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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 1F-Kondensator laden & entladen


Autor: Alexander B. (bittneralexander)
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Seit einigen Jahren setze ich zwei Kondensatoren (aus Car Hi-Fi, jeweils 
1F, parallel geschaltet) als Punktschweißgerät ein um Li-Ion-Akkus 
miteinander zu verschweißen. Als Spannungsquelle setze ich momentan 
irgendein Netzteil ein, würde jedoch gern in Zukunft auf Akkus umsteigen 
(wie hier im Bild).
Nun kommt das Problem: die Ladung der Kondensatoren. In den ersten 
Millisekunden verhalten sich die Kondensatoren wie ein Kurzschluss, so 
dass die überschüssige Energie in die Lampe geht. Die Lampe wird dann 
irgendwann dunkel und die Kondensatoren voll. Nach einem Schweißimpuls 
werden die Kondensatoren wieder entladen und das ganze geht von neuem 
los (sehr helle Lampe, die dann immer dunkler wird).
Meine jetzige Strombegrenzung ist also die eines Anfängers. Ich würde da 
gern eine bessere einsetzen (irgendwas mit einem Operationsverstärker 
und einem MOSFET?). Wäre für Ideen dankbar wie ich die Powercaps laden 
könnte.

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Ich finde die Idee mit der Glühlampe gar nicht schlecht. Sie ist 
einfach, erfüllt ihren Zweck und du hast nebenbei noch eine 
Funktionskontrolle.

Autor: Thomas E. (Firma: Thomas Eckmann Informationst.) (thomase)
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Alexander B. schrieb:
> Meine jetzige Strombegrenzung ist also die eines Anfängers.

Aber eine, die funktioniert.

Never change a running system.

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Alexander B. schrieb:
> Ich würde da gern eine bessere einsetzen (irgendwas mit einem
> Operationsverstärker und einem MOSFET?). Wäre für Ideen dankbar wie ich
> die Powercaps laden könnte.
Ich finde die Lampenlösung auch nicht schlecht.
Funktionell besser mit einer "kostenlosen" Funktions- und 
Bereitschaftsanzeige geht es kaum.

Du könntest nur noch schneller werden, indem du mit einer 
Konstantromquelle so viel Strom "wie möglich" aus deinem Akkupack zum 
Laden der Kondensatoren entnehmen würdest. Das wird aber recht schnell 
recht aufwändig und dank vieler Bauteile wieder fehleranfälliger. Und du 
müsstest dir die Bereitschaftsanzeige auch noch dazubasteln...

Autor: Gerhard O. (gerhard_)
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Ich baute mal für eine Industrieanwendung ein UPS mit 700F welches einen 
Embedded PC für bis zu 13 Minuten am Leben erhalten sollte. Die vier 
350F Cs mit 2.5V wurden mittels Switchmode  Konstantstromquelle von 24V 
Input linear auf 5V geladen und hatten eine Balanceschaltung. Ein 
Booster Converter erzeugte 5V bis zu 1.5V hinunter. Funktionierte auch 
alles gut. In Deinem Fall finde ich die Glühlampe aber auch in Ordnung. 
KSQ wäre halt wegen Wegfall von exponenzieller Zeitkurve schneller. Aber 
der Aufwand gerechtfertigt das bei Dir nicht wirklich.

Autor: Alexander B. (bittneralexander)
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Erstmal danke an alle für die schnellen Antworten.
Damit das Laden schneller funktioniert würde ich die Lampe gern weg 
haben. Freilich kann ich zu dieser Lampe nochmal 10 Lampen parallel dazu 
schalten - dann wäre es schneller. Aber die Energie wird erstens 
verbraten, zweitens empfinde ich die Glühlampenlösung als 
unprofessionell und drittens ist die Lösung groß (ich hätte es vom 
Volumen her gern kleiner und auch gern komplizierter).

@ Lothar Miller
So eine Konstantstromquelle würde mich interessieren. Kannst du da näher 
darauf eingehen?
Die Bereitschaftsanzeige ist bereits vorhanden. Auf den 1F-Kondensatoren 
ist ja üblicherweise ein Voltmeter drauf. Und der zeigt mir eh immer an 
wenn die Caps voll sind.

@ Gerhard O.
Hättest du zufällig noch die Schaltung deines Projektes? Diese würde 
mich ganz unabhängig von meinem Punktschweißgerät interessieren. Das mit 
"KSQ" (was immer das auch ist) und "schneller" klingt gut. Kannst du da 
näher darauf eingehen?

Autor: Gerhard O. (gerhard_)
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Alexander B. schrieb:
> @ Gerhard O.
> Hättest du zufällig noch die Schaltung deines Projektes? Diese würde
> mich ganz unabhängig von meinem Punktschweißgerät interessieren. Das mit
> "KSQ" (was immer das auch ist) und "schneller" klingt gut. Kannst du da
> näher darauf eingehen?

KSQ=(K)onstant(S)trom(Q)uelle:-)

Weiß nicht ob da noch die Schaltung existiert. Ist schon lange her. Ich 
glaube ich verwendete einen Linear Technology Synchronous Schaltregler 
IC als Basis welcher Spannung sowohl als Strom mit hohem Wirkungsgrad 
regelte. Während der Aufladephase wurde der Strom auf einen bestimmten 
Wert(10A) begrenzt bis eventuell die Spannungsreglung bei 5V übernahm. 
Funktionierte ähnlich wie ein entsprechend eingestelltes Labornetzgerät. 
Die Endspannung mußte wegen der Spannungsfestigkeit der verwendeten Cs 
genau stimmen. Das war eine recht aufwendige Industrieschaltung mit uC 
Überwachung.

: Bearbeitet durch User
Autor: Lutz H. (luhe)
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So einen DCDC Wandler einsetzen, der hat eine Strombegrenzung,
er braucht allerdings 3V zum Regeln der Ausgangsspannung.
Es findet sich bei Bedarf sicher noch was anderes oder reichen 12 V auf 
dem Kondensator?

Beitrag "Netzteil aus Tintenstrahldrucker weiterverwenden"

Ebay-Artikel Nr. 400830390526

Youtube-Video "DSCF5087"

Autor: Alexander B. (bittneralexander)
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Ja, diese Ebay-Geräte kenne ich.
Dieses kann man auch statt der Lampe einsetzen: 
www.mikrocontroller.net/link/ebay/322380165160
Aber das ist ja noch größer als die Lampe.

Autor: Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite
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Die Ladeschaltung darf nicht clever genug sein. Die meisten Wandler für 
die Spannungswandlung haben Strombegrenzungen die bspw. foldback current 
limiting machen, d.h. die ersten paar Impulse liefert der Regler den 
vollen Strom, erkennt Kurzschluss und geht dann auf vereinzelte, sehr 
kurze Impulse zurück. Das macht dann einen mittleren Strom von wenigen 
mA.

Andere erkennen den Stromanstieg über den Schalttransistor und begrenzen 
den schon stark. Die Anfangsladung dauert über die Maßen lang.

Da scheint eine größere Drossel gefordert (68-100µH) und hysterische 
(hysteretische) Steuerung über einen einfachen Shunt. Das geht mit einem 
einfachen Komparator und sogar bis 50kHz. Grundsätzlich ist der 
Schalttransistor (PMOS) offen und speist über den Shunt die 
Kondensatoren. Der Spannungsabfall am Shunt wird dann an den (inv. 
Eingang des) Komparator gegeben (entweder Stromrichtungsverstärker oder 
Instrumentalverstärker, ich wär' für ersteres). Ist der groß genug, 
schaltet der Komparator ab. Mit einer variablen Referenz (am 
nicht-invertierenden Eingang) kannst du den Strom einigermaßen regeln.

Einen Shunt in der Masseleitung finde ich unpassend, wenn der 
Schweißstrom drübergeht.

Nebenbei bemerkt finde ich deinen Aufbau merkwürdig. Bei einem 
Schweißimpuls von 10ms geht über die 8 MOSFETs nicht annähernd genug 
Leistung. Denn entweder brennen sie durch oder die Spannungsspitzen 
(keine Freilaufdioden, keine Gate-Widerstände) führen zu 
Gate-Durchschlag. Etwas Schweißelektrode von 60cm Länge bringt schon ein 
paar zig nH ins Gefecht und 1-2kA binnen 1-10µs sind ein ordentliches 
Stück di/dt.

Mit etwas Spannungsmessung an der Minus-Elektrode kannst du noch das 
Aufsetzen erkennen und nach Timerablauf automatisch feuern, ohne 
Fußtaster.

Autor: Mani W. (e-doc)
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Alexander B. schrieb:
> Meine jetzige Strombegrenzung ist also die eines Anfängers. Ich würde da
> gern eine bessere einsetzen (irgendwas mit einem Operationsverstärker
> und einem MOSFET?).


