DIY Powerbank für 18,5V (21V)

Hallo, https://de.aliexpress.com/item/1005003610897546.html? Ohne step up Konverter wird die Ladespannung für dein Tablet zwischen 15 bis 21V schwanken, je nach Ladezustand deines Aukkupacks, eine schlechte Lösung. Besser wäre 3s mit step up, die Dinger sind ja so billig. Gruss Jan

Deine Verlinkten Platinen können so wie ich das gesehen habe ALLE keine Zellen angleichen.(Fehlt der Balancer teil) was grade bei unterschiedlichen Zellen schnell zum Zellendrift führt.

KÖNNTE man lösen mit: https://de.aliexpress.com/item/1005007413846072.html

Aber ist halt wieder extra.. aber drum Rum kommen wirrste nicht außer du willst jede Zelle jedes mal separat laden.

Ehm und kaufe NICHT die Schwarzen mit 1.2 A die scheinen wohl gerne mal Kurzschlüsse zu erzeugen. (schon selber mehrfach gehabt)

Aber auch ich wäre für eine Step Up Platine: https://de.aliexpress.com/item/1005005621805500.html

Jeder 18V Werkzeugakku arbeitet in dem Spannungsbereich. Ca20,5V liegen in voll geladenem Zustand an. Bei 15V ist er leer. Womöglich benötigt dein Tablet noch eine gewisse Kommunikation mit seinem Netzteil...

Wenn du basteln willst OK. Aber wäre eine USB-PD fähige Powerbank und ein PD-Triggerboard nicht einfacher? Die Triggerboards gibt's vom China man teilweise schon in Kabelform mit dem richtigen Stecker dran. Zumindest für Laptop Stecher hab ich das schon gesehen.

Hallo Mark

Dein Vorhaben habe ich schon hinter mir, hat nicht funktioniert. Du musst wissen, dass so ein Akku nicht konstant 3,7 Volt hat. Je nach Ladezustand liegt die Spannung zwischen ca. 3V und 4,2V. Das macht bei 5 Zellen in Reihenschaltung eine Spannung von ca. 15V bis 21V, damit kam mein Notebook nicht zurecht.

Gelöst habe ich das Problem durch 4 Akkus in Reihe (4S4P - 12V bis 16,8V) und nachgeschalteten StepUp Regler auf 19V. So kann ich die volle Kapazität der Akkus nutzen.

Gruß. Tom

DAVID B. schrieb:

Deine Verlinkten Platinen können so wie ich das gesehen habe ALLE keine Zellen angleichen.(Fehlt der Balancer teil)

Richtig. Aber sogar wenn sie dies hätten, wären sie vermutlich nicht in der Lage, die wahllos zusammengeschalteten Zellen mit unteschiedlichen Innenwiderständen und Kapazitäten, auszugleichen.

@toma: Mit einem synchrongleichgerichteten Buck-Boost

https://de.aliexpress.com/item/1005003293488096.html?gatewayAdapt=glo2deu

(nur ein Beispiel, daß es so etwas überhaupt gibt)

würd's trotzdem gehen, auch wenn der Spannungsbereich U_leer bis U_voll des Akkupacks die gewünschte U_aus miteinschlösse.

Aber es ist schon besser, nur einen Buck oder Boost zu brauchen. Allerdings @ U_ein möglichst nahe an der gewünschten U_aus, nicht etwa "unterschiedlicher ist besser". Hier gilt: Je näher dran, desto effizienter. (Nur damit der TO nix falsch auffaßt dahingehend.)

Am effizientesten also wenn man bis auf den minimalen Spannungsabfall des Buck oder Boost (resultierend aus ohmschen Anteilen aller Leiterbahnen und Bauteile im Strompfad, bei max. Strom hindurch) "ganz dran" ist.

(Beim Buck halt @ Akkupack (fast) leer, beim Boost eben @ Akkupack (fast) voll.)

