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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ladeschaltung für Li-Ion 7s


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Autor: Ireno W. (ireno_w)
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Hallo zusammen,

Ich möchte gerne ein Ladegerät für einen Li-Ion Akku bauen.
Folgendes ist gegeben:
- Li-Ion 7s4p 29.4V/8Ah mit integriertem Balancer
- Ladestrom max 12A, 5-8A wären auch in Ordnung
- Es steht ein Mean-Well Netzteil mit 27V zu Verfügung(kann auf 30V 
eingestellt werden)
- Der Akku muss nicht vollständig geladen werden, 80% genügt (per Poti 
einstellbar)

Leider finde ich bei den üblichen Herstellern keine Lade-IC, welcher für 
7 Zellen ausgelegt ist.

Kann ich den Akku über ein Buck-Konverter mit einer Strombegrenzung 
laden und dabei die Ausgangsspannung bei etwa 4.00V-4.10/Zelle 
limitieren?

Wäre der LM5117 eine gute Wahl?
Oder würdet Ihr mir was anderes empfehlen?

Freundliche Grüsse
Ireno

Autor: Michael B. (laberkopp)
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Ireno W. schrieb:
> - Li-Ion 7s4p 29.4V/8Ah mit integriertem Balancer
> - Ladestrom max 12A, 5-8A wären auch in Ordnung
> - Es steht ein Mean-Well Netzteil mit 27V zu Verfügung(kann auf 30V
> eingestellt werden)

Da du für 7 x 4.2V eh 29.4V brauchst, bleibt kaum noch Spannnung übrig 
mit dem der Laderegler regeln könnte.

Er muss aber den Strom begrenzen, sonst arbeitet dein Netzteil bei 
nicht-vollem Akku gegen einen Kurzschluss an und schaltet ab.

Man könnte eine andere Lösung anstreben, das Netzteil so zu verändern, 
daß es gleich zum Ladegerät wird. Dazu muss man es öffnen und an den 
sicher vorhandenen TL431 (eventuell was identisches von anderem 
Hersteller, wie KA432 oder so) gehen, der auch von deinem Trimmpoti 
beeinflusst wird.

Erstens müsste man ihn für LiIon gegen den genaueren TL431B auswechseln, 
ein normaler TL431 oder TL431A ist nicht genau genug.

Zum anderen müsste man die Spannung auf 29.4V einstellen (das geht ja 
schon mit Poti, da man aber auf 0.5% genau sein sollte, sollte man 
Festwiderstände R1 und R2 ausmessen und die vorhandenen Spannungsteiler 
damit ersetzen.

Bleibt die Strombegrenzung, mit der man den oberen Widerstand des 
Spanungsteilers überbrückt:
NetzteilPlus --+--50mOhm--+-- AkkuPlus
              E|          |
         BC557 >|--1k-----+
               |          |
              10k        R1
               |          |
TL431B---------+----------+
                          |
                         R2
                          |
                        Masse
Mit Umbau ist es also ganz einfach. Da es ein Schaltnetzteil ist, wird 
auch Rückspeisung kein so grosses Problem sein, also wenn die 
Netzspannung ausfält oder abgeschaltet wird, sollte der Entladestrom des 
Akkus (vor allem durch R1) weniger als 1mA betragen.

: Bearbeitet durch User
Autor: Dirk D. (onemintyulep)
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Ireno W. schrieb:
> Es steht ein Mean-Well Netzteil mit 27V zu Verfügung

Welches denn? Manche Meanwell-Netzteile sind von Haus aus gut als 
Ladegerät geeignet. Das hängt von der Art der Strombegrenzung ab, wie 
schon gesagt wurde. Die steht im Datenblatt.

Autor: Dieter (Gast)
Datum:

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Michael B. schrieb im Beitrag #5391010
> Zum anderen müsste man die Spannung auf 29.4V einstellen (das geht ja
> schon mit Poti, da man aber auf 0.5% genau sein sollte, sollte man
> Festwiderstände R1 und R2 ausmessen und die vorhandenen Spannungsteiler
> damit ersetzen.

Die Widerstände so auswählen, dass der Potibereich nur noch wenige 0,1V 
(Bereichsspreizung) zum genauen Einstellen umfaßt.

Bei -10 Grad im Tiefkühlfach und bei +40 Grad im Backofen die 
Temperaturdrift messen. Wenn bei +40 Grad die Ausgangsspannung abnehmen 
sollte, besteht kein Handlungsbedarf.

Autor: Ireno W. (ireno_w)
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Beim Netzgerät handelt es sich um ein PSP-600-27.

https://www.mouser.ch/datasheet/2/260/r653_3-1109634.pdf

Autor: Dirk D. (onemintyulep)
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Das ist an sich ein prima Ladegerät - für einen wesentlich grösseren 
Akku.
"Protection type : Constant current limiting, recovers automatically 
after fault condition is removed"
aber der Maximalstrom ist mit 22A zu hoch. Dein 8Ah Akku sollte mit 
höchstens 4-5A geladen werden.
Du brauchst also trotzdem die Strombegrenzung, oder du stellst es auf 
30V und nimmst einen Step-Down mit Strombegrenzung, der auf 28,8V 
wandelt. 1,2V ist aber etwas knapp, 1,9V sollte gehen. Allerdings hat es 
keinen wirklichen Vorteil bis auf 4V runterzugehen.
Eine hemdsärmlige Lösung um den Strom zu begrenzen ist übrigens zwei 
KFZ-Halogenbirnen in Serie zu schalten, das gibt noch ein Lichtspektakel 
beim Laden...

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