Warum eine Verschlimmbesserung, wenn es ja einfach geht?

Ich würde da nichts ändern, und die Lampe ist auch nicht zu täuschen...


Thomas E. schrieb:
> Never change a running system.

Autor: Alexander B. (bittneralexander)
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@ Boris Ohnsorg

Die Beschreibung wie man es machen sollte klingt sehr gut. Jedoch würde 
ich es niemals allein hinbekommen aus dieser Beschreibung ein Schema zu 
zeichnen.
Dass mein Aufbau merkwürdig ist, weiß ich. Fakt ist jedoch, dass es 
schon viele Tausend Schweißpunkte hinter sich hat und immer noch nicht 
kaputt gegangen ist. Sind die acht Mosfets deiner Meinung nach jetzt zu 
viel oder zu wenig?
Für Verbesserungen (Freilaufdioden, Gate-Widerstände) bin ich offen.

Autor: Alexander B. (bittneralexander)
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Würde so was nicht als Strombegrenzung funktionieren?
Ist simpel und hat wenig Bauteile.

Autor: Krull (Gast)
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Alexander B. schrieb:
> Würde so was nicht als Strombegrenzung funktionieren?
> Ist simpel und hat wenig Bauteile.

Und wo wird hier der fließende Strom erfaßt?

Die Schaltung kann man vielleicht als Sanftanlauf oder ähnliches 
verwenden. Aber eine Strombegrenzung sollte doch den fließenden Strom 
erfassen und bei Überschreitung Gegenmaßnahmen einleiten...

Autor: Alexander B. (bittneralexander)
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Gar nicht.
Ich hätte gesagt einfach den Poti auf Mitte einstellen und fertig wäre 
die primitive Strombegrenzung. Bin natürlich für Verbesserungsvorschläge 
offen (dafür ja der ganze Thread hier).

Autor: Krull (Gast)
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Alexander B. schrieb:
> Dass mein Aufbau merkwürdig ist, weiß ich. Fakt ist jedoch, dass es
> schon viele Tausend Schweißpunkte hinter sich hat und immer noch nicht
> kaputt gegangen ist. Sind die acht Mosfets deiner Meinung nach jetzt zu
> viel oder zu wenig?
> Für Verbesserungen (Freilaufdioden, Gate-Widerstände) bin ich offen.

Aus deinen Ausführungen lese ich folgendes heraus:

- meine Schaltung funktioniert
- es ist kein Ausfall aufgetreten
- ich habe sogar eine optische Kontrolle
- alle Leute haben mir geraten, nichts zu verändern
- ich weiß zwar nicht, was ich verändern will (oder verbessern)
- aber ich will aber unbedingt etwas ändern (egal was)
- darum frage ich hier so lange, bis ich Vorschläge bekomme

Also hier nochmal meine Fragen an dich:
Welche Eigenschaft willst du verbessern oder verändern?
Womit bist du nicht zufrieden?

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Alexander B. schrieb:
> Gar nicht. Ich hätte gesagt einfach den Poti auf Mitte einstellen und
> fertig wäre die primitive Strombegrenzung.
Für einen Motor. Weil der eine nennenswerte Induktivität hat.

Alexander B. schrieb:
> Ist simpel und hat wenig Bauteile.
Genau das solltest du vergessen. Du hast eine Schaltung, die ist 
simpel und hat wenige Bauteile. Und sie funktioniert soweit ja offenbar 
auch.

Wenn du jetzt eine Schaltung haben willst, die schneller ist oder 
besser oder zuverlässiger ist, dann brauchst du aufwändige 
Schaltungen.

Autor: Krull (Gast)
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Alexander B. schrieb:
> Gar nicht.
> Ich hätte gesagt einfach den Poti auf Mitte einstellen und fertig wäre
> die primitive Strombegrenzung. Bin natürlich für Verbesserungsvorschläge
> offen (dafür ja der ganze Thread hier).

Ich hätte da eine ganz verrückte Idee für dich:
Schalte doch einfach eine Glühlampe dazwischen.
Dann hast du eine Strombegrenzung und außerdem eine optische Kontrolle.
Was hältst du davon? ;-D

Autor: Alexander B. (bittneralexander)
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@ Krull
Was genau ich verbessern will:
1. Die neue Strombegrenzung soll nicht so heiß werden wie die Lampe.
1.1. Dann würde nicht mehr so viel Energie in Wärme umgewandelt werden 
(Akku reicht also länger).
2. Die Kondensatoren könnten schneller geladen werden (also könnte ich 
schneller arbeiten).
3. Die neue Strombegrenzung sollte kleiner werden.

4. Ja, sie darf komplizierter sein (mehr Bauteile etc).
5. "never touch a running system" - ist zwar richtig, aber wenn man 
diesen Grundsatz zu streng beachtet, dann gibt es keine Verbesserung.

Autor: Tany (Gast)
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Alexander B. schrieb:
> Würde so was nicht als Strombegrenzung funktionieren?
> Ist simpel und hat wenig Bauteile

fast.
es wäre besser mit einem UC3842/3844

Autor: Falk B. (falk)
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@ Alexander Bittner (bittneralexander)

>Nun kommt das Problem: die Ladung der Kondensatoren. In den ersten
>Millisekunden verhalten sich die Kondensatoren wie ein Kurzschluss, so
>dass die überschüssige Energie in die Lampe geht.

Richtig. Beim Laden eines leeren Kondensators wird ebensoviel Energie im 
Vorwiderstand verbraten wie im Kondensator gespeichert wird. 
Wirkungsgrad max. 50%.

>irgendwann dunkel und die Kondensatoren voll. Nach einem Schweißimpuls
>werden die Kondensatoren wieder entladen und das ganze geht von neuem
>los (sehr helle Lampe, die dann immer dunkler wird).

Ist do ne Super-Simple-Robuste Lösung! GEKAUFT!

>Meine jetzige Strombegrenzung ist also die eines Anfängers.

Sie ist PRGMATISCH und dem Problem angemessen!

> Ich würde da
>gern eine bessere einsetzen (irgendwas mit einem Operationsverstärker
>und einem MOSFET?). Wäre für Ideen dankbar wie ich die Powercaps laden
>könnte.

https://de.wikipedia.org/wiki/Pragmatismus

Klar kann man einen Kondensator auch per Schaltregler laden, das ist 
prinzipielle mit weniger Verlusten machbar, aber warum?


>1. Die neue Strombegrenzung soll nicht so heiß werden wie die Lampe.

Du mußt die Lampe nicht anfassen, dafür gibt es Fassungen (unfasßbar!)

>1.1. Dann würde nicht mehr so viel Energie in Wärme umgewandelt werden
>(Akku reicht also länger).

Stimmt. Aber warum Akkubetrieb? Schweißt du die Dinger in der russischen 
Steppe? Bleib beim Netzteil und sei glücklich.

>2. Die Kondensatoren könnten schneller geladen werden (also könnte ich
>schneller arbeiten).

Kann man auch mit einer leistungsstärkeren Lampe erreichen. Wie schnell 
muss du denn wirklich arbeiten? Schweißt du die Kontakte im Akkord, 1000 
Stück die Stunde?

>3. Die neue Strombegrenzung sollte kleiner werden.

Muss dein Gerät in die Handtasche passen?

>4. Ja, sie darf komplizierter sein (mehr Bauteile etc).

Wird es auch.

Naja, whatever. Wenn du es "besser" machen willst kauf dir einen 
leistungsfähigen Schaltregler mit Strombegrenzung, der dauerhaft 
kurzschlußfähig ist und dabei nicht abschaltet. Dann kannst du deine 
Kondensatoren verlustärmer laden.

Autor: Falk B. (falk)
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Zur Orientierung.

C = I * t / U

D.h. wenn man 2F mit 2A lädt, steigt die Spannung um 1V/s. Damit kannst 
du ausrechnen, wieviel Ladestrom du braucht, um deine gewünschte 
Ladezeit zu erreichen. Und das ist linear, im Gegensatz zur 
RC-Bananenkurve.

Beitrag #5239583 wurde vom Autor gelöscht.
Autor: Alexander B. (bittneralexander)
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Falk B. schrieb:

> Naja, whatever. Wenn du es "besser" machen willst kauf dir einen
> leistungsfähigen Schaltregler mit Strombegrenzung, der dauerhaft
> kurzschlußfähig ist und dabei nicht abschaltet. Dann kannst du deine
> Kondensatoren verlustärmer laden.

Welche Schaltregler kämen da in Frage?

