Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Li-Ion Protection in besser?


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von S. M. (lichtmensch)


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Ich suche ein Li-Ion Protection für eine Zelle wo die Spannungen nicht 
so auf kante geknallt sind. Üblich ist ja 2,5v bis 4,25v bei +- 0,1v.
Ich suche was wo man zb widerstände anpassen kann um irgendwo bei 3.0v - 
4.1v zu landen.
Hat Schonmal wer so was gesehen?

von Cyblord -. (cyblord)


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Also für einzelne Zellen gibts ja wirklich massenhaft Bausteine. Und die 
sind ALLE nicht zu gebrauchen und auf Kante genäht?

von S. M. (lichtmensch)


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Scheint mir bald so als würde man immer die gleiche Schaltung mit so 
einem kleinen 6 piner ic bauen und nur das Platinenlayout ändern.

von Cyblord -. (cyblord)


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S. M. schrieb:
> Scheint mir bald so als würde man immer die gleiche Schaltung mit so
> einem kleinen 6 piner ic bauen und nur das Platinenlayout ändern.

Ja weil die Pinbelegung meistens gleich ist. Trotzdem gibt es hier echt 
viele verschiedene ICs. Schon mal bei Mouser oder Digikey geschaut?

Und du musst dich natürlich fragen, wenn JEDER so ein Standard-Ding 
einfach einsetzt, kann es dann wirklich sein dass du so besondere 
Anforderungen hast oder als einziger das Problem siehst?

: Bearbeitet durch User
von Georg M. (g_m)


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Dann eben als Bild.

von P. S. (sandl)


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Das Thema find ich spannend, hat mich nämlich auch schon beschäftigt 
weil ich nach Schutz für eine LiFePO4-Rundzelle gesucht habe, die nicht 
nur die "absolute maximum rating" der Zelle absichern soll, sondern 
möglichst schon bei 3 V abschaltet - auf die letzten 2-3% Kapazität kann 
ich gerne verzichten zugunsten der Lebensdauer.

Naja das beste was ich dazu gefunden habe, war der Beitrag hier, wo 
einer einen TI Fensterspannungsdetektor (TPS3700) genutzt hat um bei 
Über- und Unterspannung frei wählbar abschalten zu können:
https://www.eevblog.com/forum/projects/looking-for-a-lifepo4-overundervoltage-overcurrent-protection-chip-or-circuit/msg2963324/#msg2963324

von Εrnst B. (ernst)


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Der Zellen-Schutz vor Extrem-Zuständen außerhalb der Absolute Maximum 
Ratings und eine sinnvolle (Lebensdauer-steigernde) Lade- und 
Entlade-Steuerung sind zwei unterschiedliche Baustellen, die sollte man 
m.M.n nicht zusammenwerfen.

Ja, es gibt haufenweise China-Gadgets, da besteht die "Lade-Elektronik" 
einfach aus einem USB-Port, der die 5V hart auf den Akku knallt, die 
Schutzschaltung wird's schon richten. Mit Glück ist wenigstens ein 
Vorwiderstand drinnen.

Schön ist das trotzdem nicht.

Zum Laden gibt es genug ICs mit einstellbarer "CV"-Endspannung, beim 
Entladen kann z.B. der µC, wenn denn sowieso schon vorhanden, die 
Spannung mit überwachen.

Ja, ist etwas teurer, aber wenn du nicht grade ein Billig-Billig 
Massenprodukt für Millionen-Stückzahlen designst...

von Georg M. (g_m)


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Ich habe auch gesucht und auch nichts gefunden. Jetzt kontrolliere ich 
einfach die Spannung mit einem Mikrocontroller, z.B. ATtiny402 (Standby 
Stromaufnahme < 2µA).

von Stefan M. (derwisch)


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Εrnst B. schrieb:
> Der Zellen-Schutz vor Extrem-Zuständen außerhalb der Absolute Maximum
> Ratings und eine sinnvolle (Lebensdauer-steigernde) Lade- und
> Entlade-Steuerung sind zwei unterschiedliche Baustellen, die sollte man
> m.M.n nicht zusammenwerfen

Genau das ist der Punkt.

von Michael B. (laberkopp)


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S. M. schrieb:
> Hat Schonmal wer so was gesehen?

