Forum: Platinen LiPo Tiefentladeschutz 1S/Einzel-Zellen "Mini/Nano"


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von Markus O. (mc_oyzo) Benutzerseite


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Hallo zusammen,

Ich suche nach einer Beschaffungsquelle oder Selbstabau für:
10 Stück
LiPo Tiefentladeschutz 1S/Einzel-Zellen (90 - 400 mA)
MINI/NANO ca. L:10,6 B:3,5 mm, Platinendicke 0,5 mm

Kennt jemand vielleicht eine Bezugsquelle?
Oder: Kann jemand einen Schaltplan/Bauteilauslegung zur Verfügung 
stellen, damit ich evtl. selbst anfertigen kann?


Es gibt solche Schaltungen fertig zu kaufen, doch die sind leider viel 
zu groß für meinen Einsatzzweck denn:
Ich betreibe ein 1:87/H0 Car-System (Modellbahn), die Fahrzeuge baue ich 
selbst um (Mechanik, Led’s, Decoder usw. wie beschrieben bei 
www.modelleisenbahn-claus.de). Herausforderung: Die Platine muss neben 
Antrieb, Akku, Decoder, LCIR usw. noch in einen Pkw passen!

Kürzlich bekam ich einen 180 mAh Akku incl. angelöteter mini/nano 
Schutzschaltung geliefert (Maße wie oben & Bild); Diese Größe wäre 
wirklich super, einzeln ist diese Platine lt. Händler aber leider nicht 
zu bestellen. Natürlich kann ich die Schutzschaltung vom Akku ablöten, 
da ich aber geplant ca. 10 Stk. benötige, hätte ich dann zahlreiche 
Akkus hier, die ich warscheinlich nie benötige, weil nur wg. der 
Schutzschaltung gekauft ;-)

Die Schaltung soll lediglich einer Tiefentladung von 2,6 bis 2,7 Volt 
vorbeugen und soll bei Unterschreiten dieser Akkuspannung den Akku am 
Minuspol trennen. Kein weiterer Schnickschnack, Prio auf wenig Bauteile
Angelehnt an die mir vorliegende Platine demnach:

LiPo Tiefentladeschutz 1S/Einzel-Zellen (90 - 400 mAh) ca. 2 A Laststrom 
wären reichlich…
Mini/Nano ca. L:10,6 B:3,5 mm, Platinendicke 0,5 mm
  Verbaute SMD Bauteile/Beschriftung:
1x „8810S“
1x „AY5 643“
Kondensator Kapazität?
2 Widerstände „0102“ und „202“ (


Gruß Markus

von Felix L. (mrchucks)


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Hallo Markus,

gerne kann ich dir eine Schaltung mit beschaffbaren Bauteilen zur 
Verfügung stellen. Schaltung ist erprobt und funktioniert gut. Ggf. kann 
ich dich auch bei der Umsetzung unterstützen.

von Entladeschütze (Gast)


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Markus:
https://www.chipbest.com.tw/n-channel-mosfet.html
zeigt zum 8810S:

Product Name
BV(V)  VGS  Amp.(A)  ESD
Vth(V)  (+-V)  min.  typ.  max.

8810S
20  12  6  YES
0.45  0.7  1

Das wäre schon mal ein Einstieg.

Felix:
Schaltung und Bauteiltypen wäre sehr interessant. Kannst du das bitte 
posten?

Ich habe mal so einen Entladeschutz für eine Taschenlampe gebaut und den 
so gestaltet, dass eine Spannungsprüfung nur im Betrieb erfolgt und bei 
Unterspannung alles von den Zellen getrennt wird, um weiteren 
Stromverbrauch zu beenden. Leider habe ich damals nur eine Lösung 
gefunden, die mit 2s funktioniert. Das war kein Problem und die Lampe 
funktioniert immer noch perfekt.

grüsse

von Entladeschütze (Gast)


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Im Anhang ein Datenblatt

von Felix L. (mrchucks)


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Schaltung kommt heute Abend, wenn ich zuhause bin.