Autor: jz23 (Gast)
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Alexander B. schrieb:
> Welche Schaltregler kämen da in Frage?

Alle, die eine "echte" Stromregelung haben. Also nicht nur abschalten 
bei Überstrom, sondern sowohl Konstantstrom als auch Konstantspannung 
liefern können. Wobei letzteres nicht nötig ist, wenn man einfach bei 
Erreichen der Spannung den Schaltregler abschaltet. Als Nebeneffekt kann 
man an den dafür nötigen Komparator noch gleich eine LED dranhängen.

Als Schaltregler für Konstantstrom könnte man bsp. einen MC34063 nehmen. 
Der ist unkritisch, was die Schaltfrequenzen angeht, billig und mit nem 
externen Transistor gut nachrüstbar. Dafür ist er natürlich arg alt und 
nicht der effizienteste.

Autor: Peter (Gast)
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Alexander B. schrieb:
> Welche Schaltregler kämen da in Frage?

http://www.linear.com/product/LT3741
Ansonsten gibt es bei Google viele Treffer bei der Suche nach constant 
current led switch.
Der gewählte Step-Down-Switcher muss die Spannung deiner Akkus abkönnen. 
Und die Akkus müssen den Strom, den der Switcher liefert, abkönnen.

Im Übrigen finde ich es gut, dass du die Gedanken machst und etwas 
verbesserst.

Autor: Alexander B. (bittneralexander)
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Ja, so was wie hier abgebildet wäre in der Tat das was ich gern hätte: 
http://madengineer.ch/blog/2016/06/12/300w-konstan...

Mal eine Frage am Rande: gibt es die Möglichkeit (für einen 
Normalsterblichen), dass man einen Auftrag an eine Firma (welche?) gibt, 
die dann für einen eine Platine nach Maß fertigt mit bestimmten 
Bauteilen, die man da drauf haben möchte? Falls es so was gibt - 
bezahlbar muss das sein.

Autor: Falk B. (falk)
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@ Alexander Bittner (bittneralexander)

>Ja, so was wie hier abgebildet wäre in der Tat das was ich gern hätte:
>http://madengineer.ch/blog/2016/06/12/300w-konstan...

Nett.

>Mal eine Frage am Rande: gibt es die Möglichkeit (für einen
>Normalsterblichen), dass man einen Auftrag an eine Firma (welche?) gibt,
>die dann für einen eine Platine nach Maß fertigt mit bestimmten
>Bauteilen, die man da drauf haben möchte? Falls es so was gibt -

Gibt es.

>bezahlbar muss das sein.

Nicht in deinem Maßstab. So eine Entwicklung von einer kommerziellen 
Firma oder auch einer Einzelperson ist aufwändig und damit teuer. Das 
kostet dich locker das 100fach des teuersten Seriengeräts.

Aber deine Anforderungen sind ja eher moderat. Du hast 2F, die du auf 
16V laden willst. Mit 2A dauert das 16s. Ist das OK? Oder soll es eher 
schneller gehen? Mit 4A sind es nur noch 8s. Sagen wir mal 10A, dann 
dauert es nur noch 3,2s. Das sollte reichen.

Also brauchst du einen 10A Schaltregler, der auch Konstantstrombetrieb 
kann. Als Nennspannung sind 24V weit verbreitet.

Als ersten Versuch würde ich das hier empfehlen. Bei dem Preis kann man 
nicht viel falsch machen.

Ebay-Artikel Nr. 302482938598

Oder der hier, auch wenn der nur 5A kann.

Ebay-Artikel Nr. 122795672434

Nachtrag: der 5A Regler mit XL4005 sieht gut aus! Laut Datenblatt kann 
der auch Konstantstrombetrieb. Und so wie es aussieht, haben die 
Chinesen einfach die Standardschaltung aus dem Datenblatt nachgebaut.

https://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&sou...

Im Extremfall schaltet man einfach 2 von den Dingern parallel! Denn da 
diese Board per Poti eingestellt werden können, kann man sie ziemlich 
gut abgleichen, sagen wir mit weniger als 50mV Differenz. Und da die 
Dinger die allermeiste Zeit sowieso im Konstantstrombereich arbeiten 
(Ladephase) und danach praktisch im Leerlauf (Kondensator ist voll), 
spielt eine Abweichung der beiden Ausgangsspannungen keine Rolle.

: Bearbeitet durch User
Autor: Alexander B. (bittneralexander)
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Den XL4005 habe ich soeben probiert. Er lädt den Kondensator schnell, 
aber nach ca. 15 Schweißpunkten ist er mir mit großem Knall abgeraucht.

Autor: g457 (Gast)
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> Den XL4005 habe ich soeben probiert. Er lädt den Kondensator schnell,
> aber nach ca. 15 Schweißpunkten ist er mir mit großem Knall abgeraucht.

Hast Du dessen Versorgung strombegrenzt oder hast du mit dem XL4005 eine 
Stromquelle aufgebaut oder hast Du ihn einfach außerhalb der 
Spezifikation getötet?

Autor: Alexander B. (bittneralexander)
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So ein Platinchen gekauft so wie es bei ebay verkauft wird. Den Eingang 
einfach an vier in Serie geschaltete KonionsV4 angeklemmt (ca. 16V 
Eingangsspannung also). Den Ausgang auf 15V eingestellt und die ganze 
Schaltung damit betrieben.

Nach dem mir der XL4005 dann abgeraucht ist, habe ich mit Lampe als 
Strombegrenzung die Schaltung betrieben. Beim normalen Arbeitstempo wird 
sie echt heiß - daher bleibe ich dabei, dass sie durch etwas 
effektiveres ersetzt werden müsste.

Autor: g457 (Gast)
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> Den Eingang einfach an vier in Serie geschaltete KonionsV4 angeklemmt
> (ca. 16V Eingangsspannung also).

Ich komm da auf 14.8V nominell und 16.8V maximal. Ohne Last.

> Den Ausgang auf 15V eingestellt und die ganze Schaltung damit betrieben.

Also läuft der Buckconverter die meiste Zeit gar nicht wirklich. Wundert 
mich nicht, dass es den zerlegt hat. Wenn Du mit dem XL4005 
weitermurksen willst dann mach die Eingangsspannung mal wesentlich 
höher, so grob 20-25V. Aber auch dann wird er es wahrscheinlich nicht 
lange überleben weil per se ungeeignet. Wesentlich besser: Bau Dir eine 
15V-Netzteil mit passender Strombegrenzung selbst. Oder nimm ein 
15V-Netzteil mit passender (funktionierender) Strombegrenzung, z.B. ein 
billiges Labornetzteil.

Autor: Falk B. (falk)
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@ Alexander Bittner (bittneralexander)

>Den XL4005 habe ich soeben probiert. Er lädt den Kondensator schnell,
>aber nach ca. 15 Schweißpunkten ist er mir mit großem Knall abgeraucht.

Mist! 8-0

Also muss man mal messen. Da das Ding eine interne Strombegrenzung hat, 
darf der Ladestrom am Ausgang nicht viel mehr als 6-7A betragen und der 
muss über die Ladezeit annähernd konstant bleiben. Wenn verfügbar, kann 
man das mit einem Oszi messen, die Spannung am Kondensator sollte 
annähernd linear steigen.

Wenn man genauer hinschaut, hat das Ding so gut wie keinen 
Kühlkörper für den Regler-IC, in welchem auch der 
Leistungstransistor verbaut ist. Das muss man ändern. Das Dumme ist nur, 
daß man an diesen IC bzw. diese Platine nur sehr schlecht einen 
dranbekommt! Man müßte den IC ablöten und 90 Grad biegen, sodaß man 
einen Kühlkörper per Klemme oder ähnlich befestigen kann. Denn auch der 
beste Schaltregler hat keine 100% Wirkungsgrad.

Und was ist denn dort explodiert? Der große IC oder eher die kleine 
Diode, welche für 5A Dauerlast eher unterdimensioniert ist.

"Built in thermal shutdown function
Built in current limit function
Built in output short protection function"

Da kann ich kaum glauben, daß der IC abgeraucht ist. Man muss die Diode 
durch was kräftiges ersetzen, z.B. MBR745, der kann man auch einen 
kleinen Kühlkörper verpassen.

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Mir ist mal ein LM317 direkt unter der Nase explodiert. Meine Beschwerde 
hatte Conrad damals an den Chip Hersteller weiter geleitet. In der 
Antwort hieß es dann sinngemäß:

Die internen Schutzschaltungen in IC's funktionieren meist nur, wenn ein 
ausreichend großer Kühlkörper vorhanden ist.

Nachdem ich das nun weiß, ist mir kein Chip mehr explodiert.

