Hallo,
ich habe mir einen MCP73832 geholt und lade damit eine Li-Ion Zelle. Die
Zelle wird mit 500 mA geladen. Das Ganze befindet sich in einem
Kunststoff-Gehäuse, aus welchem nur die Kabel geführt werden.
Allerdings habe ich jetzt massive Probleme mit der Hitzeentwicklung des
ICs. Laut Datenblatt reduziert der IC den Ladestrom, falls sein Gehäuse
zu heiß wird: Wenn ich bei Raumtemperatur lade, wird die Zelle nur noch
mit 300 mA geladen. Lade ich bei winterlichen Temperaturen auf dem
Balkon, lädt der IC mit 500 mA. (Um Missverständnisse zu vermeiden: Die
Zelle selbst wird nicht merkbar warm.)
Bisher habe ich den IC nur auf einem SOT23 zu DIP Adapter aufgelötet und
in ein Experimentierboard gesteckt. D.h. es gibt keinerlei Kupferflächen
zur Wärmeabführung. Bevor ich jetzt Platinen in Auftrag gebe, wollte ich
mal eure Meinung hören, was ihr so empfehlen würdet.
Der Aufbau (Schaltplan) ist identisch mit dem der "typical application"
im Datenblatt.
Im Datenblatt wird auch empfohlen, im späteren Layout Kupferflächen
vorzusehen die über Vias auch mit der Rückseite der Platine verbunden
sind und somit als Kühlkörper dienen. Ich weiß nur nicht ob das
ausreichen wird.
Ein weiterer Gedanke ist: Der IC lädt mit vergleichsweise geringem
Ladestrom. Ich spiele mit dem Gedanken einen anderen IC zu verwenden,
der mit 1 A lädt. Allerdings wäre dann das Problem der Wärmeabführung ja
noch viel gravierender. Auch habe ich einen IC gesehen, der einen
externen Mosfet ansteuern kann, dann könnte man einen Mosfet mit
größerer Kühlfläche verwenden.
Wie würdet ihr das Problem mit der Hitzeentwicklung lösen?
Liebe Grüße
René
Der MCP73832 ist (gerade in SOT23-5) natürlich genau so wenig für 500mA
geeignet, wie ein 2N3055 für 15A taugt.
Das sind bloss Datenblatt-Maximalwerte, die in der Praxis wegen
Kühlprobleme nie erreicht werden können.
Wenn überhaupt, dann schafft das nur die DFN Variante auf einer
Aluleiterplatte.
Aber man kann den Chip ja auch geringere Ströme programmieren, 100mA
wird gehen.
Wenn man mehr Strom will, braucht man besser kühlbare Chips, oder
Schaltregler.
Kibo schrieb:> Ich spiele mit dem Gedanken einen anderen IC zu verwenden,> der mit 1 A lädt. Allerdings wäre dann das Problem der Wärmeabführung ja> noch viel gravierender.
Ach, 5V rein, LiIon mit 3.6V, macht beim Linearregler 1.4V oder 1.4 Watt
Verlust, das kann ein Plastikgehäuse schon durch die Wände abgeben ohne
zu überhitzen. Nur braucht man entweder ein ausreichendes IC (in SO-8
oder so) auf ausreichender Platine oder eben einen
Schaltregler-basierenden Laderegler.
Michael B. schrieb:> Der MCP73832 ist (gerade in SOT23-5) natürlich genau so wenig für 500mA> geeignet, wie ein 2N3055 für 15A taugt.> Das sind bloss Datenblatt-Maximalwerte,
Wenn die Beinchen anständig an Flächen angebunden sind, dann geht da
auch einwandfrei 500mA bei Raumtemperatur.
ACDC schrieb:> Michael B. schrieb:>> Der MCP73832 ist (gerade in SOT23-5) natürlich genau so wenig für 500mA>> geeignet, wie ein 2N3055 für 15A taugt.>> Das sind bloss Datenblatt-Maximalwerte,>> Wenn die Beinchen anständig an Flächen angebunden sind, dann geht da> auch einwandfrei 500mA bei Raumtemperatur.
gut, dann werde ich das so mal testen
Kibo schrieb:> Hat jemand eine Ahnung, wie das die Smartphone Hersteller lösen?> Da werden die Akkus ja auch mit nem Ampere oder so geladen...
