Hi, ich suche einen Regler IC der mit wenig Außenbeschaltung eine 3,7V Li-Ion Notebookakkuzelle 4,5Ah laden kann. Als eingangsquelle ist ein Fahrraddynamo gedacht. Ich habe schon viele Schaltungen damit gefunden, allerdings suche ich etwas erprobtes was Ihr empfehlen würdet. merci =)
Wasfür und wieviel Spannug macht dein Dynamo denn?
Maiki schrieb: > Hi, > > ich suche einen Regler IC der mit wenig Außenbeschaltung eine 3,7V > Li-Ion Notebookakkuzelle 4,5Ah laden kann. Als eingangsquelle ist ein > Fahrraddynamo gedacht. > > Ich habe schon viele Schaltungen damit gefunden, allerdings suche ich > etwas erprobtes was Ihr empfehlen würdet. Das einfachste wäre wohl, wenn Du parallel zur Li-Zelle einen TL431, geschaltet als Power-Z-Diode mit 4,2V, legst. Das Du zehn Stunden trampeln musst, um den Akku voll zu bekommen, ist Dir aber schon klar? Gruss Harald
Ich habe selber schon viel mit dem Thema gemacht (siehe www.bikebox-standlicht.de). Zunächst einmal: Ein Dynamo ist eine Konstantstromquelle, welche etwa 500 mA max. liefert; Die Spannung steigt dabei mit der Raddrehzahl. Ohne Last passiert dies linear (etwa 1V/km), mit Last liegen bei etwa 15 km/h 6V an 12 Ohm an und es fließen 500 mA Strom. Deine 4.2 Volt Ladeschluß sind also bei etwa 10 km/h möglich. Einen Standard-Lade-IC fällt aber aus, da diese eine konstante Eingangsspannung benötigen, und die hast du beim Radeln nunmal nicht, da du ja auch mal langsam fährst oder stehen bleibst. Aktuell bin ich grad am weiterentwickeln der Schaltung der Bikebox. Derzeit bewährt sich ein simpler Shuntregler (TL431, 3 Widerstände, 1 Transistor, siehe Datenblatt des TL431) sehr gut. Vorteil: Kein Voltage-Drop, da Shuntregler. Der Regler wird erst dann aktiv, wenn der Akku geladen ist. Nachteil: Simple Ladung mit CCCV (erst mit Konstantstrom, dann mit Konstantspannung) Inwieweit sich LiPo-Akkus für dieses Ladeverfahrwen eignen, ist mir nicht bekannt. Zu klären wäre hier, ob das Ladeende anhand der Ladeschlußspannung erkannt werden kann. Mit LiFePO4-Zellen ist das möglich (Ladeschluß etwa 4,1 Volt pro Zelle), auch mit Bleikkus. Bis dato habe ich einen Schaltregler mit MC34063 verwendet. Auch diese hat bei mir problemlos gearbeit, allerdings braucht sie etwa 2 Volt drop, und es bestheht die Gefahr, dass der Regler anfängt zu "pumpen". Daher werde ich diese Schaltung wohl ablösen. gruß tobi
Anmerkung: Ich gebe Harald recht, du bräuchtest etwa 10 Std bei 15 km/h = 150 Kilometer, um den Akku zu laden. Das ist zwar machbar, aber doch schon eine Leistung. Wofür soll denn der Akku genutzt werden?
LiPo Zellen werden genau mit CC-CV Verfahren geladen
Ok. Ich seh auch grad, das ich mich vertan hab. Ladeschluß bei LiFePo4 sind 3.7 Volt, nicht 4.1 Volt. Aber das nur am Rande. Wo liegt der Ladeschluß bei LiPo? 4.2 Volt? Ok, allgemein. Shuntregler mit TL431 aufbauen, auf Ladeschluß (4.2 Volt?) justieren. Der Leistungstransistor muß gekühlt werden, er muss immerhin 4.2 Volt * 0.5A = 2.1 Watt Leistung verheizen können, wenn der Akku voll ist. Zum Rest der Schaltung: Als Gleichrichter solltest du einen Brückengleichrichter verwenden. Der Stütz-C sollte im Bereich 220yF-470yF liegen. Größere Cs empfehlen sich bei Dynamos nicht, da dies den Wirkungsgrad des Dynamos schmälern kann. Zusätzlich noch 100nF parallel zum Stütz-C, um hochfrequente Schwingungen zu vermeiden. Und dann viel Spass auf deiner 10h-Ladetour ;) gruß tobi
hacker-tobi schrieb: > Shuntregler mit TL431 aufbauen, auf Ladeschluß (4.2 > Volt?) justieren. Der Leistungstransistor muß gekühlt werden, er muss > immerhin 4.2 Volt * 0.5A = 2.1 Watt Leistung verheizen können, wenn der > Akku voll ist. Alternativ baut man einen Buck-Converter, der auf Ladeschluss-Spannung regelt. Dann muss man nichts verheizen und der Dynamo wird besser ausgenutzt. Wenn der Akku voll ist, läuft der Dynamo leer. Besonders interessant in Verbindung mit Nabendynamos, die ohnehin immer mitlaufen. Nach ein paar Fahrten durch Wald und Flur sollte man einen beachtlichen Stapel geladener Akkus daheim liegen haben ;-)