Autor: Alexander B. (bittneralexander)
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War der IC. Ich hätte auch eher damit gerechnet, dass die Diode 
abraucht.
Dass der IC abraucht hätte ich nie gedacht. Bevor ich es bei ebay 
gekauft habe, habe ich auch gelesen: "Built in thermal shutdown 
function, limit function, output short protection function". Wegen 
diesen Dingen kann der IC eigentlich gar nicht kaputt gehen ;-)

g457 schrieb:
> Wesentlich besser: Bau Dir eine
> 15V-Netzteil mit passender Strombegrenzung selbst.
Genau das versuche ich ja die ganze Zeit. Der springende Punkt ist 
"passende Strombegrenzung".

Autor: Falk B. (falk)
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@Alexander Bittner (bittneralexander)

>War der IC. Ich hätte auch eher damit gerechnet, dass die Diode
>abraucht.

Komisch. Möglicherweise aber ein Folgeschaden, weil die Diode 
durchgebrannt ist. Miß die mal.

>> 15V-Netzteil mit passender Strombegrenzung selbst.

>Genau das versuche ich ja die ganze Zeit. Der springende Punkt ist
>"passende Strombegrenzung".

Eben. Prinzipiell kann das dieser Schaltregler schon. Praktisch klemmt 
es irgendwo. Das muss man rausfinden. Miß mal die Temperatur der 
Bauteile nach einem einzelnen Schweißpunkt bzw. nach dem 1. Aufladen. 
Die Fingertestmethode reicht, ggf. den Finger vorher ein wenig naß 
machen.

Autor: g457 (Gast)
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> Prinzipiell kann das dieser Schaltregler schon.

Ich trau ihm das nicht zu, weil wenn man das Datenplatt liest, dann 
fällt auf:
- 'Kurzschlussschutz' heisst bei denen dass die Schaltfrequenz von 
300kHz auf 60kHz gesenkt wird (Marketinggeblubber auf der ersten Seite), 
ansonsten läuft die Mühle scheinbar unbeeindruckt und -vorteilhaft 
weiter.
- Zum Überstromschutz steht im selben Bereich dass es ihn gibt, aber 
nicht wie er charakterisiert ist (Ausschalten, Pause, typische Höhe, 
Dauer, ..)
- Bei den elektrischen Eigenschaften ist der Schaltstrom nur für V_FB=0 
angegeben (was beim Punktschweisskondensatoraufladen nicht vorkommt 
(bzw. nur beim allerersten Einschalten)).
- Zur Übertemperatursicherung findet sich auch nur was beim 
Marketinggeblubber, ein SOA-Diagramm oder ähnliches fehlt, die maximale 
Verlustleistung ist mit 'Internally limited mW'(!) angegeben.

Kein Datenplatt, das mich dem Tschipp weiter trauen lassen würde als wie 
ich ihn werfen könnte.

Autor: Alexander B. (bittneralexander)
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Die Diode habe ich nun gemessen. Die ist tatsächlich in Ordnung.
Temperatur habe ich mit dem Finger kurz nach der Explosion des XL4005 
gemessen. Diode war etwas warm, während der IC glühend heiß war.

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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So sah mein LM317 damals auch aus.

Autor: Falk B. (falk)
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@Alexander Bittner (bittneralexander)

>Die Diode habe ich nun gemessen. Die ist tatsächlich in Ordnung.
>Temperatur habe ich mit dem Finger kurz nach der Explosion des XL4005
>gemessen. Diode war etwas warm, während der IC glühend heiß war.

Nun, es könnte auch ein gefälschter IC sein, bei unseren chinesischen 
Freunden ist fast alles möglich.

Neuen IC aus vertrauenswürdiger Quelle besorgen und einlöten, ggf. mit 
Kühlkkörper.

Autor: Edson (Gast)
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Falk B. schrieb:
> Nun, es könnte auch ein gefälschter IC sein, bei unseren chinesischen
> Freunden ist fast alles möglich.
>
> Neuen IC aus vertrauenswürdiger Quelle besorgen und einlöten, ggf. mit
> Kühlkkörper.

Das halt ich nun wirklich nicht für zielführend, Falk. Wie willst Du mit 
solchen Ressentiments ein technisches Problem lösen? Bei Abweichungen 
von der gewünschten Funktion gleich von einem gefälschtem IC auszugehen 
ist doch die gleiche Kategorie, wie z.B. den C-Compiler für eigene 
Programmierfehler verantwortlich zu machen. Das kann mal vorkommen, 
ist aber extrem unwahrscheinlich.

Autor: Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite
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Deine riesige kapazitive Last ist für jede schalterbasierte 
Stromregelung kritisch. Du hast einen sehr geringen Widerstand und eine 
sehr hohe Kapazität. Da fließt sofort ein immens hoher Strom. Die 
meisten sog. current mode Spannungsregler messen den Strom über der 
Induktivität und/ oder dem MOSFET. Da hast du so oder so keine Chance 
und rasselst immer in die Strombegrenzung hinein. Die funktioniert oft 
nach einer fold-back-Methode, d.h. der Regler geht nicht mit voller 
Leistung ran, sondern leuchtet erst ein wenig an deinen nahezu idealen 
Kurzschluss. Selbst das schützt den Regler aber nicht und ich wette, da 
sind gleich mal 10-20A fällig, die der Regler liefern muss, selbst für 
seinen kürzesten Puls.

Zuerst kommst du um einen Serienwiderstand nicht drumrum. Mit dem 
solltest du bei Ladebeginn den Strom auf ein verträgliches Maß 
reduzieren. Weiters dient er als Dämpfungsglied für den hübschen 
Serienschwingkreis aus Zuleitungen und Kondensator. Bei 20V 
Spitzenspannung und 5A Spitzenstrom ist das eine einfache Rechenaufgabe.

Dann kannst du jeden Schaltregler in eine Stromquelle verwandeln, wenn 
du einen Shunt einführst. Da du aber schweißen willst, darf der 
Mess-Shunt nicht in der GND-Leitung hängen. Du brauchst eine 
High-Side-Strommessung. Und da kannst du jeden Stromrichtungsverstärker 
einsetzen, der genug Bandbreite hat, soetwas wie einen Maxim MCP4172 und 
Co. Andere Hersteller haben auch solche Bauteile, der von Maxim war mir 
gerade eingefallen.

Die Feedback-Spannung deines Schaltreglers wird nun aus der Kombination 
von Zielspannung (=Ladung im Kondensator) und Momentanstrom gebildet, 
der größere Wert von beiden gewinnt. Wie man soetwas bewerkstelligt, 
kannst du aus AN946 von Texas Instruments für den LM2576 entnehmen. Im 
Prinzip zieht die Strommessung die Spannungsmessung über eine Diode 
herunter oder die Spannungsmessung übergeht die Strommessung (auch mit 
einer Diode), sobald die Zielspannung erreicht wird.

Bzgl. der MOSFETs musst du nichts ändern, wenn es geht, geht es und 
tausende Schweißpunkte sind ein ordentliches 3-Sigma. (Was aber u.U. auf 
einen zu kleinen Schweißstrom/ eine starke dynamische Strombegrenzung 
hindeutet. 2kA sollten da für 10ms schon fließen können, deine 
Elektroden und die Verkabelung sind ja Induktivitäten, die es klein zu 
halten gilt.)

Autor: Der Andere (Gast)
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Edson schrieb:
> extrem unwahrscheinlich.

Warum?
Was die Chinesen fälschen können das fälschen sie. Ob das jetzt Gucci 
Taschen oder Gesundheitsschlappen sind.
Und seit einigen Jahren können sie auch mit Chipfertigung umgehen, warum 
sollten sie da also nicht fälschen?

Autor: Der Andere (Gast)
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Boris O. schrieb:
> Selbst das schützt den Regler aber nicht und ich wette, da
> sind gleich mal 10-20A fällig, die der Regler liefern muss, selbst für
> seinen kürzesten Puls.

Das ist doch Unsinn, erstens kann in einem Schaltregler nicht 
"plötzlich" ein Riesenstrom fliessen, weil der durch die Induktivität 
muss und zweitens kann eine Stromregelung genau sowas ab

Autor: Edson (Gast)
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Der Andere schrieb:
> Warum?

Du kannst hier gerne Deine Fragezeichen aufstellen, aber ich bin Dir 
keine Antwort schuldig. Ich könnte ja auch einfach fragen: wieso gehst 
Du von gefälschten IC aus, traust Du Deinen Lieferanten nicht? Schließt 
Du etwa von Dir auf andere (Dein Nick weist übrigens drauf hin)?

> Was die Chinesen fälschen können das fälschen sie. Ob das jetzt Gucci
> Taschen oder Gesundheitsschlappen sind.
> Und seit einigen Jahren können sie auch mit Chipfertigung umgehen, warum
> sollten sie da also nicht fälschen?

