Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik NiMH Akkus über USB laden


von Hubert Held (Gast)


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Hallo,

ich habe ein mobiles Gerät das ich über 2 AA NiMH Akkus (in Reihe, 2,4V) 
versorge. Die Schaltung benötigt 3,3V, dies habe ich mit einem StepUp 
Regler von LT gelöst der ca. 200mA liefert. Die Schaltung selbst 
benötigt ca. 170mA. Soweit so gut!
Ich möchte nun die Akkus über den USB port laden. Gleichzeitig aber auch 
die Schaltung versorgen. Bei 500mA vom USB port könnte ich die Akkus mit 
maximal 330mA laden.
Wie realisiere ich am besten eine Ladeschaltung die sowohl lädt als auch 
den Rest versorgt?

mfg
Hubert

von Hilldefill (Gast)


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Wie kannst du bei 3,3V 200mA liefern wenn du nur 170mA bei nidrigerer 
Spannung reinsteckst? Oder sind das die max. Abmessungen des StepUp 
Reglerns?

Das was du vor hast ist soweit möglich jedoch nicht sehr einfach. Wenn 
du es ordentlich machen willst musst du eine Ladeelektronik bauen und 
elektronisch zwischen Akku und USB versorgung umschalten.

Gruß Hilldefill

von Hubert Held (Gast)


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Die 200mA sind ist der MaxWert vom Stepup Wandler.

Das ich eine Ladeschaltung benötige dachte ich mir fast. Vielleicht 
gibts sogar fertige ICs?
Ist ein paralleler Betrieb möglich? Also das ich der Ladeschaltung sage 
sie soll mit maximal 330mA laden damit mir noch genug Strom für die 
Schaltung übrig bleibt?

von Philipp S. (hilldefill)


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Klar es gibt für die verschiedenen Akkus IC'S die du verwenden kannst 
über die externe beschaltung solcher IC's kann man dann auch den 
Ladestrom regeln. generell musst du halt aufpassen was USB so kann ich 
habs nicht im Kopf aber irgendwas um die 500mA glaube ich.

Schau mal in dem Tread hier nach da hat man sich schon mit 
Ladeelektronik auseinandergesetzt.

Beitrag "Li-Ion Laderegler"

von dude (Gast)


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jo, aber für die 500mA benötigt man eine Anmeldung an den Host, sonst 
sind es nur 150mA die der Port liefert!

von Philipp S. (hilldefill)


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Hab ich auch wieder was gelernt dann ist das ganze ja noch koplizierter 
da er ja mehr wie die besagten 150mA benötigt

von Hubert Held (Gast)


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Wenn man jetz davon ausgeht das die 150ma die akkus laden und die 
schaltung erst in betrieb geht wenn die akkus wieder genügend strom 
liefern, würde das gehen?

von Reinhard Kern (Gast)


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Hallo,

es gibt viele Ladekabel, die einfach nur die 5V verwenden und bei denen 
die Datenleitungen garnicht erst angeschlossen sind, und es gibt viele 
USB-Anschlüsse, die mehr oder weniger direkt an 5V gehen, die besseren 
davon über eine Sicherung, die noch besseren sogar mit einer Sicherung, 
die man ersetzen kann - aber normgerecht ist das alles nicht, und daher 
muss es auch nicht funktionieren.

Gruss Reinhard

von R. M. (rmax)


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dude schrieb:
> jo, aber für die 500mA benötigt man eine Anmeldung an den Host, sonst
> sind es nur 150mA die der Port liefert!

Es sind 100mA (Update: bei USB 2.0, bei 3.0 sind es 150), die ohne 
Anmeldung garantiert werden, was aber nicht bedeutet, daß die Host-Ports 
den Strom auf diesen Wert begrenzen oder bei Überschreitung des Wertes 
abschalten.

von Stephan (Gast)


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Hubert Held schrieb:
> Wenn man jetz davon ausgeht das die 150ma die akkus laden und die
> schaltung erst in betrieb geht wenn die akkus wieder genügend strom
> liefern, würde das gehen?