Knut Ballhause schrieb: > Alternativ baut man einen Buck-Converter, der auf Ladeschluss-Spannung > regelt. Dann muss man nichts verheizen und der Dynamo wird besser > ausgenutzt. Wenn der Akku voll ist, läuft der Dynamo leer. Besonders > interessant in Verbindung mit Nabendynamos, die ohnehin immer mitlaufen. Hmm, meinst Du, der Converter verträgt sich mit einer Stromquelle als Eingangsenergielieferant und verträgt auch die hohe Eingangs- spannung von bis zu 100V im Leerlauf? > Und dann viel Spass auf deiner 10h-Ladetour ;) > Nach ein paar Fahrten durch Wald und Flur sollte man einen beachtlichen > Stapel geladener Akkus daheim liegen haben ;-) Irgendetwas beisst sich da... Gruss Harald
Harald Wilhelms schrieb: > Hmm, meinst Du, der Converter verträgt sich mit einer Stromquelle > als Eingangsenergielieferant und verträgt auch die hohe Eingangs- > spannung von bis zu 100V im Leerlauf? Wenn man den Converter richtig baut, dann ja. Schutz vor zu hoher Eingangsspannung sollte nicht das Problem sein. Dafür gibt es Z-Dioden, die man z.B. hinter Glühlampen schalten kann. Verschiedene Buck-Converter ICs vertragen standardmässig 36V (der TPS5430 beispielsweise), den Rest kann man anderweitig verbrauchen. Harald Wilhelms schrieb: > Irgendetwas beisst sich da... Der Vorteil eines Buck-Converters liegt in der Transformation einer hohen Spannung mit kleinerem Strom in eine kleinere Spannung höheren Stromes. Nabendynamos geben bei 6V 500mA ab, bei 12V immer noch über 350mA. Daraus kann man bei 4.2V nahezu 1A machen, dann dauert die Reise nur noch 5 Stunden.
Nabendynamos geben auch an 12v 500 mA ab, entsprechende Geschwindigkeit vorrausgesetzt. Du hast allerdings Recht damit, das der erzielbare Ladestrom mit einem Schaltregler höher ist. Allerdings muss dafuer auch die Geschwindigkeit höher sein, wie viel hängt vom Dynamo und der Laufradgröße ab. Es bleibt auch das Problem des Pumpens bzw. Oszillierens und der hohen Leerlaufspannungen, die wieder verheizt werden müssen bzw. vom Wandler ausgehalten werden müssen. So müssen z.b bei 20 Volt Z-dioden-spannung und 0.5A schon 10 Watt verheizt werden, wenn du schnell bergab faehrst... Aus praktischer Erfahrung mit der Kombination Schaltregler/Z-Diode weiß ich, das sich der theoretische Vorteil in Grenzen hält und der Aufwand für den Schutz vor hohen Leerlaufspannungen nicht ohne ist. Ein Beispiel hierzu: Der Akku in meiner Schaltung (BikeBox) hat 9.6v bei 1.2 Ah. Ladeschluß liegt bei 11.1V (lifepo4). Mit Shuntregler liegt die benötigte Eingangsspannung (AC) bei 11.1V + 0.5V (Schutzdiode) + 1.4V (Gleichrichter) / 1.4 = 10V AC (gerundet). Das erreicht mein Shimano bei knapp 13 km/h gemessen. Die max. Verlustleistung am Shuntregler sind 11.1V + 0.5V / 0.5A = 5.7W Bei der alten Schaltreglerlösung waren 11.1V + 0.5V + 3V (drop schaltregler) + 1.4V / 1.4 = 12V AC notwendig, was etwa 15km/h entsprach. Der Ladestrom entsprach etwa 550mA, war also 10% höher. Mit 21V Z-Dioden (etwas Reserve nach oben) waren max. 10.5W an den Z-Dioden zu verheizen, also fast 5W mehr als bei der Shuntreglerlösung. Und das für 50 mA mehr Ladestrom... Daher das Voting für den tl431 - lädt effizient, ist simpel zu bauen und stabil bei der Regelung. gruss tobi
hacker-tobi schrieb: > Daher das Voting für den tl431 - lädt effizient, ist simpel zu bauen und > stabil bei der Regelung. Deswegen hab ich ja gleich als erstes diesen Vorschlag gemacht. Zumal man sich bei einem Schaltregler schon etwas Mühe geben muss, das die Ausgangsspannung nicht mal versehentlich über 4,2V hinausgeht. Standard-Schaltregler-ICs sind da z.B. nicht geeignet. Gruss Harald
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