Das sind nichts weiter als Allgemeinplätze. Es spricht schon Bände, wenn 
einer ohne Not einer Aussage widersprechen muss, obwohl das nicht mal 
den Kern des Themas trifft.

Autor: Falk B. (falk)
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@Boris Ohnsorg (bohnsorg) Benutzerseite

>Deine riesige kapazitive Last ist für jede schalterbasierte
>Stromregelung kritisch.

Nö.

> Du hast einen sehr geringen Widerstand und eine
>sehr hohe Kapazität. Da fließt sofort ein immens hoher Strom.

Unfug^3! Das Ding hat, wie die meisten Schaltregler, eine cycle by cycle 
Strombegrenzung.

> Die
>meisten sog. current mode Spannungsregler messen den Strom über der
>Induktivität und/ oder dem MOSFET. Da hast du so oder so keine Chance
>und rasselst immer in die Strombegrenzung hinein.

Das ist der Sinn einer Konstantstromquelle auf Schaltreglerbasis!

>Kurzschluss. Selbst das schützt den Regler aber nicht und ich wette, da
>sind gleich mal 10-20A fällig, die der Regler liefern muss, selbst für
>seinen kürzesten Puls.

Quark. Wenn der IC eben dieser ist, welcher im Datenblatt angegeben ist, 
schaltet der bei ca. 8A ab.

>Zuerst kommst du um einen Serienwiderstand nicht drumrum.

Blödsinn!

>Serienschwingkreis aus Zuleitungen und Kondensator. Bei 20V
>Spitzenspannung und 5A Spitzenstrom ist das eine einfache Rechenaufgabe.

Nur dummes Geschätz.

>Dann kannst du jeden Schaltregler in eine Stromquelle verwandeln, wenn
>du einen Shunt einführst. Da du aber schweißen willst, darf der
>Mess-Shunt nicht in der GND-Leitung hängen. Du brauchst eine
>High-Side-Strommessung.

Eben DIE hat der IC!

Vielen Dank für deinen Beitrag!

(Mann O Mann)

Autor: Falk B. (falk)
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@Edson (Gast)

>> Nun, es könnte auch ein gefälschter IC sein, bei unseren chinesischen
>> Freunden ist fast alles möglich.
>

>Das halt ich nun wirklich nicht für zielführend, Falk.

Es ist eine Vermutiung, nicht mehr. Und da der OP weder das Wissen noch 
die Meßtechnik hat, das solide zu untersuchen, müssen andere Lösungen 
her.

Autor: bittneralexander (Gast)
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Es muss gar nicht High-side sein. Low-side geht genauso.
Dass das Schweißen mit MOSFETs geschieht, die in der Minus-Leitung 
sitzen hat ja nichts zu sagen. Die Strombegrenzung um die Kondensatoren 
zu laden kann ja trotzdem in der Minus-Leitung sitzen oder aber auch in 
der Plus-Leitung (völlig egal so wie ich es sehe).

Autor: Der Andere (Gast)
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Edson schrieb:
> Du kannst hier gerne Deine Fragezeichen aufstellen, aber ich bin Dir
> keine Antwort schuldig.

Nö, bist du nicht, trotzdem stellst du eine Behauptung auf die du 
genausowenig begründen kannst wie ich die Gegenbehauptung: "Fälschungen 
sind weitaus häufiger als du dir vorstellen kannst"

Edson schrieb:
> Das sind nichts weiter als Allgemeinplätze.

Genau wie dein Beitrag, nur daß die Erfahrungen der letzten Jahre zeigen 
daß immer mehr Fälschungen in Umlauf kommen.
Also ist meine behauptung zumindest etwas begründbar, deine:

Edson schrieb:
> extrem unwahrscheinlich

ist absolut durch nichts begründbar!

Edson schrieb:
> Es spricht schon Bände, wenn
> einer ohne Not einer Aussage widersprechen muss

Hast du hier das Monopol darauf Behauptungen aufzustellen? Ich denke 
nein.
Schau erst mal nach dem Balken vor deiner Stirn ehe du dich über das 
Brett vor meinem Kopf aufregst.
:-)

Autor: Alexander B. (bittneralexander)
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Ob es eine Fälschung ist werden wir ja bald sehen. Ich habe vor ca. 
einer Woche 10 von den XL4005 geordert. Kann natürlich sein, dass dann 
auch die eine Fälschung sind. Prinzipiell erwarte ich, dass das was im 
Datenblatt steht auch stimmt. Wir werden sehen.
Gleichzeitig würde ich gern nach Alternativen suchen: es muss doch auch 
was anderes geben wie den XL4005, der auch CCCV kann. Fünf bis 10 Ampere 
würden mir eigentlich auch schon reichen. Ideen?

Autor: Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite
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Alexander B. schrieb:
> Mal eine Frage am Rande: gibt es die Möglichkeit (für einen
> Normalsterblichen), dass man einen Auftrag an eine Firma (welche?) gibt,
> die dann für einen eine Platine nach Maß fertigt mit bestimmten
> Bauteilen, die man da drauf haben möchte? Falls es so was gibt -
> bezahlbar muss das sein.

Na klar gibt es solche Unternehmen, z.B. mein Ingenieurbüro. Allerdings 
werden Dich die dabei entstehenden Kosten schon ziemlich aus den 
Latschen hauen. Eine allererste Schätzung ergibt einen Aufwand von ca. 
zwei Mannwochen für den Schaltungsentwurf inklusive Simulation, 
Leiterplattenlayout,  Inbetriebnahme, Überarbeitung von Stromlaufplan 
und Layout und Tests. Hinzu kommen natürlich noch die Kosten für die 
Bestückung, Material, Leiterplatte.

Damit erhieltest Du ein paar funktionsfähige Baugruppen (ohne Gehäuse), 
ausdrücklich als Funktionsmuster deklariert. Es sind keine Messungen 
bezüglich EMV/ESD usw. enthalten.

Autor: Alexander B. (bittneralexander)
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Sollte ich mal im Lotto gewinnen werden ich darauf zurück kommen.
Bis dahin brauche ich eine billigere Lösung.
Ich glaube, dass ich den benötigten IC gefunden habe: 
http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/8055fb.pdf
Genau so was bräuchte ich. Aber bei Ebay sind solche Chips für 100 Euro 
gelistet. Ist das realistisch? Oder werden die in 100er Packungen 
verkauft ohne dass dort etwas davon steht?

Autor: Edson (Gast)
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Der Andere schrieb:
> Schau erst mal nach dem Balken vor deiner Stirn ehe du dich über das
> Brett vor meinem Kopf aufregst.
> :-)

Hinter dem ellenlangen Pamphlet, zu dem Du Dich bemüßigt gefühlt hast, 
kann ich Deinen sogenannten Kopf gar nicht mehr erkennen...

Glaub doch was Du willst. Ich mache jedenfalls lieber erst meine 
Hausaufgaben bevor ich das Material schlecht rede.

Autor: oszi40 (Gast)
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Alexander B. schrieb:
> sind solche Chips für 100 Euro

Hat denn schon mal einer überlegt, ob seine späteren Li-Akkus überhaupt 
für den dann gewünschten hohen Strom geeignet sind oder vorher 
ausbrennen (falls der 10000€-Schaltregler zufällig mal durchlegiert)?

Autor: mko (Gast)
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oszi40 schrieb:
> falls der 10000€-Schaltregler zufällig mal durchlegiert

Danke für die Erinnerung - genau das hatte ich viel weiter oben schon 
mal thematisieren wollen, dann aber vergessen.

In diesem (und vergleichbaren) Fällen könnte eine elektronische 
Sicherung helfen, den Akku zu schützen. Man könnte sogar diese, oder gar 
eine zweite - man kann sowas mit wenigen Teilen aufbauen, jeder 5. hier 
hätte vermutlich sogar eine fertige Schaltung, nur noch zu 
dimensionieren - auch auf niedrigere Schwelle einstellen, so daß sie 
zusätzlich jeweils linear abregelt, um das IC zu schützen. Theoretisch. 
:)

Autor: Alexander B. (bittneralexander)
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Ja. Es handelt sich um Sony Konion US18650VTC4. Die können bis zu 30A 
abgeben. Also eine 20A-Sicherung direkt danach und gut ist.

Autor: mko (Gast)
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Moment - mindestens zweiteres war also nicht mit "Schaltschwelle", 
sondern in Stromregel- bzw. -begrenzungs-Schaltung gedacht. Sry

Autor: mko (Gast)
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Wobei man dann aber wieder auch ein Trafonetzteil mit linearer Regelung 
ausstatten könnte. Aufwandsmäßig, meine ich.

