Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Batterie und Dioden Frage


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von Daniel D. (daniel1976d)


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Hallo,

Ich habe zwei Batterien (CR2450)LiMnO2, 3V die mit Hilfe einer RF 
Schottky Barrier Diode (HSMS-2804) parallel geschaltet sind. Nun musste 
ich feststellen das sich immer einer der Batterien schneller entlädt als 
die andere, jedoch passiert das immer mit der gleichen Batterie und ich 
kann mir das nicht erklären.

Einziger Unterschied ist das die Zuleitungen unterschiedlich lang sind.

: Verschoben durch Moderator
von Axel (Gast)


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Was sagt denn die vergleichende Strommessung?

Axel

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Die Diodenstrecken mal gemessen? Solche Dioden gibts i.a. mit 
verschiedenen Innenschaltungen (mit BAS70 hatte ich mal Spässchen, 
falsch bestückt).

Bei den fliessenden Strömen macht ein Leitungslängenunterschied nichts 
aus.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Daniel D. schrieb:

> Ich habe zwei Batterien (CR2450)LiMnO2, 3V die mit Hilfe einer RF
> Schottky Barrier Diode (HSMS-2804) parallel geschaltet sind.

Da gehts schon los. Warum? Warum mit dieser Diode? Dir ist bewußt, daß 
das eine Schaltdiode für Hochfrequenz ist?

> Nun musste ich feststellen das sich immer einer der Batterien
> schneller entlädt als die andere

Unmöglich. Wenn die Schaltung so ist, wie angegeben, dann entlädt sich 
bei Belastung immer die Batterie mit der höheren Spannung (bis auf 
Variationen der Flußspannung). Deine Batterien müßten also auf wenig mV 
uberein stimmen. Wie stellst du überhaupt fest, daß eine leer ist?

von Dietrich L. (dietrichl)


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H.Joachim S. schrieb:
> Bei den fliessenden Strömen macht ein Leitungslängenunterschied nichts
> aus.

Über die Länge hat Daniel D. nichts gesagt. Je nach Strom und 
Leitungswiderstand kann die Batterie mit der kürzeren Leitung durchaus 
stärker entladen werden.

Daniel D. schrieb:
> jedoch passiert das immer mit der gleichen Batterie

Welche ist das denn? Die mit der kurzen oder der langen Leitung?
Und gib mal Daten über Leitungslänge, Drahtquerschnitt und Strom. 
Außerdem wäre es nicht schlecht, den Spannungsabfall an der Leitung zu 
messen.

von Daniel D. (daniel1976d)


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Hallo erstmal vielen Dank fuer eure Kommentare:

Axel S. schrieb:
> Da gehts schon los. Warum? Warum mit dieser Diode? Dir ist bewußt, daß
> das eine Schaltdiode für Hochfrequenz ist?
Das Design habe ich geerbt und daher kann ich dir nichts darueber sagen. 
Ich kann versuchen es heraus zufinden.

Axel S. schrieb:
> Deine Batterien müßten also auf wenig mV
> uberein stimmen. Wie stellst du überhaupt fest, daß eine leer ist?
Wir haben eine Last, 1kOhm welche die Batterien entlaedt. Jeden zweiten 
Tag wird die Last entfernt, eine Stunde gewartet und die individuellen 
Batteriespannungen gemessen.

Dietrich L. schrieb:
> Welche ist das denn? Die mit der kurzen oder der langen Leitung?
Die Batterie mit der langen Leitung. Ich hab die Leitungsdaten jetzt 
nicht parat aber die lange Leitung ist ca. 20 mal laenger.

Hintergrund ist das wir Geraete zurueck bekommen die dieses 
Ungleichgewicht zeigen und jedes mal ist es diese eine Batterie (tief 
entladen, ~1V). Das Geraet selber besteht aus mehreren PCBs, aber um 
irgendwelche Einfluesse auszuschliessen habe ich das betroffene PCB 
ausgebaut.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Daniel D. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Deine Batterien müßten also auf wenig mV
>> uberein stimmen. Wie stellst du überhaupt fest, daß eine leer ist?

> Wir haben eine Last, 1kOhm welche die Batterien entlaedt.

Das macht nach Adam Riese knapp 3mA. Dummerweise ist die CR2450 nur für 
0.2mA Entladung ausgelegt. Auch mit 2 Stück kommt man da auf keinen 
grünen Zweig. Die Diode ist mit Vf = 410mV (allerdings bei 1mA) 
spezifiziert. Die verlierst du von deinen 3V. Geschickt geht anders.

> Jeden zweiten Tag wird die Last entfernt, eine Stunde gewartet
> und die individuellen Batteriespannungen gemessen.

Und wie sind die? Laß dir doch nicht jedes Wort aus der Nase ziehen!