Das müsstest du schon gesondert lösen. Ist aber gar nicht so ganz 
einfach.

Unterspannungsabschaltung macht in jedem Fall Sinn (Akkus nicht 
leerzuzeln, DCDC-Wandler schützen). Nur, sobald geladen wird wird auch 
schnell die Unterspannungsgrenze überschritten, die Schaltung geht in 
Betrieb und schon bald greift wieder die Unterspannungsabschaltung.

Einfacher wirds wenn die verwendeten USB-Ports auch ohne "Verhandlung" 
500mA hergeben (Einschränkungen gibts gerne bei Notebooks). Dann kann 
die Schaltung starten sobald die Spannung hoch genug ist (sie wird im 
Ladebetrieb ja immer weiter steigen).
Fürs Aufladen am Notebook könnte ein zusätzlicher Schalter für 
reduzierten Ladestrom und ohne Betrieb der Schaltung vorgesehen werden.

Falls Dich die Verluste/Abwärme nicht stören könnte dann eine Kombi aus 
LowDrop-Linearregler, Shotky und Vorwiderstand klappen. Das ganze halt 
so hingetrimmt, dass bei minimaler Belastung durch die Schaltung an den 
Akkus nie mehr als 3,0V anliegen und bei mittlerer Belastung eine 
Akkuspannung von 2.8V rauskommt. Spannungsregler ggf. mit 
Strombegrenzung.
Die Schaltung wird dann immer über den StepUp versorgt.

von Franky (Gast)


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Hallo,

Sorry wenn ich das Thema nochmal aus der Versenkung holen muss aber ich 
habe momentan ebenfalls so ein Probelm und absolut nichts im Internet 
dazu gefunden.

Bei mir geht es aber eher weniger über die Ladespannung als über die 
genaue Berechnung bzw. des Anschlusses.

Folgendes will ich Realisieren:
Ich habe ein USB Lader im Auto (5V USB Ladeadapter) im eben USB Geräte 
im Auto laden zu können.
Nun habe ich aber 2 PMR Funkgeräte die jeweils 3 AAA Mignon Akkus haben. 
Leider ohne Ladebuchse.
Ich würd jetzt gern eine Mini USB Buchse in diese Funkgeräte einbauen um 
Sie dann per Kabel einfach wären der Fahrt zu Laden/Nutzen da die Geräte 
relativ schnell leer sind und ich etwas weiter weg Fahren will (zu zweit 
mit 2 Autos).

Vorgestellt habe ich mir das etwa so.
Ich bau die Buchse ein und lege Pin 5 des Mini USBs auf die Masse der 
drei Mignons und Pin 1 über zwei, in reihe geschaltete, 1N4148 Diode auf 
Plus.
Meine überlegung dahinter:
Die Dioden haben ja eine gewisse Schaltspannung von 0,7V
Wenn jetzt die Battarien leer sind fällt ja auf der Plusseite die 
Gegenspannung zur Diode und die Battarien werden geladen. Wenn diese 
dann wieder einen gewissen Pegel haben lässt ja die Diode keinen Strom 
mehr durch da auf der Battarie seite wieder genug davon vorhanden ist 
und die Schaltspannung der Dioden nichtmehr überbrückt werden kann und 
somit abschaltet.

Jetzt meine Frage. Funktioniert das?
Ich habe dieses Prinzip der Ladung von einem Lehrer für Hybrid und 
Elektro Antriebe. Leider habe ich zu Ihm keinen Kontakt mehr. Er meinte 
aber damals er Lade so auch Battarien und es gab nie Probleme. So könne 
man auch einsel Battarien in Packs in ihrem gegenseitigen Ladungs 
unterschied ausgleichen wenn man 2 Dioden parallel mit jeder Zelle 
verbinden.

Gruß Franky

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