Autor: Alexander B. (bittneralexander)
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Ich habe mir das ganz simpel und klein vorgestellt. Irgendein IC, der 
einen MOSFET schnell ein- und ausschaltet. Am Anfang des Ladevorgangs 
mit einigen Kilohertz und zum Ende des Ladevorgangs mit einigen Hundert 
Kilohertz.

Autor: Falk B. (falk)
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@ Alexander Bittner (bittneralexander)

>Ich habe mir das ganz simpel und klein vorgestellt. Irgendein IC, der
>einen MOSFET schnell ein- und ausschaltet. Am Anfang des Ladevorgangs
>mit einigen Kilohertz und zum Ende des Ladevorgangs mit einigen Hundert
>Kilohertz.

Genau DAS machen die Schaltregler. Du musst "nur" eienn finden, der 
schon fix und fertig auf einem Board montiert ist. Eine 
kundenspezifische ENtwicklung macht man nur, wenn man praktisch ALLE 
käufichen Alternativen WIRKLICH ausgeschlossen hat.

"Ich habe vor ca. einer Woche 10 von den XL4005 geordert."

Meinst du die ICs oder die kompetten Boards von Ebay?

Wenn du willst kannst du mir eines dieser Boards + 1-3 ICs per Post 
schicken, ich schau dann mal wie das Ding wirklich arbeitet.

Autor: Falk B. (falk)
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@Alexander Bittner (bittneralexander)

>http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/8055fb.pdf
>Genau so was bräuchte ich. Aber bei Ebay sind solche Chips für 100 Euro
>gelistet. Ist das realistisch?

Der einzelne IC eher nicht, als fertiges Modul kann das sein.

Autor: mauri (Gast)
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Gerhard O. schrieb:
 Ein
> Booster Converter erzeugte 5V bis zu 1.5V hinunter. Funktionierte auch
> alles gut.

Heisst das nicht Buck Converter? Du wandelst ja abwärts so wie es da 
steht oder? Oder verstehe ich das falsch?

Autor: Falk B. (falk)
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Ebay-Artikel Nr. 131844649395

Das scheint ein idealer Kandidat zu sein, zumal dort auch explizit vom 
CC (constant current) Betrieb von LEDs die Rede ist. Außerdem ist es ein 
Synchronschaltregler, der spart noch ein wenig mehr Verlustleistung. Un 
er hat ein Paar kleine Kühlkörper. Da kann man erstmal mit 2-3A 
Ladestrom ins Rennen gehen und die Temperaturentwicklung beobachten.

P S Allerding kann es sein, daß der Ausgang nicht direkt massebezogen 
ist, weil das Ding als Buck/Boost Wandler mit 2 Halbbrücken arbeitet. Da 
muss man dann aufpassen mit dem Massebezug! Das kann ein 
Ausschlußkritierium werden! MIST!

: Bearbeitet durch User
Autor: Falk B. (falk)
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@Alexander Bittner (bittneralexander)

Ich glaub der hier ist besser und paßt.

Ebay-Artikel Nr. 202149749985

Ich hab den mal aus Spaß bestellt und werd den mal testen. Wenn er 
funktioniert, kann ich ihn dir schicken.

Autor: Alexander B. (bittneralexander)
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Ja, der müsste mit Sicherheit funktionieren. Habe hier 
http://mysku.ru/blog/china-stores/38587.html einen Bericht darüber 
gelesen (leider nur auf russisch, aber die Bilder sagen auch schon 
einiges und notfalls gibt es den google-translator). Da hat genau diese 
Schaltung (basiert auf einem XL4016) einer ausgiebig getestet. Bis 6A - 
so schreibt er - kann man das Teil wirklich betreiben wie es ist. Bei 
mehr (max. 8A ist möglich) muss man für zusätzliche Kühlung sorgen. Ich 
habe mir da auch paar davon bestellt. Ich hätte zwar gern eine kleinere 
Lösung, aber das wird wohl erstmal gehen.

Nachtrag: von den XL4005 habe ich mir nur den IC bestellt (war nicht 
teuer - ich werde da schon irgendwas daraus basteln).

: Bearbeitet durch User
Autor: Falk B. (falk)
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@ Alexander Bittner (bittneralexander)

>habe mir da auch paar davon bestellt.

Du bestellt das wohl alles gleich im Dutzend? ;-)

> Ich hätte zwar gern eine kleinere
>Lösung, aber das wird wohl erstmal gehen.

Naja, das Ding ist kaum größer als ne Streichholzschachtel! Wie groß 
sind eine zwei 1F Kondensatoren?

Aber paß auf, das Ding macht die Strombegrenzung extern über einen Shunt 
in der Masse! Wenn man dort Mist baut, schließt man den kurz und sie 
funktioniert nicht mehr!

D.h. konkret, daß sowohl deine Kondensatoren als auch deine 8 MOSFETs an 
der AUSGANGSmasse des Moduls angeschlossen werden müssen!

Autor: noreply@noreply.com (Gast)
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@Alexander Bittner,

vielleicht hilft mehr Induktivität. ;-) Der arme Kerl (Schaltregler) 
schaltet grob geschätzt die 16 Volt eines sehr potenten Akkus (bezüglich 
des Stromes) auf eine große Kapazität (die fast einen Kurzschluß 
darstellt). Die Grundlagen haben damals noch einige Kommilitonen aus dem 
Studium befördert.

Autor: Falk B. (falk)
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@ noreply@noreply.com (Gast)

>vielleicht hilft mehr Induktivität. ;-) Der arme Kerl (Schaltregler)
>schaltet grob geschätzt die 16 Volt eines sehr potenten Akkus (bezüglich
>des Stromes) auf eine große Kapazität (die fast einen Kurzschluß
>darstellt). Die Grundlagen haben damals noch einige Kommilitonen aus dem
>Studium befördert.

Dich anscheinen auch, denn sonst wäre dir aufgefallen, daß eben eine 
Induktivität zwischen Eingang und Ausgang sitzt. Die ist zwar mit 33uH 
nicht sonderlich groß, für einen 300kHz Schaltregler aber ausreichend, 
um die Stromanstiegsgeschwindigkeit ausreichend zu begrenzen, um im 
Überstromfall den PWM-Zyklus vorzeitig zu beenden.

Autor: noreply@noreply.com (Gast)
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@Falk Brunner,

nö. Ich habe bestanden. ;-)

Autor: Alexander B. (bittneralexander)
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Auch ich verstehe das mittlerweile (habe viel gelesen in den letzten 
Tagen). PWM hin oder her, aber ohne Spule würde der Schaltregler (wenn 
man jetzt die Leitungswiderstände nicht berücksichtigt) für 
Mikrosekunden einen Kurzschluss für den Akku verursachen. Genau das 
bügelt die Spule weg.

Autor: Falk B. (falk)
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HEUREKA!

Autor: noreply@noreply.com (Gast)
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@Alexander Bittner,

yupp. ;-)

Bei der Schaltreglerauswahl würde ich nach einen Regler suchen, der eine 
maximale On-Zeit (Duty Cycle Maximum) von 50% hat. Dann kann der 
Schaltregler die Spule konstruktiv nicht in die Sättigung treiben. In 
alter Zeit gab es sowas beim UC3845 . Dann noch eine schöne große Spule 
(bezüglich der Kerngröße), die man nicht so leicht in Sättigung treiben 
kann, und die Wiese ist grün.

Autor: Falk B. (falk)
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@noreply@noreply.com (Gast)

>Bei der Schaltreglerauswahl würde ich nach einen Regler suchen, der eine
>maximale On-Zeit (Duty Cycle Maximum) von 50% hat. Dann kann der
>Schaltregler die Spule konstruktiv nicht in die Sättigung treiben.

Totaler Blödsinn. Naja, jemand der sich durch Prüfungen gemogelt hat . . 
.

Die 50% Begrenzung ist nur beim Eintakt-Flußwandler nötig. Der einfache 
Step Down Schaltregler kann auch problemlos 100% Tastverhältnis.

> In
>alter Zeit gab es sowas beim UC3845 . Dann noch eine schöne große Spule
>(bezüglich der Kerngröße), die man nicht so leicht in Sättigung treiben
>kann, und die Wiese ist grün.

Jaja, mal wieder schön Bullshit-Bingo gespielt und mit Fachbegriffen um 
sich geworfen. Haste fein gemacht, hier dein Keks!

Autor: noreply@noreply.com (Gast)
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@ Falk Brunner,

das ist keine normale Schaltregleraufgabe. Die 2 Farad müssen regelmäßig 
von nahe 0 Volt wieder auf 16 Volt aufgeladen werden. Der Schaltregler 
muß ständig einen Neustart verkraften.

