Hallo, ich möchte meine Schaltung mit einem NIMH Akku puffern können im Falle das mal der Strom ausfällt oder auch z.B. der Strom (Netzteil) bewusst in der Nacht abgeschaltet wird. Ein Bonus wäre es wenn die Schaltung vom Akku aus auch mal über 3-5 Tage hinweg laufen könnte, aber das nur als Bonus. Zu meiner Schaltung. Diese hat 2 Zustände, Betrieb und Standby. Im Standby zieht die Schaltung ca. 8mA und im Betrieb ca. 30mA. Auf einen Tag gesehen kann man von 12 Stunden Standby und 12 Stunden Betrieb ausgehen. Das Netzteil hängt meist immer am Gerät, also der Akku würde da immer geladen werden. Die Ladungsregelung usw. sollte so einfach wie möglich sein! Ich hab mich da mal ein wenig eingelesen und es wird immer wieder von einer "Minimalst-Ladung" gesprochen bei welcher der Akku ständig mit ca. C/30 bis C/50 geladen wird. Ich hab mir da mal eine Schaltung zusammengeplant und würde gerne folgende Dinge wissen: - funktioniert das so grundsätzlich? - nach welcher Zeit müsste man da mit einem Austausch der Akkus rechnen wenn man z.B. Eneloops einsetzen würde? - was würde passieren wenn man den Akku, bei eingestecktem Netzteil, abklemmt? Treibt der LM317 dann ohne Rücksicht die eingestellten ca. 26,5mA weiter durch die Schaltung? Oder passiert da nichts weil die Spannung nach dem LM317 niedriger ist als die Spannung vom Netzteil? - was würde passieren wenn man das Netzteil verpolt? - was würde passieren wenn man den Akku verpolt? Grundsätzlich soll der Akku fest eingebaut werden, also ein Verpolen ist dann eher unwahrscheinlich. Aber eventuell mach ich den doch wechselbar und dann würde ich gerne wissen wo noch eine Schutzdiode rein müsste. Vielen Dank schon mal im Voraus an alle die sich die Zeit nehmen mir hier zu helfen! Gruß, Benny.
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Hallo Benjamin, > - funktioniert das so grundsätzlich? Jein. Was passiert bei leerem Akku? Der braucht ja 2 Wochen bis er geladen ist.... > - was würde passieren wenn man den Akku, bei eingestecktem Netzteil, > abklemmt? Treibt der LM317 dann ohne Rücksicht die eingestellten ca. > 26,5mA weiter durch die Schaltung? Oder passiert da nichts weil die > Spannung nach dem LM317 niedriger ist als die Spannung vom Netzteil? Nein. Die Spanung am Ausgang ist gleich der Spannung am Eingang des LM317..... da ist keine Luft, dass der regler noch was liefern koennte. > - was würde passieren wenn man das Netzteil verpolt? Wofuer ist D2 doch gleich? > - was würde passieren wenn man den Akku verpolt? Akku putt weil falschrum geladen wird..... > dann eher unwahrscheinlich. Aber eventuell mach ich den doch wechselbar > und dann würde ich gerne wissen wo noch eine Schutzdiode rein müsste. Tja, so einfach ist das nicht, denn es fliesst ja STrom in beide Richtungen Gruss Michael
Hallo, na wenn der Akku leer ist, dann aufladen. Wie lange der zum laden braucht ist eigentlich erstmal egal. Im Normalfall wird die Schaltung am Netzteil betrieben und dann wird die Schaltung vom Netzteil versorgt und nebenher der Akku geladen. Ich dachte das, auch wenn der noch nicht voll ist, der Akku voll genug sein sollte um z.B. über eine Nacht die Schaltung zu versorgen. In der Regel wird die Stromversorgung nur bei Verwendung einer Netzfreischaltung unterbrochen oder wenn die Schaltung mal mit auf eine Reise genommen wird, also Zugfahrt, Autofahrt usw.. Ok, also beim abklemmen des Akkus passiert nichts und die Diode D2 habe ich eigentlich für den Verpolschutz des Netzteils vorgesehen. Schade das man den Akku nicht so einfach vor Verpolung schützen kann. Aber geht auch, dann wird der Akku fest verbaut. Gibt es sonst noch etwas was ich eventuell vergessen habe? Gruß, Benny.
Also beim laden mit C/20 mußt dir keine Sorgen machen.Hersteller geben bei C/10 eine Haltbarkeit bei Dauerladung von 6 bis 12 Monaten für ihre Akkus an.Ich lade grundsätzlich mit C/20 aus Sicherheitsgründen.Es ist riskant Prozessorlader unbeaufsichtigt laden zu lassen.Bei den hohen Strömen bekommen Akkus dicke Backen wenn die -delta U nicht erkannt wird.
