Liebe Mikrocontroller-Community, ich würde gerne eine Schaltung entwickeln, die ermöglicht, den Akku eines Verbrauchers zu wechseln, ohne, dass dieses Gerät dabei abschaltet. Da ich als „interessierter Hobby-Elektroniker“ vermutlich in viele Fettnäpfchen trete, würde ich euch gerne mit ins Boot holen und freue mich über Anregungen jeglicher Art. Gegeben ist ein 14,8V Lithium-Ionen Akku (vollgeladen ca. 16,8V) und ein Verbraucher mit einer maximalen Last von 100W. Der Akku kann die Leistung ca. eine Stunde liefern. Danach muss er gewechselt und der Verbraucher zeitaufwendig (ca. 60sek) wieder hochgefahren werden. Mein Ziel ist es, den Verbraucher für mehrere Sekunden über SuperCaps zu versorgen, wenn der Akku nicht mehr genügend Leistung aufbringt und gewechselt werden muss. Da der Spannungsbereich des Verbrauchers zwischen 11,5V und 18V liegt, hatte ich die Idee einen 300W DC/DC StepUp/Down Wandler hinter C1 zu schalten, um so die Spannung auf 12V zu halten, wenn C1 den Strom liefert. Der Lade-Widerstand R1 wandelt ca. 8W in Wärme. Ein 20W Leistungswiderstand sollte vollkommen ausreichend sein oder? An den Dioden D1, D3 und D4 könnten uU Ströme von knapp 10A fließen. Noch heftiger sieht es an D2 aus. Ich vermute hier macht es Sinn mehrere Dioden parallel zu schalten oder gibt es noch andere Möglichkeiten? Vor allem auch Möglichkeiten Leistungseinbußen entgegen zu wirken..? Als C1 würde ich gerne 6x 3V 100F SuperCaps mit einem ProtectionBoard nutzen, um zusammen auf 18V und 16.67F zu kommen. Z.B. die VINATech VEC3R0107QG Doppelschicht-Kondensatoren. Ich vermute, dass die Caps (in Reihe) vermutlich nie auf 16,8V sondern eher auf um die 15V für einen kurzen Zeitraum geladen werden. Sind die 18V trotzdem zu knapp bemessen oder kommt man damit hin? Funktioniert die Schaltung ohne zusätzliche Relais oder Ähnliches? Wenn ich es richtig nachvollziehe sollte ja der größte Teil des Stromes über den Akku kommen. Bei 12V teilen sich StepUp/Down-Wandler und Akku theoretisch den Strom, wobei der Akku dann recht schnell abschalten sollte. Falls C1 auf ca. 16V geladen sein sollte, fließt über R1 trotzdem kein relevanter Strom sondern nur über den Wandler. Richtig soweit? Ich hoffe auf kritisches und produktives Feedback. Liebe Grüße Tim
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Tim schrieb: > Danach muss er gewechselt... D.h. Du hast mind. 2 Akkus? Dann baue die Schaltung doch so auf dass der neue Akku parallel zum System angeschlossen werden kann. Danach kann der leere Akku getrennt werden.
Jörg R. schrieb: > Tim schrieb: >> Danach muss er gewechselt... > > D.h. Du hast mind. 2 Akkus? > > Dann baue die Schaltung doch so auf dass der neue Akku parallel zum > System angeschlossen werden kann. Danach kann der leere Akku getrennt > werden. Das wäre viel zu einfach und es besteht die Gefahr, dass es sofort funktioniert.
Dir ist klar, dass der Supercap nur Strom liefern kann, wenn die Spannung fällt? I = C*dU/dt Bei 10A Laststrom fällt die Spannung an den 17F um 1V alle 1,7s. D.h. von 15V auf 11V runter dauert lediglich 2,3 Sekunden. In der Zeit musst du den Akku gewechselt haben. Dsa ist schon kurz. Den Spannungsabfall durch Dioden kannst du mittels MOSFET verringern. Allerdings musst du das Gate entsprechend steuern. Es gäbe auch IC für diesen Zweck, das läuft unter "ideal diode" und "power path". Schau mal bei ADI: https://www.analog.com/en/products/monitor-control-protection/powerpath-ideal-diodes-load-switches.html# Gibts auch bei TI oder so.
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