Autor: Stephan (Gast)
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noreply@noreply.com schrieb:
> das ist keine normale Schaltregleraufgabe.

Wo ist denn das Problem? Das lässt sich doch fast aus der Grabbelkiste 
bauen.

T106-26 mit 30 Windungen 1qmm macht ca. 80µH und geht hier bis ca. 10A.
Konservativ sinds gesättigt nur 40µH. Stromsteilheit damit max. 0,4A/µs.
Strommessung per 5W-Drahtwiderstand 0,1Ohm und Opamp.
Etwas Hysterese: bei 8A aus, bei 4A ein.
Fertig ist die Laube.

Autor: noreply@noreply.com (Gast)
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@Stephan,

ich habe keine Probleme.;-) Ich könnte mir nur vorstellen, das ein 
"normaler" Schaltregler beginnend von 0 Volt immer mit 100% aufmacht 
(außer die Strombegrenzung ist dagegen), bis die 2 Farad voll sind.

Wenn ich den kompletten Strom überwache, wie bei deinen Beispiel, bin 
ich auch auf der sicheren Seite. Aber die oben beschriebenen 
Schaltregler scheinen laut Datenblatt nur einen Teil des Stromes zu 
messen. Vielleicht liegt ja da das Problem der obigen 
Schaltreglerlösung?

Für die Induktivität bei meiner Lösung (ich spare mir Strommessung, weil 
der Regler nur maximal 50% der Zeit aufmacht) bin ich mal grob im 
Bereich E20/10/16 Al=100 mit 32 Windungen (Drahtdurchmesser 0,92 mm) bei 
50 kHz. Mir würden erstmal 2 Ampere Ladestrom reichen.

Unsere Ergebnisse bezüglich der Induktivität sind aber ähnlich. ;-)

Autor: noreply@noreply.com (Gast)
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Oder mal sowas spaßeshalber probieren. ;-)

Ebay-Artikel Nr. 232474779044

Autor: Falk B. (falk)
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@noreply@noreply.com (Gast)

>das ist keine normale Schaltregleraufgabe.

Jain.

>Die 2 Farad müssen regelmäßig
>von nahe 0 Volt wieder auf 16 Volt aufgeladen werden. Der Schaltregler
>muß ständig einen Neustart verkraften.

Das kann ein Schaltregler mit cycle by cycle Strombegrenzung, erst recht 
mit externer Stromregelung.

Autor: Falk B. (falk)
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@ noreply@noreply.com (Gast)

>ich habe keine Probleme.;-) Ich könnte mir nur vorstellen, das ein
>"normaler" Schaltregler beginnend von 0 Volt immer mit 100% aufmacht
>(außer die Strombegrenzung ist dagegen), bis die 2 Farad voll sind.

Das soll uind darf er auch. 100% aufmachen heißt aber NICHT, Strom bis 
das Silizium schmilzt sondern bis zur eingestellten Stromschwelle von x 
Ampere.

>Wenn ich den kompletten Strom überwache, wie bei deinen Beispiel, bin
>ich auch auf der sicheren Seite. Aber die oben beschriebenen
>Schaltregler scheinen laut Datenblatt nur einen Teil des Stromes zu
>messen.

Quark.

>Für die Induktivität bei meiner Lösung (ich spare mir Strommessung, weil
>der Regler nur maximal 50% der Zeit aufmacht)

Auch damit kann der Strom durch die Decke gehen.

> bin ich mal grob im
>Bereich E20/10/16 Al=100 mit 32 Windungen (Drahtdurchmesser 0,92 mm) bei
>50 kHz. Mir würden erstmal 2 Ampere Ladestrom reichen.

Halbgares Gefrickel. Außerdem erreicht man damit NIE 100% der Spannung, 
denn bei 50% ist Feierabend. Tolle Wurst!

Autor: Falk B. (falk)
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@noreply@noreply.com (Gast)

>Oder mal sowas spaßeshalber probieren. ;-)

>Ebay-Artikel Nr. 232474779044

Ist schon bestellt, nur etwas größer

Beitrag "Re: 1F-Kondensator laden & entladen"

Autor: noreply@noreply.com (Gast)
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Falk B. schrieb:
> Das kann ein Schaltregler mit cycle by cycle Strombegrenzung, erst recht
> mit externer Stromregelung.

Wir hoffen darauf, das die Induktivität stark genug ist, den Strom zu 
begrenzen, damit die interne Abschaltung rechtzeitig wirksam wird. Meine 
Glaskugel sagt z.b.   E16/8/5  bei Al=69. Dann finde ich aber so eine 
nachfolgende Realisierung, die der Threadstarter wahrscheinlich 
verwendet hat. Dann noch die ständigen "Neustartzyklen" bedingt durch 
die Anwendung die alles kräftig aufheizen.

Und eine externe Stromregelung für CC bei den XL4005 habe ich erst in 
meinen obigen Beispiel gesehen, die noch nicht getestet ist.

Ebay-Artikel Nr. 272961414851

Autor: noreply@noreply.com (Gast)
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Falk B. schrieb:
>>Für die Induktivität bei meiner Lösung (ich spare mir Strommessung, weil
>>der Regler nur maximal 50% der Zeit aufmacht)
>
> Auch damit kann der Strom durch die Decke gehen.
>

Könnte er. Aber ich kenne die kapazitive Last am Ausgang.

>> bin ich mal grob im
>>Bereich E20/10/16 Al=100 mit 32 Windungen (Drahtdurchmesser 0,92 mm) bei
>>50 kHz. Mir würden erstmal 2 Ampere Ladestrom reichen.
>
> Halbgares Gefrickel. Außerdem erreicht man damit NIE 100% der Spannung,
> denn bei 50% ist Feierabend. Tolle Wurst!

Ich erreiche immer die gewünschte Spannung an der Kapazität nach N 
Zeiteinheiten. Ist aber zugegeben eine spezielle Konstruktion zum Laden 
von Kapazitäten. ;-)

Autor: noreply@noreply.com (Gast)
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Falk B. schrieb:
>>Wenn ich den kompletten Strom überwache, wie bei deinen Beispiel, bin
>>ich auch auf der sicheren Seite. Aber die oben beschriebenen
>>Schaltregler scheinen laut Datenblatt nur einen Teil des Stromes zu
>>messen.
>
> Quark.

Siehe "Datenblatt" S. 3. Der Strom wird in einen Nebenzweig gemessen.

http://www.xlsemi.com/datasheet/XL4005%20datasheet.pdf

Autor: Falk B. (falk)
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@ noreply@noreply.com (Gast)

>> Auch damit kann der Strom durch die Decke gehen.
>

>Könnte er. Aber ich kenne die kapazitive Last am Ausgang.

Aha, und dieses druidische Wissen schützt den Regler. Soso.

>> Halbgares Gefrickel. Außerdem erreicht man damit NIE 100% der Spannung,
>> denn bei 50% ist Feierabend. Tolle Wurst!

>Ich erreiche immer die gewünschte Spannung an der Kapazität nach N
>Zeiteinheiten.

NEIN! Es es sind 100% gewünscht und nicht 50%!

Autor: Falk B. (falk)
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@noreply@noreply.com (Gast)

>Siehe "Datenblatt" S. 3. Der Strom wird in einen Nebenzweig gemessen.

>http://www.xlsemi.com/datasheet/XL4005%20datasheet.pdf

Lass dir dein Diplom, Bachelorzeugnis oder sonstigen Wisch wegnehmen! 
Mann O Mann!

Das sind zwei gekoppelte MOSFETs, ähnlich einem Multi Emitter 
Bipolartransistor bzw. Stromspiegel. Der eine hat relativ genau 1/1000 
des Stroms vom anderen. Damit kann man den echten, großen Laststrom 
recht genau messen! Die 25mOhm aus dem Datenblatt sind dann natürlich 
eher 25 Ohm. Macht bei 220mV Schaltschwelle 8,8mA * 1000 ~9A 
Abschaltschwelle.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Eigentlich müßte man während des Ladevorgangs die Leistung konstant 
halten, um das Netzteil maximal auszunutzen! Ergibt automatisch die 
kürzeste Ladezeit.

Bei einem vorgeschalteten normalen Netzteil mit konstanter 
Ausgangsspannung also den Eingangsstrom VORM Schaltregler konstant 
halten. Laptop-Netzteil wäre ne gute Quelle für den Schaltregler.
Darüber hinaus sind zwei Punkte zusätzlich zu beachten:
1. Der maximale Strom muß trotzdem im Schalttransistor begrenzt werden 
auf den Maximalwert des Transistors. Das betrifft den Startvorgang nahe 
Null Volt. Hintergrund: Reale Schaltregler können den Duty-Cycle nicht 
beliebig klein machen.
2. Der Schaltregler muß von der eigentlichen Schweißschaltung entkoppelt 
werden, damit er nicht bei einem der Schweißpulse durch die Transienten 
die Füße hochlegt. Ein niederohmiger Widerstand sollte hier reichen.