Schaltregler.
OPs IC ist linear, verheizt also Ladestrom*Spannungsdifferenz.
c r schrieb:> Kibo schrieb:>> Hat jemand eine Ahnung, wie das die Smartphone Hersteller lösen?>> Da werden die Akkus ja auch mit nem Ampere oder so geladen...>> Schaltregler.> OPs IC ist linear, verheizt also Ladestrom*Spannungsdifferenz.
dankee!
Crazy H. schrieb:> Muss es dieser IC sein? TP4056 wäre eine Alternative.
Nein, auf einen IC habe ich mich noch nicht festgelegt, bin da für
Vorschläge offen. Danke für den Tipp.
Welche Spannung steckst Du denn vorne in den MCP rein?
Ich habe hier eine Schottky-Diode vorgeschaltet, die zieht 0.3V ab, so
daß der IC weniger Verlustleistung erzeugt.
HTH,
Jörg
Kibo (Gast) schrieb:
>ACDC schrieb:>> Michael B. schrieb:>>> Der MCP73832 ist (gerade in SOT23-5) natürlich genau so wenig für 500mA>>> geeignet, wie ein 2N3055 für 15A taugt.>>> Das sind bloss Datenblatt-Maximalwerte,>>>> Wenn die Beinchen anständig an Flächen angebunden sind, dann geht da>> auch einwandfrei 500mA bei Raumtemperatur.>gut, dann werde ich das so mal testen
Vergiß es, wenn Du Wert auf "einwandfrei" legst. Denn wenn der LiPo z.B.
auf 3V entladen ist, Betriebsspannung 5V ist, dann ergibt das 2V Diff.,
also bei 500mA 1W. Lt. DB steht für 5-Lead, SOT-23 230K/W, bei viel und
gut angebundener Cu-Fläche 130K/W typisch. Bei den üblichen Bedingungen
bei 25°C wird er also schon nicht mehr die 500mA mögen wollen, sondern
runterregeln. Und ob Du die 130K/W erreichen wirst, steht ja noch in den
Sternen.
Jens G. schrieb:> Denn wenn der LiPo z.B.> auf 3V entladen ist, Betriebsspannung 5V ist, dann ergibt das 2V Diff.,> also bei 500mA 1W.
Dat Ding ist genau dafür gemacht, dass man Super einfach einen Lader
hat.
3V ist kein normaler Ladezustand mehr.
Dann läd er eben ein paar Minuten nur mit 200mA.
Was solls?
Nimm das DFN-Package. Damit ist das sicher möglich, wenn du das
Leiterplattendesign richtig machst.
Beim SOT-23 wids eng, steht so aber auch im Datenblatt ;-)
Das Datenblatt ist in der Hinsicht ziemlich gut.
Im Übrigen macht es nichts, wenn das IC den Strom reduziert. Da wird
nichts überlastet. Von Daher kannst du das auch so lassen, und die
längere Ladezeit in Kauf nehmen.
Eine andere Möglichkeit wäre z.B. ein 2Ohm-Widerstand in Serie zur
Versorgung. Der übernimmt einen Teil der Leistung und dürfte damit einen
höheren Ladestrom ermöglichen. Er müsste aber schon 0,5W haben.
ACDC schrieb:> Dann läd er eben ein paar Minuten nur mit 200mA.> Was solls?
Chips, die an der Überhitzungsgrenze arbeiten, leben nicht lange.
Aber irgendwoher müssen ja die Entwickler kommen,
die geplante Obsoleszenz in unsere Geräte einbauen,
du bist der beste Kandidat für solche Firmen.
Michael B. schrieb:> Chips, die an der Überhitzungsgrenze arbeiten, leben nicht lange.
Dann gib doch mal eine Berechnung oder Simulation.
Oder bezieht sich deine Aussage auf deinen Pi mal Daumen?
Oder ist es Hörensagen?
Wie lange muss ein Gerät halten?
Hätte man 1900 ein Bleiakkuladegerät gebaut, dass 1000 Jahre hält, dann
wäre es Verschwendung gewesen.