Tom A. schrieb:

eine Spannung von ca. 15V bis 21V, damit kam mein Notebook nicht zurecht

Oft noch viel enger toleriert (z.B. bei vielen Dell).

Armin X. schrieb:

Womöglich benötigt dein Tablet noch eine gewisse Kommunikation mit seinem Netzteil...

Durchaus nicht unwahrscheinlich (Paradebeispiel wäre wiederum Dell ...).

@Mark: Welches Tablet genau ist es denn?

Tom A. schrieb:

Das macht bei 5 Zellen in Reihenschaltung eine Spannung von ca. 15V bis 21V, damit kam mein Notebook nicht zurecht.

mit den 21 V oder den 15 V?

Gelöst habe ich das Problem durch 4 Akkus in Reihe (4S4P - 12V bis 16,8V) und nachgeschalteten StepUp Regler auf 19V. So kann ich die volle Kapazität der Akkus nutzen.

Wenn 21 V verkraftet werden, kann man auch fünf Zellen + Aufwärtswandler nehmen. Der Wandler setzt erst dann ein, wenn die Eingangsspannung unter der Soll-Ausgangsspannung liegt.

Hallo Mi N.

Ich habe es nur mit kleineren Spannungen als den angegebenen 19V ausprobiert, um das Notebook nicht durch zu hohe Spannung zu beschädigen.

Wenn ich mich recht erinnere war da bereits unter 18,4V das Ende erreicht und das Notebook hat abgeschaltet.

Tom A. schrieb:

unter 18,4V das Ende erreicht

Das ist ideal, dann werden die Accus nicht zu tief entladen.

Achim H. schrieb:

Tom A. schrieb:

unter 18,4V das Ende erreicht

Das ist ideal, dann werden die Accus nicht zu tief entladen.

Das wären nach meinen Durchschnittsmessungen an 18650er Zellen mit 3,68V noch knapp 70% ungenutzter Energie. Halte ich nicht für zielführend.

Hallo Monk,

Monk schrieb:

So etwas kauft man besser als fertiges Produkt, da höchstwahrscheinlich billiger, besser und sicherer.

die Madmax-Energieversorgung auf Basis eine Sammelsuriums von gebrauchten Notebookzellen ist Ausdruck der Geiz-Ist-Geil-Haltung. Ihre Schöpfer werden dann im Nebenberuf Akkupfleger.

Mitforist Thomas R. hat das Forum freundlicherweise darüber informiert, dass seinem ästhetisch anmutendem IED kein langes Akkuleben beschieden war! :)

Ich antworte mal Themen-bezogen separat:

DAVID B. schrieb:

Deine Verlinkten Platinen können so wie ich das gesehen habe ALLE keine Zellen angleichen.(Fehlt der Balancer teil) was grade bei unterschiedlichen Zellen schnell zum Zellendrift führt.

Aha. ich habe bei den beispielhaft ausgewählten Modulen darauf geachtet, daß die nicht nur einen Anschluß für Akku-Minus und Akku-Plus haben sondern auch Anschlüsse für die Akku-Verbindungen. Denn nach meinem Verständnis sind diese Anschlüsse nur bei einem Balancer erforderlich. Welchen Zweck haben dann diese Anschlüsse für die Akku-Verbindungen? Es gibt ja auch Lademodule ohne dies.

Ich frage auch wegen eines weiteren Projekts: Ich möchte die ausgelutschen NiCd-Akkuspacks von zwei Akkuschraubern durch LiIon ersetzen, da stellt sich das gleiche Problem der Reihenschaltung von Akkuzellen.

KÖNNTE man lösen mit: https://de.aliexpress.com/item/1005007413846072.html

Ja, die vielen Balancer-Module habe ich auch gesehen, aber wie oben geschrieben ging ich davon aus, daß die für die Akkuverbindungen vorgesehenen Anschlüsse gerade diesem Zweck dienen.

Aber ist halt wieder extra.. aber drum Rum kommen wirrste nicht außer du willst jede Zelle jedes mal separat laden.