Schutz IC ist der AP9101CK6. Dieser muss entsprechend der Grenzen 
ausgewählt werden. Gibt es bei Mouser und Digikey. Dazu noch ein 
DoppelMosfet, zwei Widerstände und ein Kondensator. Schaltung ist im 
Datenblatt, layout bekommt man auch so klein wie auf dem Bild hin.

von Oliver S. (oliverso)


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Markus O. schrieb:
> Kürzlich bekam ich einen 180 mAh Akku incl. angelöteter mini/nano
> Schutzschaltung geliefert (Maße wie oben & Bild); Diese Größe wäre
> wirklich super, einzeln ist diese Platine lt. Händler aber leider nicht
> zu bestellen. Natürlich kann ich die Schutzschaltung vom Akku ablöten,
> da ich aber geplant ca. 10 Stk. benötige, hätte ich dann zahlreiche
> Akkus hier, die ich warscheinlich nie benötige, weil nur wg. der
> Schutzschaltung gekauft ;-)

Ja und? Einfacher, schneller, und günstiger bekommst du dein Problem 
nicht gelöst.
Noch einfacher wäre es natürlich, gleich einen zu deinem Auto passenden 
Akku mit Schutzschaltung zu kaufen. Die Lipos wirst du ja wohl kaum 
selber backen.

Oliver

von Markus O. (mc_oyzo) Benutzerseite


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Oliver S. schrieb:
> Markus O. schrieb:
>> Kürzlich bekam ich einen 180 mAh Akku incl. angelöteter mini/nano
>> Schutzschaltung geliefert (Maße wie oben & Bild); Diese Größe wäre
>> wirklich super, einzeln ist diese Platine lt. Händler aber leider nicht
>> zu bestellen. Natürlich kann ich die Schutzschaltung vom Akku ablöten,
>> da ich aber geplant ca. 10 Stk. benötige, hätte ich dann zahlreiche
>> Akkus hier, die ich warscheinlich nie benötige, weil nur wg. der
>> Schutzschaltung gekauft ;-)
>
> Ja und? Einfacher, schneller, und günstiger bekommst du dein Problem
> nicht gelöst.
> Noch einfacher wäre es natürlich, gleich einen zu deinem Auto passenden
> Akku mit Schutzschaltung zu kaufen. Die Lipos wirst du ja wohl kaum
> selber backen.
>
> Oliver

Wenn das so einfach wäre... Ich baue seit 15 Jahren, Zellen mit 
Schutzschaltung erhielt ich bislang noch gar nie, vorbenanntes war wohl 
eher Zufall (kam wohl schon vom Lieferanten zum Händler so, warum auch 
immer).
Schutzschaltung extra kannte ich bislang nur auf "dicker" 1 mm-Platine 
oder eben viel zu groß (LxB) für einen 1:87 Pkw

von Markus O. (mc_oyzo) Benutzerseite


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Felix L. schrieb:
> Schaltung kommt heute Abend, wenn ich zuhause bin.
>
> Schutz IC ist der AP9101CK6. Dieser muss entsprechend der Grenzen
> ausgewählt werden. Gibt es bei Mouser und Digikey. Dazu noch ein
> DoppelMosfet, zwei Widerstände und ein Kondensator. Schaltung ist im
> Datenblatt, layout bekommt man auch so klein wie auf dem Bild hin.

Felix, daran bin ich sehr interessiert :-))
=======================================
Jetzt muss ich erstmal das Datenblatt des AP9101CK lesen

von Entladeschütze (Gast)


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Markus O. schrieb:
> Jetzt muss ich erstmal das Datenblatt des AP9101CK lesen

Der Chip hat halt den Nachteil, dass er die Spannungsüberwachung bei 
Abschalten wegen Unterspannung nicht von der Zelle trennt. Für mich ist 
das somit unbrauchbar. Ob das mit deinen Anforderungen vereinbar ist, 
kannst ja du entscheiden.

von Oliver S. (oliverso)


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Markus O. schrieb:
> Schutzschaltung extra kannte ich bislang nur auf "dicker" 1 mm-Platine

Hm, Der halbe Millimeter macht den Unterschied?

1s-Zellen im Bereich weniger 100mAh gibt es doch in unzähliger Auswahl 
mit Schutzschaltung. Die Dinger stecken in allen ählichen Anwendungen 
wie deiner, also allem Kleinspielzeug, welches fährt oder fliegt. Und 
davon gibt es eine ganze Menge.

Als Beispiel:

https://de.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initiative_id=SB_20211126065030&SearchText=3%2C7V+lipo

Da gibt es nicht einen ohne Schutzschaltung.

