Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Akku-management


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von Johnny S. (sgt_johnny)


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Hi,

Ich habe einen 3,7V Li-Akku mit 600mAh im Format 10440 (AAA) vorliegen. 
Diesen möchte ich in einer Schaltung einsetzen.

Der Akku soll eine Verpolsicherung auf dem PCB erhalten, hierbei hatte 
ich an die klassische Variante mit dem N-Mosfet gedacht.

Um den Ladezustand zu messen möchte ich ein I2C "Fuel Gauge" IC 
verwenden.
Hierbei ist der MAX1704x meine aktuelle Wahl:
https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX17043-MAX17044.pdf

Ebenfalls soll der Akku über eine bestehende USB-Anbindung aufgeladen 
werden können. Hierzu würde ich z.b. den MCP73831 einsetzen:
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/20001984g.pdf

Der Akku versorgt 2 LDO Regler (System 3V, sowie 1,8V für Backup) sowie 
ein externes Gerät (1,8-5,5V, somit kein extra Regler notwendig). Der 
LDO für das System wird über einen Pushbutton-Controller aktiviert.

Nun frage ich mich wie das am besten gelöst werden kann, ich vermute das 
wenn die Batterie geladen wird, der LDO nicht von der Batterie gespiesen 
werden darf, da Sie ja sonst nie voll wird. Natürlich wäre es nice wenn 
man eine Art "ODER & NICHT" Schaltung vor den LDO bauen könnte, das die 
Batterie getrennt und gleichzeitig der USB-Eingang an den LDO 
geschlossen wird. Klar ein Relais würde das können, jedoch braucht das 
Platz.

Des weiteren ist mir unklar ob ein Verpolschutz vor einem Coloumb 
Counter funktioniert oder nicht.

Wer kann mir hierzu tipps geben?

: Verschoben durch Moderator
von Udo S. (urschmitt)


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Du willst wirklich ein Verpolschutz obwohl du ein Gerät baust, in dem 
ein komplettes Akku Management incl. Lademanagement verbaut ist?
Wie soll das Akku-Management IC den Ladezustand wissen, wenn du einen 
Akku von außen einsetzt?
Und wenn der Akku fest verbaut ist brauchst du kein Verpolschutz.

Werde dir mal klar was du wirklich willst.

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Udo S. schrieb:
> Wie soll das Akku-Management IC den Ladezustand wissen, wenn du einen
> Akku von außen einsetzt?

Wie wissen das denn die anderen Geräte mit Akkuanzeige? Die Zeit an dem 
Handys tauschbare Akkus hatten ist noch nicht allzulange her. Und mein 
Akku-Ladegerät für 18560 Batterien erkennt ja auch wie viel 
Restkapazität der Akku noch hat.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Johnny S. schrieb:
> Nun frage ich mich wie das am besten gelöst werden kann, ich vermute das
> wenn die Batterie geladen wird, der LDO nicht von der Batterie gespiesen
> werden darf, da Sie ja sonst nie voll wird.
Da muss eben prinzipiell die externe Versorgung mehr Ladestrom 
bereitstellen, als die Schaltung braucht. Sonst funktioniert ein Betrieb 
ohne Akku ja sowieso nicht. Denn wenn die Versorgung nicht genug Strom 
für "Betrieb + minimale Ladung" liefern kann, dann müsste ja auch bei 
Netzbetrieb der Akku den restlichen Strom liefern.
Und dann wird dein Akku eben bei Netzbetrieb nur langsam und bei Standby 
am Netz schneller geladen...

Fazit: leg deine Schaltung so aus, wie wenn sie nur aus dem Akku versorg 
würde. Und dann leg die Ladeschaltung so aus, dass sie mehr Strom 
liefert, als die Schaltung braucht.