Es gibt schon lange den ICL7665 der ab 1.3V beliebig einstellbar Über- 
und Unterspannung erkennt, aber gerade bei LiIon Zellenschutz wollte man 
0.5% Genauigkeit ohne 0.1% Widerstände erreichen, daher kamen die 
Spezial-IC.

Εrnst B. schrieb:
> Der Zellen-Schutz vor Extrem-Zuständen außerhalb der Absolute Maximum
> Ratings und eine sinnvolle (Lebensdauer-steigernde) Lade- und
> Entlade-Steuerung sind zwei unterschiedliche Baustellen

Zustimm.

von P. S. (sandl)


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Cyblord -. schrieb:
> Und du musst dich natürlich fragen, wenn JEDER so ein Standard-Ding
> einfach einsetzt, kann es dann wirklich sein dass du so besondere
> Anforderungen hast oder als einziger das Problem siehst?

Die Frage kann ich glaub beantworten - den meisten Anwendern ist es 
schlicht egal, ob der Akku gestresst wird, die wollen die maximal 
nutzbare Kapazität, nach 2-3 Jahren wird das Gerät sowieso 
ausgewechselt. Maximale Langlebigkeit wird allgemein nicht gewünscht, 
daher gibt es auch keine Anforderung dahingehend an die BMS-ICs.

Dazu hab ich auch ein Zahlenbeispiel als Beleg - bei Samsung Smartphones 
gibt es die Funktion, den Akku automatisch nur bis 85% zu laden, zur 
Verlängerung der Lebensdauer. Letztens hab ich eine Reddit-Umfrage dazu 
gesehen (findet man unter "Are you using the 85% charge limit option?") 
- tja, mehr als zwei Drittel nutzen diese neue Funktion nicht, weil sie 
lieber die volle Performance haben - hätte sich Samsung aus 
betriebswirtschaftlicher Sicht also sparen können.

Den Wunsch nach einem schonenderen BMS gibt es, soweit ich das sehen 
kann, nur unter uns Elektronikliebhabern - also insgesamt eine 
Nischengruppe.

von M. K. (sylaina)


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Wenn man auf ein "Problem" trifft, auf das man keine Antwort findet 
sollte man sich immer fragen, ob man die Frage richtig gestellt hat oder 
wirklich etwas neues entdeckt hat. Zu 99,999% hat man nur die Frage 
falsch gestellt. Oft hilft es das Problem jemand anderen zu Schildern 
und ihn nach einer Lösung zu fragen ohne ihm die eigene "Lösung" zu 
präsentieren ;)

von Jens G. (jensig)


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P. S. schrieb:
> Dazu hab ich auch ein Zahlenbeispiel als Beleg - bei Samsung Smartphones
> gibt es die Funktion, den Akku automatisch nur bis 85% zu laden, zur

Oh wirklich? Also auf meinem ollen S9 habe ich diesbezüglich noch nix 
gefunden. Und im Netz habe ich bisher immer nur die Info gefunden (naja, 
war vielleicht vor eins/zwei Jahren mal), daß Android und/oder Samsung 
diese Einstellung schlichtweg nicht anbieten, weil der Unterbau das 
nicht ermöglichen würde (es gäbe nur Alarm-Apps, die bei kritischen 
Akku-Zuständen Alarm schlagen, aber nicht wirklich Hand anlegen).
Wo soll denn sich diese Einstellung befinden?