Leider fällt mir momentan keine einfache Schaltung ein. Und selbermachen 
heißt fast immer deutlich teurer als Chinamodul.

Falk, wäre das was für einen Royer?


Bei einem Kfz-Lader hatte ich übrigens zum Schutz des Thyristors auch 
eine Glühlampe eingebaut. Funzt einwandfrei und ist KISS. Die 
Stromkosten sind ja hier eher unrelevant.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Hm. Stromspiegel in die Zuleitung und den in den SENSE-Eingang spiegeln 
lassen? Naja, ich geh erstmal abnicken.
Ausgangseitig muß natürlich noch die Spannung begrenzt sein.

Autor: Walta S. (walta)
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Würde es etwas bringen das Netzteil so umzubauen, dass die Spannung 
(oder der Strom) langsam hochfährt? Dann dauert das laden halt eine 
halbe Sekunde länger.

Walta

Autor: Falk B. (falk)
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@Abdul K. (ehydra) Benutzerseite

>Eigentlich müßte man während des Ladevorgangs die Leistung konstant
>halten, um das Netzteil maximal auszunutzen! Ergibt automatisch die
>kürzeste Ladezeit.

Ich bin dafür, die Dinge so weit wie möglich zu vereinfachen. Aber nicht 
weiter.

Albert Einstein.

>Bei einem vorgeschalteten normalen Netzteil mit konstanter
>Ausgangsspannung also den Eingangsstrom VORM Schaltregler konstant
>halten.

Dieses "NEtzteil" ist ein LiPo Akku.

> Laptop-Netzteil wäre ne gute Quelle für den Schaltregler.

Der OP will und kann keinen Schaltregler recyclen. Ist bei den Preisen 
der China-Module auch Unsinn.

>1. Der maximale Strom muß trotzdem im Schalttransistor begrenzt werden
>auf den Maximalwert des Transistors. Das betrifft den Startvorgang nahe
>Null Volt.

Das macht der Regler schon, wenn er sein Datenblatt gelesen hat.

>2. Der Schaltregler muß von der eigentlichen Schweißschaltung entkoppelt
>werden, damit er nicht bei einem der Schweißpulse durch die Transienten
>die Füße hochlegt.

Kann sein, muß nicht.

> Ein niederohmiger Widerstand sollte hier reichen.

Der verschlechtert wieder den Wirkungsgrad. Würde ich erstmal weglassen.

>Leider fällt mir momentan keine einfache Schaltung ein. Und selbermachen
>heißt fast immer deutlich teurer als Chinamodul.

Eben.

>Falk, wäre das was für einen Royer?

Nein.

>Bei einem Kfz-Lader hatte ich übrigens zum Schutz des Thyristors auch
>eine Glühlampe eingebaut. Funzt einwandfrei und ist KISS. Die
>Stromkosten sind ja hier eher unrelevant.

Will der OP u.a. wegen AKKUbetrieb nicht mehr.

Autor: noreply@noreply.com (Gast)
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Falk B. schrieb:
>>> Halbgares Gefrickel. Außerdem erreicht man damit NIE 100% der Spannung,
>>> denn bei 50% ist Feierabend. Tolle Wurst!
>
>>Ich erreiche immer die gewünschte Spannung an der Kapazität nach N
>>Zeiteinheiten.
>
> NEIN! Es es sind 100% gewünscht und nicht 50%!

Ich erreiche immer die 100 % Spannung an der Kapazität. Ich bremse den 
Leistungsfluß auf 50%.

Autor: Alexander B. (bittneralexander)
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Jetzt schauen wir mal was da aus China kommt. Paar Sachen habe ich mir 
da bestellt. Unter anderem zwei von denen hier: 
Ebay-Artikel Nr. 332437085736

Falk B. schrieb:
> Du bestellt das wohl alles gleich im Dutzend? ;-)
Dutzend nicht, aber immer zwei oder drei Stück. Ich bin einfach der 
lieber-haben-und-nicht-brauchen-als-brauchen-und-nicht-haben-Typ.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Ich denke ein Schaltungsvorschlag hat sich dann wohl wegen bestellten 
Chinakrams zumindest erstmal erledigt. Das Zeug aus Fernost ist zwar oft 
echt billig und manchmal auch durchaus brauchbar, aber meist fehlt dann 
doch irgendwas wenn man es einsetzt.
Warten wir es ab.

Die Sache mit der Versorgung aus Akkus war mir entgangen Falk. Warum 
auch immer für sowas keine Netzversorgung benutzt werden soll. Wie hoch 
ist der wirkungsgrad bei Akkuzwischenspeicherung? Sicherlich nicht mehr 
als 70% schätze ich mal.

Autor: Alexander B. (bittneralexander)
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Abdul K. schrieb:
> Ich denke ein Schaltungsvorschlag hat sich dann wohl wegen bestellten
> Chinakrams zumindest erstmal erledigt.

Keinesfalls. Für Vorschläge bin ich nach wie vor offen. Je mehr 
Vorschläge, desto besser.

Autor: Kevin (Gast)
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Die benötigte Schaltung gibt es doch schon längst: Konstantstromquellen 
für LEDs. Schaut Mal in das Datenblatt vom LT3741. Der liefert über 
einen Widerstand definiert z.b. 10A und limitiert bei einer 
einstellbaren Spannung. Wenn dann der dicke Strompolster vom schweißen 
gefordert wird, steuert die Stromquelle 10a dazu bei, der Rest kommt aus 
dem Kondensator. Wenn das schweißen beendet ist, wird der Kondensator 
wieder mit Konstantstrom bis zur eingestellten Schwelle aufgeladen und 
dann gehalten.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Autor: Falk B. (falk)
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So, das Ding kam gestern per Post und heute hab ich mal getestet.

Beitrag "Re: 1F-Kondensator laden & entladen"
Beitrag "Re: 1F-Kondensator laden & entladen"

ca. 30min Belastung mit

Eingang: 16,7V/3,55A/59W
Ausgang: 11V/5A/55W (2,2Ohm Last)

Macht satte 92% Wirkungsgrad! Not bad.

Die Kühlkörper und Drossel kann man noch problemlos anfassen.

Kühlkörpertemperatur an der Diode ca. 43°C
Kühlkörpertemperatur am Schaltregler ca. 50°C

Das ist alles sehr entspannt. Beim Kondensatorladen wird natürlich immer 
die Kennlinie von 0-100% PWM durchfahren, das kann man aber grob mit 50% 
PWM im Dauerbetrieb vergleichen.

Die LED geht bei <9% vom eingestellten Nennstrom von rot auf blau und 
zeigt damit das Ende der Ladung an. Komfortabler geht es kaum.

Also. Den Regler für die Spannung kann man bis zum rechten Anschlag 
aufdrehen, denn du willst ja die volle Akkuspannung auch auf dem 
Kondensator haben. Den Stromregler erst auf Minimum drehen (linker 
Anschlag) und dann langsam aufdrehen und während der Ladephase auf ca. 
5A einstellen (mit DMM messen). Dann sollte das passen. Beim Testen alle 
paar Schweißpunkte die Temperatur der Komponenten prüfen.

Viel Erfolg.

Autor: Falk B. (falk)
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Noch ein Test. Dauerkurzschluß mit 8A Ausgangsstrom.

Dabei zieht die Schaltung 16,6V/0,9A/15W. Der Kühlkörper der Diode wird 
heiß, man kann ihn nur noch sehr kurz berühren. Die Drossel wird auch 
heißer, kann man aber deutlich länger aushalten.

Ohne Multimeter zur Strommessung sinkt die Stromaufnahme auf 
16,6V/0,4A/6,7W, sprich die Differenz wurde im Shunt des Multimeters 
verheizt? 7W an 10mOhm bei 8A? Ok, da waren noch die Krokodilklemmen 
etc.
Hmm?

Alles in allem passt das.

Autor: noreply@noreply.com (Gast)
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Falk B. schrieb:
> Das ist alles sehr entspannt. Beim Kondensatorladen wird natürlich immer
> die Kennlinie von 0-100% PWM durchfahren, das kann man aber grob mit 50%
> PWM im Dauerbetrieb vergleichen.

Danke für den Tip. ;-)

Autor: Falk B. (falk)
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Was macht der DC/DC Wandler? Geht jetzt alles wie gewünscht?

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