Klar, wenn bei den Lademodulen keine Balancer drauf sind müssen die zusätzlich rein.

Jan S. schrieb:

Hallo, https://de.aliexpress.com/item/1005003610897546.html? Ohne step up Konverter wird die Ladespannung für dein Tablet zwischen 15 bis 21V schwanken, je nach Ladezustand deines Aukkupacks, eine schlechte Lösung. Besser wäre 3s mit step up, die Dinger sind ja so billig.

Natürlich habe ich auch schon an stepup-Wandler gedacht, aber je geringer die Eingangsspannung destso ineffektiver ist das Modul. Daher erschien mir der Verzicht auf einen stepup-Wandler vorzugswürdig.

Das fragliche Tablet braucht keine spezielle Kommunikation mit dem Netzteil (obwohl Dell), es genügt eine ausreichend hohe Spannung, mindestens 18V, dann wird die externe Spannungsquelle als ausreichend leistungsfähig erkannt. Danach kann die Spannung auf sogar weniger als 16V abfallen. Liegt beim Anlegen der Spannung aber unter ca. 18V, so wird die Versorgung nicht als leistungsfähig bewertet sondern als könne sie nur wenig Strom liefern. Dutzend mal getestet. Wie spannungsfest das ist weißt ich nicht. Nominal sind 19,5V als externe Spannung genannt, also werden auch 20V o.k. sein, und auf mehr als 4V wollte ich die Akkus nicht laden.

Aber natürlich wäre es insgesamt besser, wenn die Spannung konstant um 19V wäre.

Alfred B. schrieb:

@toma: Mit einem synchrongleichgerichteten Buck-Boost https://de.aliexpress.com/item/1005003293488096.html?gatewayAdapt=glo2deu (nur ein Beispiel, daß es so etwas überhaupt gibt)

Entschuldige meine Ignoranz, aber was unterscheidet einen synchron- von einem asynchron-Teil? Bei dem https://de.aliexpress.com/item/1005002821294037.html der aufgrund des eher geringen Strombedarfs eher zu passen scheint, ist von "asychronous rectification" die Rede

Der hier und oben verlinkte buck-boost erscheint mit für meine Anwendung (ca. 1A) reichlich überdimensioniert. Würde es nicht auch der verlinkte https://de.aliexpress.com/item/1005002821294037.html tun?

Aber es ist schon besser, nur einen Buck oder Boost zu brauchen.

Gut zu wissen. Ist es gleich, ob man sich für buck oder boost entscheidet, oder ist eines vorzugswürdig? Von dem Problem abgesehen, daß die buck anscheinend immer eine Spannungsdifferent zur Ausgangsspannung benötigen. Wie verhält sich ein Aufwärtswandler, braucht der auch eine Spannungsdifferenz zur Ausgangsspannung?

Also bspw. wenn 5V benötigt werden: Besser mit einem LiIon-Akku (ggfs. zwei parallel) und aufwärts oder zwei in Reihe und abwärts?

Allerdings @ U_ein möglichst nahe an der gewünschten U_aus, nicht etwa "unterschiedlicher ist besser". Hier gilt: Je näher dran, desto effizienter. (Nur damit der TO nix falsch auffaßt dahingehend.)

:-)) Das ist mir schon klar ...

Am effizientesten also wenn man bis auf den minimalen Spannungsabfall des Buck oder Boost (resultierend aus ohmschen Anteilen aller Leiterbahnen und Bauteile im Strompfad, bei max. Strom hindurch) "ganz dran" ist. (Beim Buck halt @ Akkupack (fast) leer, beim Boost eben @ Akkupack (fast) voll.)

Bei 4s (4s2p oder 4s3p) wären es maximal knapp 17V, bis herab zu wohl etwa 12V. Ei-ei. Und mit 5s (5s2p) wären es minimal halt 15V. Bei 6s (6s2p) sind es minimal 18V. Ein Abwärtsregler bräuchte aber minimal 20V-21V, wenn ich die Soll-Spannung auf 18V reduziere, das wären 7s. Bei 7s2p spielt aber schon das Gewicht und die Größe eine Rolle. Andererseits 40% mehr Kapazität ....

