Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik L200 dauerhaft in Temperaturbegrenzung betreiben


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von hp (Gast)


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Hallo,

ich möchte ein mobiles Gerät mit einer LiFePo4-Zelle betreiben.
Als Laderegler in dem Gerät werde ich den L200 nutzen.

Der verbrät natürlich reichlich Leistung, und hier meine Frage: Kann ich 
den L200 dauerhaft seine Leistung durch die Temperaturbegrenzung regeln 
lassen? Das sähe dann so aus: L200 mit Shunt für Strombegrenzung, 
Spannungsbegrenzung sowieso; durch fehlenden Platz nur ein kleiner 
Kühlkörper im Geräteinneren. Jetzt lädt der L200 so lange mit 
Konstantstrom, bis er sein Temperaturlimit erreicht, und ab hier lädt er 
einfach mit "Konstanttemperatur". Ich erhoffe mir dadurch, die Leistung 
des Reglers voll ausnutzen zu können, ohne im Vorhinein den Ladestrom 
zwecks Schonung des IC sehr gering zu wählen.

Dass die Temperaturregelung für kurze Zeit zuverlässig funktioniert, ist 
klar, aber geht das auch >100 Ladezyklen gut? Schließlich leiden andere 
Halbleiter wie LEDs unter solchen Temperaturen enorm...
Und: begrenzt der Regler ab bestimmter Temperatur seine 
Ausgangsleistung, oder schaltet er einfach ab? Letzteres würde mir 
natürlich gar nicht passen.

Danke für jede Hilfe!

von Mani W. (e-doc)


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Ich würde mir da eher um das Gehäuse (Kunststoff?) Sorgen machen...

von hp (Gast)


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Ich baue meine Gehäuse meist aus Holz und (gebogenem) Stahlblech, der 
Kühlkörper hat zu keinem von beidem Kontakt.

von Mani W. (e-doc)


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Teste es einfach, der L200 ist intern geschützt...

von hp (Gast)


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Dass der L200 einen Temperaturschutz hat, ist mir ja klar, ebenso seine 
Beschaltung, bloß kann ich den nicht mal eben über hunderte Stunden 
laufen lassen, um zu schauen, ob er das gut überlebt.

von Mani W. (e-doc)


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hp schrieb:
> bloß kann ich den nicht mal eben über hunderte Stunden
> laufen lassen, um zu schauen, ob er das gut überlebt.

Wieso nicht?


Wenn Du das von mir vorgelegte Datenblatt studierst, steht da

Ausgangsstrom intern begrenzt

Verlustleistung intern begrenzt

: Bearbeitet durch User
von hp (Gast)


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Gut, ich denke, es wird auf einen Test hinauslaufen, wird aber noch 
einige Zeit dauern. Ich melde mich dann.
Sollte in der Zwischenzeit jemand über den Thread stolpern, der noch 
näheres weiß: nur heraus damit!
Und danke Mani, dass du dich zu dieser (Un)Zeit meiner Frage angenommen 
hast!

von der schreckliche Sven (Gast)


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hp schrieb:
> Kann ich
> den L200 dauerhaft seine Leistung durch die Temperaturbegrenzung regeln
> lassen?

Ja, das geht.
Das Gehäuseinnere wird dabei halt ziemlich warm.
Der L200 wirds überleben, aber was ist mit den anderen?
Wenn Du wieder ausgeschlafen bist, wirst Du diese Idee vielleicht auch 
etwas blöd finden.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Ich würde persönlich davon abraten. Thermischer IC-Die Schutz ist keine 
Hersteller beabsichtigte Dauerbetriebsart und fällt unter das Regime von 
Maximum Ratings und ist sozusagen nur für den Notfall vorgesehen um 
Legieren der Strukturen zu unterbinden und stresst immer den Die. Den 
Regler andauernd in diesem Modus zu betreiben kommt eher einem Mißbrauch 
gleich; vom Hersteller nicht sanktioniert und wird in der Regel die 
Lebensdauerwerwartung beträchtlich reduzieren.

Normalerweise nimmt man zum Laden solcher Zellen eine CV/CC Schaltung. 
Auch ist es wichtig die Ladeschlußspannung genau nach Herstellerangaben 
einzuhalten. Auch sollte eine LiFePo4 Zelle für eine lange 
Lebensdauererwartung nicht zu lange im Sättigungsbereich verbleiben. 
CV/CC läßt sich auch mit Schaltreglern realisieren und hat den großen 
Vorteil einen hohen Wirkungsgrad aufzuweisen ohne viel Hitze zu 
erzeugen. Ich würde Dir raten diesen Weg einzuschlagen. Allerdings wäre 
es im Interesse optimaler Sicherheit und maximale Ladezyklen noch besser 
einen intelligenten Lade Steuer IC zu finden der alle relevanten 
Gesichtspunkte im Betrieb berücksichtigt.

Mfg,
Gerhard

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Gerhard O. schrieb:
> Thermischer IC-Die Schutz ist keine Hersteller beabsichtigte
> Dauerbetriebsart und fällt unter das Regime von Maximum Ratings
Das ist wie wenn ich mit einem Automotor ständig in der 
Drehzahlbegrenzung herumfahren würde. Ich kann mir gut vorstellen, dass 
das verwenden dieser Schutzeinrichtung zur Temporegulierung nicht gut 
ist für den Motor.

