung ist am 45 GradC Tempsensor und Relais 
etwas anders als gezeichnet.

Autor: fuzzy (Gast)
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@Michael Bertrandt, vielen Dank für Deine Überlegungen.
Ich habe jetzt endlich den Fehler im Schaltplan gefunden:
Es sind lediglich die Anschlüsse (T) und (B-) zum Akkupack vertauscht, 
d.h. geladen wird über den "Sensor" bzw. besser "Thermosicherung" 
bestehend aus Bimetallschalter und PTC in Serie. Öffnet dieser weil der 
Akku voll ist und sich erwärmt, wird das Relais geschaltet und öffnet 
den Ladekreis (grüne LED geht an) und bleibt dann auch geöffnet wenn die 
Thermosicherung wieder schließt.

Super!!! Damit ist die Schaltung ohne Modifikationen auch mit meinem 
neuen LiIonen-Akku-Pack + BMS geeignet. Statt der Thermosicherung öffnet 
dann der N-FET vom BMS und das Relais öffnet sich entsprechend.

Autor: Armin X. (werweiswas)
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Bedenke, dass die Begrenzungsschaltung des BMS erst die Ladung beendet 
wenn die maximalspannung von 4,2V/Zelle schon längst überschritten 
wurde!
Gut hochgehen wird der Akku auch bei 4,3V/Zelle noch nicht gleich, aber 
gut ist das für die Lebensdauer auch nicht.
Ungünstig ist auch, dass durch die spontan Abschaltung durch das BMS die 
langsame Schlußladung ausbleibt die hilft geringe ungleichheiten 
auszubalancieren.
À propos Balancieren: Die Balancierung die solche Platinchen versprechen 
arbeitet mit max 100 - 200mA und ist gerade in der Schlußladephase aktiv 
in der normalerweise mit stetig geringer werdendem Ladestrom geladen 
wird.

Armin

: Bearbeitet durch User
Autor: fuzzy (Gast)
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Die Zellen, die ich mir besorgt habe (Samsung NR18650-25R), scheinen 
sehr robust zu sein.
Als BMS habe ich mal das hier bestellt 
(https://www.aliexpress.com/item/5S-15A-Li-ion-Lith...) 
- hoffe die 15A Dauerstrom sind ausreichend.
Als Balancer sind zwei von denen vorgesehen: 
https://www.aliexpress.com/item/3S-4-2v-li-ion-lip...

Autor: Armin X. (werweiswas)
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Die selben BMS-Boards werden bei ebay angeboten. Nur steht in der 
dortigen Beschreibung, dass sie einen Balancer beinhalten. Von der 
Anordnung der Bauteile am Stecker kommt das auch hin.
Die 15A Dauer können ausreichend sein. Ohne angegebenen Spitzenwert von 
55A hätte ich gesagt, dass das Board ungeeignet ist.
Die zusätzlichen Balancerboards wirst Du evtl trotzdem benötigen, weil 
der volle Ladestrom bis zur Abschaltung fließt.
Die Zellen, sofern das originalware ist sind in Ordnung und für 
Werkzeuganwendungen geeignet. Ich hatte schon befürchtet, dass Du uns 
irgendwelche xxxfire mit Fantasiekapazitäten präsentierst...

Armin

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