Oliver

: Bearbeitet durch User
von Felix L. (mrchucks)


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@Entladeschütze
Lies vll. auch mal das Datenblatt und schau dir die Ströme an, die bei 
Abschaltung noch verbraucht werden...
Eine Überwachung die sich selbst auch trennt gibt es so nicht, wie soll 
sie sich bei Ladung dann wieder Rückstellen und den Akku freischalten?

von Entladeschütze (Gast)


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Felix L. schrieb:
> Lies vll. auch mal ...

Was für eine unnötige Empfehlung.

Felix L. schrieb:
> Eine Überwachung die sich selbst auch trennt gibt es so nicht, ...

Du stellst seltsame Vermutungen an. Im Gegensatz dazu steht:

Meine Schaltung hat tatsächlich eine Entlade Überwachung, die nicht nur 
den Verbraucher, sondern auch sich selbst von den Zellen trennt. Ich 
habe sie real gebaut und das erste Mal in einer Taschenlampe verwendet 
und getestet. Sie bewährt sich perfekt in Tests, im Dauer Gebrauch und 
im sporadischen Gebrauch.

Kritisch ist vor Allem der sporadische Gebrauch, da sich fehl 
Bedienungen durch den Anwender hier besonders ungünstig auswirken. 
Bekanntlich können dabei mehrere worst case Bedingungen zusammen kommen. 
Der Benutzer kann das Gerät oder den Akku im entladenen Zustand für drei 
Jahre in einer Schublade vergessen, der Eigenverbrauch der Schaltung 
kann beträchtlich höher sein, als der Hersteller in optimistischer Weise 
propagiert hat, und so weiter.

Das wieder Einschalten ist wohl eine trivial lösbare Teil Aufgabe beim 
Entwurf.

Aber mit deinen substanzlosen Einwänden lenkst du ab von der 
Ankündigung, die du verlautbart hast:

Felix L. schrieb:
> Schaltung kommt heute Abend, wenn ich zuhause bin.
"heute Abend" war der 25.11.2021, also vor einer ganzen Woche. Was ist 
los mit dir?

von Felix L. (mrchucks)


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Sorry dass ich noch was anderes zu tun habe, kam noch nicht dazu.

Schaltung ist im wesentlichen aus dem Datenblatt übernommen, nur das 
noch eine Sicherung zwischen Akku plus und VCC gesetzt wurde. Dazu dann 
ein Doppelmosfet der beschaffbar ist.

Die Schaltung bewegt sich im Bereich von µA. Da sollte die 
Selbstentladung höher sein. Aber jeder wie er mag und meint. Zu Not die 
Abschaltspannung höher wählen und genug Reserve bei der Auswahl des 
passenden Types. Dann kannst du die auch drei Jahre in die Schublade 
legen.

Dann zeig doch mal deine Schaltung die sich selbst wieder dran hängt bei 
Anschluss des Ladegerätes? Schützt sie den auch vor Überspannung und 
Überstrom? Oder nur die andere Richtung? Klar kann man auch eine kleine 
MCU oder sonst was nehmen aber will man den Aufwand betreiben?

von Manfred (Gast)


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Entladeschütze schrieb:
> der Eigenverbrauch der Schaltung
> kann beträchtlich höher sein, als der Hersteller in optimistischer Weise
> propagiert hat, und so weiter.

Das Thema hatten wir vor Jahren in einem anderen Thread, da hatte ich 
mal den Verbrauch drei typischer China-Module (TP4056 + DW01) gemessen.

4,5*8760 macht 40mAh pro Jahr, das kann man im Regelfall klaglos 
ertragen.

von Felix L. (mrchucks)


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Hier der Schaltplan von einer Schaltung wo ich diesen Chip nutze, sowie 
ein Foto des gelayouteten Bereiches (Prototyp, ich weis die Löstellen 
gehen schöner). Layout geht kleiner, jedoch wollte ich mich nicht zu 
sehr abmühen beim Bestücken mit der Hand.

von Markus O. (mc_oyzo) Benutzerseite


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So, es hat ein bisschen gedauert, da ich verschiedene Möglichkeiten in 
Betracht ziehe.
Anhängend ein Bild der Bauteile die rein müssen. Mit Antrieb, Akku und 
Lenkung ist so ein Fhzg. schon fast voll…

Mein Problem mit Aliexpress und Co:
Ich bekomme ich bezogen auf die Schutzschaltung dann wohl irgendetwas 
geliefert (nicht unbedingt das abgebildete), was zwar funktioniert, 
aber nicht meine minimalistischen Wünsche erfüllt.
Meine bisherigen „China-Erfahrungen“ sind nicht positiv und den 
Versprechen „Käuferschutz und Geld-zurück-Garantie“ traue ich daher kein 
bisschen. Zudem ggf. Zollgebühren usw.