> Dietrich L. schrieb:
>> Welche ist das denn? Die mit der kurzen oder der langen Leitung?
> Die Batterie mit der langen Leitung. Ich hab die Leitungsdaten jetzt
> nicht parat aber die lange Leitung ist ca. 20 mal laenger.

Angesicht von 30Ω Bahnwiderstand der Dioden halte ich das für 
nachrangig. Dafür kann man etliche Meter Kabel ziehen.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Daniel D. schrieb:
> Wir haben eine Last, 1kOhm welche die Batterien entlaedt. Jeden zweiten
> Tag wird die Last entfernt, eine Stunde gewartet und die individuellen
> Batteriespannungen gemessen.
Und welche Batteriespannungen misst du während des Betriebs?

Daniel D. schrieb:
> jedoch passiert das immer mit der gleichen Batterie
Nimm doch mal eine andere ...  SCNR

Axel S. schrieb:
> Geschickt geht anders.
Ich würde einfach die beiden Batterien parallel schalten. Und mir so die 
15% Verlust in den Dioden sparen.

Daniel D. schrieb:
> Dietrich L. schrieb:
>> Welche ist das denn? Die mit der kurzen oder der langen Leitung?
> Die Batterie mit der langen Leitung. Ich hab die Leitungsdaten jetzt
> nicht parat aber die lange Leitung ist ca. 20 mal laenger.
Aber du könntest ja mal einen Schätzwert abgeben: ist die kurze Leitung 
eher 1cm oder eher 1m lang?

> Hintergrund ist das wir Geraete zurueck bekommen die dieses
> Ungleichgewicht zeigen und jedes mal ist es diese eine Batterie
> (tief entladen, ~1V)
Ist diese 2. Batterie der Witterung oder Benutzern ausgesetzt? Sind da 
Steckverbinder beteiligt? Was für eine Leitung ist das? Kann 
Feuchtigkeit im Spiel sein?

Schreib doch einfach mal ein wenig mehr von diesem "Gerät". Ohne deine 
Informationen kann man sich das Problem nicht vorstellen. Ohne 
Informationen wird aus "Rat geben" eine einfache "Ratestunde".

: Bearbeitet durch Moderator
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Lothar M. schrieb:

>> Hintergrund ist das wir Geraete zurueck bekommen die dieses
>> Ungleichgewicht zeigen und jedes mal ist es diese eine Batterie
>> (tief entladen, ~1V)

> Ist diese 2. Batterie der Witterung oder Benutzern ausgesetzt? Sind da
> Steckverbinder beteiligt? Was für eine Leitung ist das? Kann
> Feuchtigkeit im Spiel sein?

Sehe ich auch so. Eine der Batterien entlädt sich parasitär. Mit der 
Schaltung an sich hat das nichts zu tun. Denn hinter den Dioden müßte 
die Spannung dafür ja auf 0.6V zusammenbrechen.

Nein, die Batterie entlädt sich im Halter. Noch vor der Diode. Und die 
Diode verhindert, daß sich die zweite Batterie auch entlädt.

von Daniel D. (daniel1976d)


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Danke nochmals,
werde versuchen ein paar mehr Informationen euch zukommen zu lassen.

Das Geraet ist geschlossen und kann vom Benutzer nicht geoeffnet werden. 
Es ist fuer den Einsatz im Gebaeude. IP44.

Ach ja, hier was der Kollege gemessen hat. Ich uebernehme das Problem ab 
kommenden Montag.

13/01/2021  2.94V  2.85V
14/01/2021  2.94V  2.83V
15/01/2021  2.87V  2.80V
18/01/2021  2.81V  2.77V
19/01/2021  2.80V  2.76V
20/01/2021  2.77V  2.75V
21/01/2021  2.74V  2.74V
27/01/2021  2.60V  2.67V
28/01/2021  2.51V  2.65V

Wie gesagt werde euch mit mehr Informationen versorgen.
LG

von Manfred (Gast)


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Daniel D. schrieb:
> Ich uebernehme das Problem ab kommenden Montag.

Es bleibt die Frage der Sinnhaftigkeit oder der Vorwurf der 
Sinnlosigkeit.

Wie Lothar M. schrieb, würde man zwei gleiche Zellen einfach parallel 
schalten und fertig.

Zu den 1k Last wurde auch etwas gesagt, vielleicht wäre darüber 
nachzudenken, eine geeignetere Batterie zu verwenden.

von Jens G. (jensig)


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Axel S. (a-za-z0-9)

>> Wir haben eine Last, 1kOhm welche die Batterien entlaedt.