G. H. schrieb:> ist ebenso linear, verheizt exakt die selbe Energie beim Laden...
Hat aber auf der Unterseite eine Lötfläche mit der man die Wärme
deutlich besser weg bekommt.
Das Modell hab' ich auch in Verwendung, DFN-Gehäuse, schön
durchverbunden mit GND-Plane.
Bei 300mA habe ich eine Oberflächentemp. von ca. 45 °C erreicht.
Crazy H. schrieb:> Hat aber auf der Unterseite eine Lötfläche mit der man die Wärme deutlich besser
weg bekommt.
Wenn das Wörtchen wenn nicht wär': Leiterplatte, die die Wärme führen
kann und sachgerechtes Auflöten des Bauches sind für den Heimwerker
problematisch.
Joerg L. schrieb:> Welche Spannung steckst Du denn vorne in den MCP rein?> Ich habe hier eine Schottky-Diode vorgeschaltet, die zieht 0.3V ab, so> daß der IC weniger Verlustleistung erzeugt.> HTH,> Jörg
Um die 5 V. Das mit der Diode ist eine Gute Idee!
jemand schrieb:> Im Übrigen macht es nichts, wenn das IC den Strom reduziert. Da wird> nichts überlastet. Von Daher kannst du das auch so lassen, und die> längere Ladezeit in Kauf nehmen.
Ja, bisher lädt er den Akku über Nacht voll.
Manfred schrieb:> Crazy H. schrieb:>> Hat aber auf der Unterseite eine Lötfläche mit der man die Wärme deutlich
besser
> weg bekommt.>> Wenn das Wörtchen wenn nicht wär': Leiterplatte, die die Wärme führen> kann und sachgerechtes Auflöten des Bauches sind für den Heimwerker> problematisch.
Da habe ich gesehen, dass die Leute das Problem so lösen, dass sie unter
das Bauteil ein Vias setzen mit einer Bohrung auf die andere Seite der
Platine. Von dort kann man dann das Bauteil anlöten. Sollte zumindest
für doppellagige Platinen funktionieren.
G. H. schrieb:> in einem geschlossenen Gehäuse wo die selbe Leistung verbraten wird,> wird auch bald die selbe Temperatur herrschen --> auch der TP4056 regelt> ab.
Da werde ich noch etwas rumexperimentieren. Eventuell führe ich einfach
ein Blech aus dem Gehäuse als Wärmebrücke... etwas in der Art.
Crazy H. schrieb:> TP4056 wäre eine Alternative.
Kann ich empfehlen. Das Thermal Pad unten drunter auf's Board löten,
soviel wie möglich Cu Fläche mit einbinden, rund um das Thermal Pad noch
eine Runde Thermal Via's und unten ebenfalls soviel Cu, wie möglich.
Dann kann man noch dem IC etwas Leistung ersparen, indem man, wie in der
AppNote vorgeschlagen, den niederohmigen Widerstand entsprechend
dimensioniert.
Gerald B. schrieb:>> TP4056 wäre eine Alternative.> Kann ich empfehlen.
Und das Datenblatt genau ansehen: Bei dem Widerstand zwischen Versorgung
und Eingang des TP4056 haben die sich etwas gedacht. Damit wird im
mittleren Bereich der Strom etwas geringer, aber er nimmt Leistung weg,
solange die Akkuspannung gering (=leer) ist.
Kibo schrieb:> G. H. schrieb:>> in einem geschlossenen Gehäuse wo die selbe Leistung verbraten wird,>> wird auch bald die selbe Temperatur herrschen --> auch der TP4056 regelt>> ab.>> Da werde ich noch etwas rumexperimentieren. Eventuell führe ich einfach> ein Blech aus dem Gehäuse als Wärmebrücke... etwas in der Art.
Jetzt lass dich mal nicht verrückt machen mit irgendwelchen Blechen aus
dem Gehäuse.
Wenn die Platine sagen wir mal 2*2cm groß ist die Beinchen an Flächen
angebunden sind.
Das Gehäuse sagen wir mal 4*4*4cm ist, dann ist das alles klein Problem.