@Mark: Welches Tablet genau ist es denn?

Dell Venue 11 Pro 7140

Mark K. schrieb:

@Mark: Welches Tablet genau ist es denn?

Dell Venue 11 Pro 7140

Danke. Auf der Dell Seite mit der Anleitung:

https://www.dell.com/support/manuals/de-de/dell-venue-11-pro-7000-7140/dell_venue11pro_7140_ug-v1/technische-daten?guid=guid-ed3189c3-1247-45a2-8265-e9851188ff3e&lang=de-de

... steht (1/2 - 2/3 runterscrollen) "1,2A / 2A (30W)". Die orig. Versorgung ist also für 2A(max) konzipiert.

Alfred B. schrieb:

@toma: Mit einem synchrongleichgerichteten Buck-Boost https://de.aliexpress.com/item/1005003293488096.html?gatewayAdapt=glo2deu (nur ein Beispiel, daß es so etwas überhaupt gibt)

Entschuldige meine Ignoranz, aber was unterscheidet einen synchron-

"Synchron(-gleichrichtung)" geschieht mit FET(s) statt Diode(n). Übrigens in "verkehrter" Richtung, so daß bei fehlender Ansteuerung U_GS trotzdem die Bodydioden der FETs gleichrichten (/würden).

Der - mit Weiterentwicklung der FETs immer niedriger werdende - R_ON erlaubt (je höher I, desto mehr) eine deutliche Reduktion der Leitverluste gegenüber Dioden.

von einem asynchron-Teil? Bei dem https://de.aliexpress.com/item/1005002821294037.html der aufgrund des eher geringen Strombedarfs eher zu passen scheint, ist von "asychronous rectification" die Rede

"Asynchron" ... ist hier einfach nur Unsinn.

"Synchron" ist nämlich auf die konkrete "Leitend-Zeit" der (falls es nicht stattdessen mit FET gemacht wäre) Fangdiode bezogen, der FET leitet "synchron zu dieser".

(Würde die Diode asynchron (und das zu sich selbst - geht ja eh nicht, aber ...) arbeiten, müßte sie dazu leiten während der Schalter das tut und/oder mit einer anderen als der Schaltfrequenz (letzteres entspräche "andere (niedrigere) Drehzahl als das Drehfeld - und zwar durch Schlupf" bei der sog. Asynchronmaschine").

Mind. eines von beiden - jedoch ist beides unmöglich. (Bzw. alle 3, mitsamt des erstgenannten in Klammern.)

Bedeutet also nur, daß "einfache Dioden-Gleichrichtung" am Werke ist, die meist (und bei mehr als Minimallast praktisch immer ... außer der Wandler ist für so wenig Strom ausgelegt, daß die Ansteuerleistung für den FET die Diodenleitverluste überträfe) ein Stückchen weniger effizient ist als Synchrongleichrichtung.

Der hier und oben verlinkte buck-boost erscheint mit für meine Anwendung (ca. 1A) reichlich überdimensioniert. Würde es nicht auch der verlinkte https://de.aliexpress.com/item/1005002821294037.html tun?

Wohl zu knapp - ca. 4A sind das Schalterstromlimit ... abh. v. d. Topologie und ÜV/TV liegt I_peak ja durchaus weit oberhalb I_out.

Bin mir sogar unsicher welche Topologie das genau ist:

Ein Inverting Buck-Boost (= nichtisolierter Sperrwandler) bräuchte nur eine Speicherdrossel, es sind aber zwei ... nachgeschaltet ein LC Filter, das hätte dafür gepaßt wg. relativ hohem Ripple bei Flyback-Ausgängen.

