Hallo allerseits, Ich habe eine Schaltung entwickelt, für die ein Li-Ion Akku die Spannungsquelle darstellt. Der externe Zugriff auf das System, und damit auch das Laden der Batterie, geschieht über eine USB-Buchse. Nun soll diese Buchse aber auch Stromquelle sein für extern angeschlossene Geräte, wenn nicht geladen wird. Ein Schaltplan der aktuellen Umsetzung ist angehängt. Dabei kann das System über einen Taster in Gang gesetzt und dann vom MCU gesteuert bzw wieder ausgeschaltet werden. VCC für den MCU ist dabei entweder die Batteriespannung oder 5V wenn geladen wird, das ist soweit ok. Wichtiger Bestandteil ist die Ideale Diode, um zu verhindern, dass der Ladestrom über die "allgemeine Power-Leitung" (rot) in die Batterie fließt. Außerdem dient sie mit ihrer En-/Disable-Funktion als elektronischer Ein-/Aus-Schalter des Systems. Im eingeschalteten Zustand ohne Ladebetrieb liegt die Batteriespannung an den "IN"-Klemmen des Chargers an. Dieser hat aber eine Threshold-Spannung von etwa 5V für diese Klemmen bevor er zu laden beginnt. Das System funktioniert soweit gut. Meine Frage ist, ob jemand einschätzen kann ob die Implementierung sinnvoll ist und ob es vielleicht bessere oder standartmäßigere Lösungen für dieses Problem gibt.
Angehängte Dateien:
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Schaltplan_1.png
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Die Batterie ohne Spannungsregler an die MCU zu klemmen kann nicht sinnvoll sein. Der Schaltplan hilft leider wenig eine gültige Aussage für deine Anwendung zu machen, wenn die elementaren Typangaben fehlen. Allgemeingültigkeit gibt es hier ja nicht. Die Batterie kann 12V oder 1,5V haben. Das sieht man hier nicht. Welche Akkutechnologie mit wieviel Zellen, welcher Laderegler, welche MCU, welche Idealdiode? Typangaben wären hier nicht schlecht.
Es gibt 18600 Ii-ion-Akkus mit interner Schutzbeschaltung. Dieses Beispiel hat sogar einen integrierten USB Anschluss zum Laden. https://www.akkushop.de/de/li-ion-akku-18650-mehrfach-geschuetzt-mit-usb-ladefunktion-70x186mm-1-stueck-mit-accucell-accusafe/?c=2775 Der Verbraucher kann direkt an die Zelle angeschlossen werden, für den wichtigen Tiefentladeschutz ist gesorgt. Man braucht keine zusätzlichen Schaltungen.
Ich finde im Schaltplan keinen Schutz des Li-Ion Akkus gegen Tiefentladung, Überladung und Kurzschluss, deswegen nur mit geschützten Akkus betreiben! Willst du die Schaltung eventuell auch an ein PC USB-Port stecken, um den Akku zu laden? Überlege dir was passiert, wenn der Port (noch) keine Spannung liefert und die Batteriespannung von außen anliegt. Nicht jeder PC Port ist für diesen Fall gewappnet. Nicht ohne Grund haben Powerbanken unterschiedliche Anschlüsse für Ein- und Ausgang.
Timo N. schrieb: > Die Batterie ohne Spannungsregler an die MCU zu klemmen kann nicht > sinnvoll sein. Einen Spannungsregler baue ich wahrscheinlich tatsächlich noch ein. Prinzipiell kann man "MCU" auch durch "Last" ersetzen. Da werden noch weitere Bauteile als Verbraucher drangeklemmt. Aber für die Steuerung hier ist nur der MCU wichtig. Timo N. schrieb: > Welche Akkutechnologie mit wieviel Zellen, welcher Laderegler, welche > MCU, welche Idealdiode? Typangaben wären hier nicht schlecht. Einzelliger Li-Ion Akku 3,7V; Laderegler aktuell BQ24090 (standart 1-Zellen Lader); Atmega328P, Ideale Diode: LTC4411 oder LTC4413. Die Schutzschaltung hängt direkt am Akku und hat somit keine weitere Relevanz im Schaltplan. Mustermann schrieb: > Willst du die Schaltung eventuell auch an ein PC USB-Port stecken, um > den Akku zu laden? Überlege dir was passiert, wenn der Port (noch) keine > Spannung liefert und die Batteriespannung von außen anliegt. Nicht jeder > PC Port ist für diesen Fall gewappnet. Das stimmt, wird hier wahrscheinlich durch einen Adapter geregelt, der beim verwenden an solchen Anschlüssen benutzt werden muss und Stromfluss nur in eine Richtung zulässt.
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Warum klemmst du den Mikrocontroller (mit Spannungsregler) nicht hinter den Lader und betreibst ihn nur mit einer Spannung kleiner Zellspannung des Li-Ion Akkus. Dann kannst dir auch diese Idealdiode sparen. Alles andere kannst ja mit den 5V aus USB betreiben. Stört ja nicht.
Timo N. schrieb: > Warum klemmst du den Mikrocontroller (mit Spannungsregler) nicht hinter > den Lader und betreibst ihn nur mit einer Spannung kleiner Zellspannung > des Li-Ion Akkus. > Dann kannst dir auch diese Idealdiode sparen. > > Alles andere kannst ja mit den 5V aus USB betreiben. Stört ja nicht. Ich weiß nicht genau wie du das meinst aber irgendwie muss ja an der Buchse im Betrieb ohne Laden die Batteriespannung noch anliegen, um dann die extern angeschlossenen Geräte zu treiben. Mich würde mal interessieren wie das beispielsweise bei Handys gelöst ist, wo die USB-Buchse zum Laden verwendet wird, aber auch Geräte wie Sticks (mit Adapter) oder sonstige Gadgets gepowert werden können.
An der USB-Buchse liegt natürlich dauerhaft 5V nur so lange daran an, wie ein USB-Kabel angeschlossen ist, welches den Strom liefert. So lange bekommen alle Geräte an deiner Schaltung, die 5V benötigen, auch die 5V (sprich der Charger und alle anderen 5V Komponenten). Wenn du das Kabel abziehst, bekommt natürlich nur noch der Atmega die z.b. 3,3V aus dem Li Ion. Ich dachte es so, dass dein Atmega immer mit 3,3V versorgt wird. Wenn der Akku voll ist, wird der Strom vom Charger nicht mehr in den Akku gestopft, sondern geht über einen 3,3V-Spannungsregler dann in den Atmega. Sprich: Betrieb des Atemga nur mit 3,3V, nicht mit 5V.
Das wäre dann so die "Standart-Lösung" bei der die Buchse hauptsächlich zum Laden verwendet wird. Nur soll sie ja noch die Batteriespannung ausgeben können wenn nicht geladen wird.
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