Und eine weitere Erfahrung:
Ich habe ltz. Woche bei anderem Dt. Händler den eingangs erwähnten 
„Wunsch-Akku“ bestellt (verwendet gleiches Artikelbild, Verkaufstext 
ausdrücklich mit Schutzschaltung)
Lieferung erfolgte leider mit größerer und dicker 1mm Platine :-(

1.) Der geringe Eigenverbrauch stellt kein Problem dar, handelsübliche 
LiPo-Schutzschaltungen funktionieren ja auch so;-)

1.1.) Es soll lediglich vermieden werden, dass ein Fhzg, wenn vergessen 
wurde auszuschalten und dann einige Tage/Monate nicht benutzt wird, dann 
keinen defekten Akku hat weil dieser durch den Decoderstrom (15-20mA) 
leergezogen und Tiefentladen wurde. Das ist mir schon einige Male 
passiert.

1.2.) Zum Laden od. Reaktivieren wird i.d.R. ein Labnornetzteil mit 
Volt- u. Ampere-Limiter oder ein LiPo-Lader verwendet. 
Überspannung/Überstom dürften dabei nicht auftreten und wurden wg. 
Miniaturisierung auch nicht in Betracht gezogen.


2.) Habe mir mal den AP9101CK6-BXTRG1 herausgesucht (4,28/2,8V mouser: 
MM 1 Stk. 400 am Lager ; Viele andere Typen sind bei mouser deutschl. 
nicht lieferbar bzw. Mindestmenge 3000 Stk.)

3.) Das Datenblatt des MOSFET „8810“ stellt einen IC mit 8 Beinchen dar, 
benötigt wird allerdings ein Bauteil mit 6 Beinchen. Geht evtl. ein 
FDC6305N (davon habe ich 2 Stk. da bzw. alternative Typvorschläge)?
2-2,5 Ampere dürften vollkomend ausreichend sein.


5.) Layout -
Der Schaltplan geht ja aus dem Datenblatt des AP9101CK6 hervor, soweit 
OK. Das Layout könnte mein Bruder evtl. in Eagle (ältere Version 4 oder 
so) machen, allerdings findet er dort wohl oft die benötigten 
SMD-Bauteile nicht.

6.) Dazu kommt jetzt noch eine weitere Herausforderung - 
Durchkontaktierungen
Hab mit meinem Bruder gesprochen, der könnte zwar die zweiseitige 0,5er 
Platine ätzen, aber keine Durchkontaktierungen realisieren (allenfalls 
Bohrlöcher vorsehen, das geht aber nicht unterhalb von Bauteilen und vor 
allem: Beim Durchbohren trifft man auf der Gegenseite i.d.R. nicht 
exakt)
Unter der Lupe haben wir 9 Durchkontaktierungen gezählt


Damit häufen sich nun für mich als Modellbauer und Nicht-Elektriker die 
Herausforderungen und ich frage mich: Habe ich für meine kleine Mengen 
von ca. 10-15 Stk. überhaupt eine Möglichkeit, das realisiert zu 
bekommen? Evtl. bei einem Dienstleister oder kann hier aus dem Forum 
jemand die Platine anfertigen?

Gruß Markus

: Bearbeitet durch User
von Flip B. (frickelfreak)


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das muss man höher integrieren: schalter, sicherung, schutzschaltung und 
was da noch so liegt kann mit auf das decoderboard. Wenn man das 
geschickt macht, wird es dabei auch nicht größer.

von Markus O. (mc_oyzo) Benutzerseite


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Auf den Decoderhersteller habe ich keinen (wesentlichen) Einfluss; 
Dieser hat -aus mir nachvollziehbaren Gründen- auch kein Interesse an 
einer solchen Änderung.
Das hilft mir also nicht weiter

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