Ein SEPIC könnte auch vom LC-Filter profitieren (auch wenn ein solches, im Gegensatz zur mittleren Aussage auf Bild 1 unten, R_Spule * I_aus -abhängig die tatsächliche U_aus doch recht stark nach unten ziehen kann) ... nur wäre das dann ein SEPIC mit nicht gekopppelten Spulen, was den Koppelkondensator stärker belastete, weshalb dieser besonders "gut" (und daher größer ...) zu sein hätte (... leider sehe ich da nicht mal einen kleineren Koppel-C, ist also wohl vmtl. kein SEPIC).

Aber egal, daß das Ding (also nicht mal bei z.B. 24VDC als U_ein, fürchte ich) die eben geforderten bis zu 2A @ 19VDC schaffte, ohne bedenklich heiß zu werden (und daher, auch wenn zuerst, evtl. nur begrenzte Zeit bis Austausch nötig), bezweifle ich. Wäre mir zu knapp.

Aber es ist schon besser, nur einen Buck oder Boost zu brauchen.

Gut zu wissen.

Also der Einfachheit halber. Weil einfacher nun einmal weniger fehleranfällig zu sein tendiert. Durch weniger Schalter im Strompfad meist auch effizienter. Obwohl:

Auf dem v. m. verlinkten Teil werden recht dicke FETs sein (evtl. sind zwei in Reihe noch niederohmiger als vieles andere auffindbare mit nur einem).

Zwar sind "bis zu 10A" Unsinn, nur 5A gingen wohl ok.

[Traue nie diesen Angaben: "5A(max) / besser gekühlt bis zu 10A" ist Unfug (5A im Buck Modus - evtl. grade so ... 10A niemals) --- ca. die Hälfte zu empfehlen, somit @2,5A nur 0,5A über der Dell Spec mit 2A(max).]

Imho gut geeignet.

Ist es gleich, ob man sich für buck oder boost entscheidet, oder ist eines vorzugswürdig?

Buck ist bei identischen Bedingungen und Teilen wohl etwas effizienter, weil Boost Selbstinduktion nutzt, während Buck faktisch LC-gefilterte Rechteckspannung darstellt - Boost bräuchte bessere Spule für selbe Effizienz bei vertauschten IN/OUT - Bedingungen.

(Boost arbeitet recht ähnlich dem Sperrwandler. "Der" Unterschied ist, daß U_ein beim Boost auch zusätzlich ganz_direkt an den Ausgang gekoppelt ist / seriell zu U_selbstind. aus der Drossel dem Ausgang parallel liegt. Und daher sowohl bei Taktung als auch "stillen" FET(s) U_ein minus U_Diode (synchronglr.: Bodydiode) an der Last liegt. Beim "ganzen" Sperrwandler sperrt die Bodydiode so etwas ... weshalb dieser auch jegl. Unter -setzung unterhalb 1 kann - der Boost nicht.)

Von dem Problem abgesehen, daß die buck anscheinend immer eine Spannungsdifferent zur Ausgangsspannung benötigen. Wie verhält sich ein Aufwärtswandler, braucht der auch eine Spannungsdifferenz zur Ausgangsspannung?

Keine üble Frage, lieber Mark! ;)

Beim Buck wirkt der stromabh. Spannungsfall leider in die Wandlungs-Richtung, verringert die mögl. U_aus(max). Folge: U_Differenz rec ht hoch / höher als beim Boost.

Bei Boost wirkt genau das der Aufwärtswandlung entgegen und somit sinkt daher U_Differenz. Trotzdem /entstehen/ diese Leitverluste: Auch wenn sie sich @ Boost "partiell eigenkompensieren" bzgl. U_Differenz vgl. mit Buck, sind doch sie es, die (mit) den Wirkungsgrad drücken.

(Da haben aber auch schon einige die A...karte gezogen indem sie zu nahe dran plötzlich keine funktionale Spannungsregelung (Step-Up arbeitet nicht) hatten ... trotz allem: "Boost bedeutet eben doch aufwärts.")