Udo S. schrieb:
> Wie soll das Akku-Management IC den Ladezustand wissen, wenn du einen
> Akku von außen einsetzt?
Geschätzt anhand der Spannung und einem "sophisticated Li+ 
battery-modeling  scheme,  called  ModelGauge™". Wenns genauer werden 
soll, dann meint das Datenblatt:
1
To achieve optimum performance, the MAX17043/MAX17044 must be
2
programmed  with configuration data custom to the application.
3
Contact the factory for details.

von Bernd K. (prof7bit)


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Johnny S. schrieb:
> Ich habe einen 3,7V Li-Akku mit 600mAh im Format 10440 (AAA) vorliegen.

Also bevor Du weitere Planungen bezüglich Deiner Schaltung und ihrer 
Eigenschaften durchführst muß ich Dich leider dringend darüber 
informieren daß so etwas wie ein 10440 Akku mit 600mAh noch nicht 
erfunden wurde! Rechne mit 280mAh bei halbwegs ehrlichen Herstellern und 
rechne mit 50mAh bei Herstellern die 600mAh drauf schreiben.

: Bearbeitet durch User
von Manfred (Gast)


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Johnny S. schrieb:
> Wie wissen das denn die anderen Geräte mit Akkuanzeige? Die Zeit an dem
> Handys tauschbare Akkus hatten ist noch nicht allzulange her.

Sie wissen es nicht, sie raten. Ich komme beruflich aus einer Ecke, wo 
sowas entwickelt und gefertigt wird: Kommt man mit 3,9 oder 4 Volt an, 
kann man recht gut raten, dass der Akku 90% hat. Liegt man drunter, 
zeigt man 50% an und startet einen neuen Rechenzyklus (Fuel-Gauge), 
sobald der Akku einmal voll geladen wurde.

> Und mein Akku-Ladegerät für 18560 Batterien erkennt ja auch wie viel
> Restkapazität der Akku noch hat.

Das Gerät will ich haben und testen, glaube ich nicht.

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Bernd K. schrieb:
> Johnny S. schrieb:
>> Ich habe einen 3,7V Li-Akku mit 600mAh im Format 10440 (AAA) vorliegen.
>
> Also bevor Du weitere Planungen bezüglich Deiner Schaltung und ihrer
> Eigenschaften durchführst muß ich Dich leider dringend darüber
> informieren daß so etwas wie ein 10440 Akku mit 600mAh noch nicht
> erfunden wurde! Rechne mit 280mAh bei halbwegs ehrlichen Herstellern und
> rechne mit 50mAh bei Herstellern die 600mAh drauf schreiben.

Also lieber eine 14500 einsetzen (AA-Grösse) ?

Zb diese? 
https://lygte-info.dk/review/batteries2012/Fenix%2014500%20800mAh%20ARB-L14%20(Orange-Black)%20UK.html

von Bernd K. (prof7bit)


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Johnny S. schrieb:
> Also lieber eine 14500 einsetzen (AA-Grösse) ?
>
> Zb diese?
> https://lygte-info.dk/review/batteries2012/Fenix%2...

Ja, lygte-info.dk macht echte Tests, da hast Du schon mal ne gute Seite 
gefunden. Noch eine informative Seite (und etwas übersichtlicher) ist 
dampfakkus.de: 
http://www.dampfakkus.de/akku_liste-nach-groesse.php?size=14500 da würd 
ich mich auch mal umschauen. Und wenn Du Dir einen ausgesucht hast dann 
kauf ihn bei einem seriösen Händler und nicht bei irgendeinem windigen 
Ebay-Chinesen.

von Manfred (Gast)


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Bernd K. schrieb:
> Johnny S. schrieb:
>> Also lieber eine 14500 einsetzen (AA-Grösse) ?

Für eine 14500 sind 750mAh realistisch erzielbar.

> Noch eine informative Seite (und etwas übersichtlicher) ist
> dampfakkus.de:
> http://www.dampfakkus.de/akku_liste-nach-groesse.php?size=14500 da würd
> ich mich auch mal umschauen.

Gute Seite, da schaue ich mich öfter mal um!

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