Und genauso kann ich mir gut vorstellen, dann die Verwendung des 
Übertermperaturschutzes zur Stromregelung nicht gut für den L200 ist.

Kannst du denn garantieren, dass in deinem "selbstgeregelten" Aufbau 
die "max. Operating Junction Temperature" sicher niemals nicht 
überschritten wird?

: Bearbeitet durch Moderator
von meckerziege (Gast)


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Die Alterung des Bauteils beschleunigt sich EXTREM! Würde ich 
keinesfalls machen, auch nicht für private Basteleien.

Es gibt doch genügend anständige Lade-ICs...

von MaWin (Gast)


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Wird das ein Batterieofen?
Beitrag "Led Ofen Schulprojekt"

von Mani W. (e-doc)


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Wenn das Gehäuse aus Alu oder Stahlblech ist, warum nicht gleich als
Kühlkörper nutzen?

von Schreiber (Gast)


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hp schrieb:
> Dass die Temperaturregelung für kurze Zeit zuverlässig funktioniert, ist
> klar, aber geht das auch >100 Ladezyklen gut? Schließlich leiden andere
> Halbleiter wie LEDs unter solchen Temperaturen enorm...

Nicht nur die, eigentlich alle ICs. Auch ein L200
Für solche Anwendungen wurden übrigens Schaltregler erfunden.
Ein MC34063 ist in einem bastlerfreundlichen Gehäuse erhältlich und 
funktioniert auch dann, wenn die Schaltung von einem Anfänger aufgebaut 
wurde.

Neuere Schaltregler arbeiten meist mit einer höheren Schaltfrequenz und 
sind daher weit weniger Anfängerfreundlich.

von OS (Gast)


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Das was Du da machst ist sicherlich die schlechteste Lösung.
Wurde auch hier schon beschrieben.
Du könntest der Thermischen Begrenzung des L200 entgegenkommen wenn Du 
den Ladestrom des L200 von Haus aus niedriger wählst.
So das der L200 gar nicht so heiß wird.
Die Strombegrenzung des L200 ist bestimmt zuverlässiger als die 
Thermische Begrenzung. Begrenzt wird so oder so, dann lieber den Shunt 
so wählen, das der Strom geringer ist.
Andere Lösung, so ein Modul,

Ebay-Artikel Nr. 122213010285

die Thermischen Probleme wären dann gelöst.

von Jens G. (jensig)


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@ hp (Gast)
>Dass die Temperaturregelung für kurze Zeit zuverlässig funktioniert, ist
>klar, aber geht das auch >100 Ladezyklen gut? Schließlich leiden andere
>Halbleiter wie LEDs unter solchen Temperaturen enorm...

Jedes °C höher verringert die Lebensdauer. Solange man noch reichlich 
von der max. Junctiontemperatur ist, fä#llt das nicht auf, undd er Chip 
wird Dich evtl. noch weit überleben.
Je näher Du an die max. Junctiontemperatur kommst, um so schneller nimmt 
die Lebendauererwartung ab. Wenn Du den L200 also ständig in der 
Temperaturbegrenzung laufen läßt, also vermutlich um/knapp unter 150°C, 
dann dürfte dessen Lebendauer nur noch eine überschaubare Anzahl an 
Jahren betragen.


Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) schrieb:

>Kannst du denn garantieren, dass in deinem "selbstgeregelten" Aufbau
>die "max. Operating Junction Temperature" sicher niemals nicht
>überschritten wird?

Naja, dieses Maximum ist keine harte Grenze.
10°C über "max. Operating Junction Temperature" wird er auch noch eine 
Weile überleben, aber eben nicht mehr so lange wie beim spezifizierten 
Limit.

Im ganzen nimmt das Altern wohl expomnentiell (oder ähnlich geartet) mit 
der Temperatur zu. 10°C Erhöhung bei Raumtemperatur wirkt sich praktisch 
nicht aus, 10°C Erhöhung um die max. Junctiontemperatur herum dagegen 
sehr.


OS (Gast) schrieb:
>Du könntest der Thermischen Begrenzung des L200 entgegenkommen wenn Du
>den Ladestrom des L200 von Haus aus niedriger wählst.
>So das der L200 gar nicht so heiß wird.

Genau das will er ja gar nicht ...

: Bearbeitet durch User
von Andreas R. (Gast)


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Im der App Note* steht, dass man die Temperaturbegrenzung nicht 
dauerhaft nutzen darf:
Die Begrenzung schlägt bei typisch(!) 150°C an (Seite 3)
Das IC sollte eine Dauertemperatur von 110°C nicht überschreiten (Seite 
18).
Üblicherweise halbiert sich die Bauteillebensdauer alle 10K 
Temperaturerhöhung. Von typisch 100° auf permanent 150° wären das eine 
um den Faktor 32 Beschleunigung der Alterung...

*)
http://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/application_note/10/b7/90/4a/dc/9d/4d/bb/CD00003773.pdf/files/CD00003773.pdf/jcr:content/translations/en.CD00003773.pdf

-->Ich würde es nicht tun.

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