>Das macht nach Adam Riese knapp 3mA. Dummerweise ist die CR2450 nur für
>0.2mA Entladung ausgelegt. Auch mit 2 Stück kommt man da auf keinen

Ja, und nach 10 Tagen kannste die Batterien ohnehin als leer betrachten, 
wie man an der Entladekurve schon bei den letzten Werten sieht. Wobei 
das nicht wirklich die Entladekurve ist, sondern nach Deiner Aussage die 
Leerlaufspannung nach 1h Ruhe. Unter Last sind die also schon viel 
geringer in der Spannung, aber dafür auch gleicher, bis auf die 
Diodendifferenzen der Uf.
Da isses eher egal, daß die eine Batterie etwas eher schlapp macht - die 
andere ist dann auch nicht mehr weit davon entfernt, und es ist 
vollkommen wurscht, daß da kleine Unterschiede sind. Denn zum Lebensende 
hin werden deren Unterschiede ohnehin immer größer als bei frischen 
Zellen.

Was ist denn die Erwartungshaltung mit welcher Begründung? Die 
Ungleichheit der beiden Zellen kann ja nicht das Hauptproblem sein ...

> Die Batterie mit der langen Leitung. Ich hab die Leitungsdaten jetzt
> nicht parat aber die lange Leitung ist ca. 20 mal laenger.

Vermutlich ist dort die Diode mit der geringeren Uf - also wird dort die 
Zelle stärker belastet, weil die den Hauptstrom übernimmt. Mit der 
Leitung hat das nix zu tun mit den paar µV Spannungsabfall.

: Bearbeitet durch User
von Daniel D. (daniel1976d)


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Entschuldigung ich bin selber ein wenig ueberfragt und hatte bisher noch 
keine Zeit mich wirklich um das "Problem" zu kuemmern.

Unser Reperaturteam hat einfach festgestllt das eine der Batterien immer 
leer ist und die andere in einem guten Zustand. Wobei ich sagen muss das 
das Geraet nicht wegen diesem Grund in Reperatur ist. War halt nur eine 
Auffaelligkeit.

von Daniel D. (daniel1976d)


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Hier ein Dokument das wir zusammengestellt haben.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Daniel D. schrieb:
> Unser Reperaturteam hat einfach festgestllt das eine der Batterien immer
> leer ist und die andere in einem guten Zustand.
Wurden die Batterieien bei diesem "Zustandstest" auch belastet? Oder 
wurden nur die Leerlaufspannungen miteinander verglichen?

Und wie ich schon schrieb:
>>> Kann Feuchtigkeit im Spiel sein?
Denn Feuchtigkeit und diese Unmenge an verbliebenem Flußmittel von 
diesen dicken Lötzinnkugeln auf den Pads sorgt für durchaus nennenswerte 
Leckströme.

: Bearbeitet durch Moderator
von michael_ (Gast)


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Bei Schottky-Dioden ist auch der Reststrom in Sperrichtung relativ hoch.
Kann evtl. auch dazu beitragen.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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michael_ schrieb:
> Bei Schottky-Dioden ist auch der Reststrom in Sperrichtung relativ hoch.
Bei den hier verwendeten Dioden ist der Leckstrom mit 200nA@50V 
erfreulich niedrig:
https://docs.broadcom.com/doc/AV02-0533EN

: Bearbeitet durch Moderator
von A. S. (achs)


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Daniel D. schrieb:
> Ungleichgewicht zeigen und jedes mal ist es diese eine Batterie (tief
> entladen, ~1V).

Eure Messung könnt ihr abbrechen, wenn mit Last noch 2V oder so gemessen 
werden.

Oder ihr messt, wie viel in der anderen noch steckt.

Bei 1V ist die eine Batterie völlig leer. Wenn Die andere dann noch 2,5 
anzeigt, ist die praktisch genauso leer.

Es ist also eher ein Artefakt, weil ihr leer (im Sinne von: zu wenig 
Spannung für die Anwendung) nicht von leergesaugt (weiterhin belastet 
nach Lebensende) unterscheidet.

Messt also, ob die andere noch Strom x Zeit hat, nicht die spg.

von Jens G. (jensig)


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Die im PDF gezeigte Diode mit "75." im Marking ist lt. Datenblatt der 
HSMS-2804 keine HSMS-2804 ...

von Jens G. (jensig)


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A. S. (achs)

>Bei 1V ist die eine Batterie völlig leer. Wenn Die andere dann noch 2,5
>anzeigt, ist die praktisch genauso leer.

Ja, sagte ich schon gestern. Die messen da nur ein Scheinproblem, weil 
die die Leerlafspannung nach 1h Leerlauf messen ...

von Daniel D. (daniel1976d)


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Danke nochmals fuer die vielen Antworten.

Das Problem hat sich erledigt. Wir werden die Batterien in Zukunft 
direkt parallel schalten.

MfG

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