> Verlängerung der Lebensdauer. Letztens hab ich eine Reddit-Umfrage dazu
> gesehen (findet man unter "Are you using the 85% charge limit option?")
> - tja, mehr als zwei Drittel nutzen diese neue Funktion nicht, weil sie
> lieber die volle Performance haben - hätte sich Samsung aus
> betriebswirtschaftlicher Sicht also sparen können.

Vielleicht liegt es auch einfach nur daran, weil diese Einstellung 
einfach nicht existiert, oder zumindest wohl schwer auffindbar ist 
(neben dem Fakt, daß sich scheinbar die wenigsten da auch auskennen)

von P. S. (sandl)


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Jens G. schrieb:
> Wo soll denn sich diese Einstellung befinden?

Kann ich dir gern verraten - hier finde ich sie beim S10e: Einstellungen 
-> Gerätewartung -> Auf den Akku-Bereich tippen -> Unten "Weitere 
Akkueinstellungen" -> Unten "Akku schützen (Zum Verlängern der 
Lebensdauer des Akkus die Maximalladung auf 85% begrenzen)"

> Vielleicht liegt es auch einfach nur daran, weil diese Einstellung
> einfach nicht existiert, oder zumindest wohl schwer auffindbar ist

Da hast du natürlich recht - wenn man die Einstellung nicht kennt, kann 
man sie auch nicht nutzen. In den Kommentaren zu der Umfrage gab es dann 
aber viele Leute, die diese Funktion bewusst nicht nutzen wollen, eben 
aus Gründen wie "Ich wechsel eh jedes Jahr mein Handy, so lange hält der 
Akku sowieso durch, wozu also die Mühe", "Ich hab für die ganze 
Kapazität bezahlt, also will ich auch die ganze Kapazität nutzen", usw.

von Jens G. (jensig)


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P. S. schrieb:
> ... -> Unten "Weitere Akkueinstellungen" -> ...

Ab da gehts nicht mehr weiter beim S9. Fehlt einfach. Also zu alt das 
Ding ...
Aber beim S10 (hab ja noch ein Diensthandy) gibts die Option mit den 85% 
tatsächlich.
Naja, werde sowieso mir mal was neueres anschaffen, dann sollte diese 
Frage ja geklärt sein ;-)
Danke.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Cyblord -. schrieb:
> Also für einzelne Zellen gibts ja wirklich massenhaft Bausteine.

Mir fällt da S-8241 ein, Datenblatt Seiten 4..6. Die gibt es mit ganz 
vielen  Spannungsvarianten, aber, ob man die in Einzelstücken bekommt?

von ArnoNym (bergler)


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Also Google wirft mir den aus:
https://www.mouser.com/datasheet/2/308/LC06511DMX_D-1658971.pdf

Ist per OTP programmierbar, in folgenden Schritten:
Over Charge Detection Voltage 4.1 V to 4.55 V (5 mV Step)
Over Discharge Detection Voltage 2.0 V to 3.3 V (50 mV Step)

Warum es über Widrstände zwar möglich sein sollte, aber seltener sein 
wird:
So ein IC will natürlich so wenig Strom wie irgendwie möglich aus der 
Batterie ziehen wollen. Besonders nach einen Over Discharge Ereignis.
Der genannte IC genehmigt sich gerade mal 6µA max. Da wirds SEHR 
hochohmig, will man in dem Bereich bleiben.

Was ich aus der Suche für Schlüsse ziehen würde:
- Mouser hat sowas -> Eventuell mouser/digikey durchsehen, ob die 
Selektoren taugen
- Diodes und Onsemi scheinen was zu haben -> Webseiten durchsehen

von Cyblord -. (cyblord)


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Manfred P. schrieb:
> Mir fällt da S-8241 ein, Datenblatt Seiten 4..6. Die gibt es mit ganz
> vielen  Spannungsvarianten, aber, ob man die in Einzelstücken bekommt?

Ja, Mouser und Digikey haben die alle lagernd.

: Bearbeitet durch User
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