Also bspw. wenn 5V benötigt werden: Besser mit einem LiIon-Akku (ggfs. zwei parallel) und aufwärts oder zwei in Reihe und abwärts?

5V? Besser 2S und Buck, wenn man mit 2S zurechtkommt (Also rein auf Wandlungseffizienz bezogen - 1S könnte man halt simpler (auch in-Circuit) laden ...).

Allerdings @ U_ein möglichst nahe an der gewünschten U_aus, nicht etwa "unterschiedlicher ist besser". Hier gilt: Je näher dran, desto effizienter. (Nur damit der TO nix falsch auffaßt dahingehend.)

:-)) Das ist mir schon klar ...

Dachte ich mir fast.

War wegen meiner da gerade unbeholfenen Formulierung, die Dich nur nicht irgendwie irritieren hatte sollen.

Am effizientesten also wenn man bis auf den minimalen Spannungsabfall des Buck oder Boost (resultierend aus ohmschen Anteilen aller Leiterbahnen und Bauteile im Strompfad, bei max. Strom hindurch) "ganz dran" ist. (Beim Buck halt @ Akkupack (fast) leer, beim Boost eben @ Akkupack (fast) voll.)

Bei 4s (4s2p oder 4s3p) wären es maximal knapp 17V, bis herab zu wohl etwa 12V. Ei-ei. Und mit 5s (5s2p) wären es minimal halt 15V. Bei 6s (6s2p) sind es minimal 18V. Ein Abwärtsregler bräuchte aber minimal 20V-21V, wenn ich die Soll-Spannung auf 18V reduziere, das wären 7s. Bei 7s2p spielt aber schon das Gewicht und die Größe eine Rolle. Andererseits 40% mehr Kapazität ....

Prinzipiell ist durch effiziente Synchronwandler jede Konstellation denkbar.

Max. wichtig für alles, auch bevor man "nS/nP" plante:

Wie hast Du die Zellen überhaupt präzise getestet? Werte jeder Zelle für sich sind welche?

Nichts dagegen, gebrauchte Zellen wiederzuverwenden, nur je nach Zustand anders / je nach Fall evtl. doch nicht.

Oder mit Tricks:

Vor 2 Jahren wurde ein Pack aus über 20 solchen Zellen gefertigt, nach der Messung wurde es auch 4S/ 5P. Dabei wurden je ähnliche übereinander seriell verschaltet - schlechtere "weiter weg" (sogar mit etwas höherem R der Anschlüsse also - obwohl sich I eh durch erhöhten R_i verringert). Hält noch (Kapazität gemessen fast 10Ah), nur wie lange weiß man bei absichtlicher Mitverwendung auch schon etwas schlechterer Zellen kaum. Darauf, auf trotz allem hohe Kapazität, war es damals angekommen - leider.

Allgemein hat man am besten viele davon und macht's wie die Schneewittchen-Taube - also schlechtere gleich weg, bzw. zumindest separat verwendet (getrennte Packs).

Alfred B. schrieb:

Mark K. schrieb:

@Mark: Welches Tablet genau ist es denn?

Dell Venue 11 Pro 7140

Danke. Auf der Dell Seite mit der Anleitung: https://www.dell.com/support/manuals/de-de/dell-venue-11-pro-7000-7140/dell_venue11pro_7140_ug-v1/technische-daten?guid=guid-ed3189c3-1247-45a2-8265-e9851188ff3e&lang=de-de ... steht (1/2 - 2/3 runterscrollen) "1,2A / 2A (30W)". Die orig. Versorgung ist also für 2A(max) konzipiert.

Erst mal vielen Dank für die wirklich erschöpfenden Erklärungen. Verstanden habe ich es meistenteils nicht und muß mir das noch ein paar mal mit freiem Kopf durchlesen.

Aber zum Tablet: Ich weiß nicht, worauf sich diese Angaben von Dell beziehen. Tatsächlich zieht das Gerät im Betrieb über den externen Anschluß max. ca. 1A (gemessen).