Hallo, ok, da ich vor hatte sogar nur mit ca. C/75 zu laden müsste ich mir wohl noch weniger sorgen machen oder? Oder ist das bereits zu langsam? Nicht das die Selbstentladung höher ist als die Ladung :-) Eben wegen der Sicherheit habe ich mich eher für NIMH Akkus und eine Dauerladung mit eben diesem niedrigen Wert entschieden. Wobei eine Haltbarkeit von 6-12 Monaten nicht gerade berauschend ist. Wie sieht es da auch wenn ich eben anstatt C/10 einen Ladewert von nur C/75 habe, heben die dann viel länger? Und wie sind da die Erfahrungen mit den Akkus, gehen bei diesen niedrigen Lasten alle oder besser Eneloops nehmen? Gruß, Benny.
Benjamin Klyeisen schrieb: > Wobei eine Haltbarkeit von 6-12 Monaten nicht gerade berauschend ist. > Wie sieht es da auch wenn ich eben anstatt C/10 einen Ladewert von nur > C/75 habe, heben die dann viel länger? Und wie sind da die Erfahrungen > mit den Akkus, gehen bei diesen niedrigen Lasten alle oder besser > Eneloops nehmen? Gibt genug ,welche prinzipiell Akkus mit C/20 bis zur Verwendung dauerladen und da halten die Akkus einige Jahre...wie ich schon gelesen habe.C/75 halte ich für zu gering da ist die Selbstenladung vermutlich größer.Aber hängt mich nicht auf ich bin gerade zu faul um zu rechnen.;-)
Benjamin Klyeisen schrieb: > gehen bei diesen niedrigen Lasten alle oder besser > Eneloops nehmen? Es gehen wohl alle. Allerdings ist ja bei normalen NIMH Akkus die Selbstentladung recht hoch. Bei Eneloops nicht, ich würde lieber die nehmen, länger halten sie auf jeden Fall. Ob es dir die Mehrkosten wert sind musst du selbst entscheiden. Zur Ladung: C/75 scheint mir übertrieben vorsichtig zu sein. Wie oben angemerkt: Was machst du wenn die Akkus eh schon leer sind? Es dauert ja ewig bis die wieder voll sind. Sinnvoller wäre wohl eine Schaltung die den Ladezustand der Akkus einschätzen kann und dementsprechend die Dinger schnell voll lädt oder auf Erhaltung schaltet.
Hallo, ok, ich hab das nun mal aufgebaut bzw. meine bisherige Schaltung erweitert. So wie auf dem Schaltplan oben im Anhang. Funktioniert alles soweit recht gut. Die Akkus kommen ja meist halb aufgeladen und daher funktionierte es dann schon von Anfang an. Eine Frage hätte ich da noch, was würde passieren wenn die Verbindung zwischen Adj. vom LM317 zum Widerstand unterbrochen wird? Würde der LM317 dann auf max. möglichen Ladungstrom umschalten? Gruß, Benny.
Benjamin Klyeisen schrieb: > was würde passieren wenn die Verbindung > zwischen Adj. vom LM317 zum Widerstand unterbrochen wird? Warum probierst Du das nicht einfach aus? Vielleicht Brauchst Du ja noch einen Strombegrenzungswiderstand an Adj. Oder liest das Datenblatt was an Adj für ein Strom fließt? Gruß Anja
Hallo, im Datenblatt finde ich da nicht was mir diese Frage beantworten würde, sonst würd ich nicht fragen. Und die Schaltung einfach kaputttesten finde ich nicht so dolle. Ich versteh auch nicht so ganz wo ich im Datenblatt die Angabe finden soll was für ein Strom an Adj. fließt wenn die Verbindung unterbrochen wird? Ich denke dann dürfte an Adj. gar kein Strom mehr fließen. Gruß, Benny.
Benjamin Klyeisen schrieb: > im Datenblatt finde ich da nicht was mir diese Frage beantworten würde lies nochmal. Kleiner Tipp: Seite 3 im Fairchild-Datenblatt Gruß Anja
Hi, ok, die Diode D1 würde das schützen. Da sah ich auch, aber da ist die Schaltung ja auch anders. Bei mir wären aber 2 Spannungsquellen dran, einmal das Netzteil und einmal der Akku. Wenn nun die Verbindung von Adj. zum Widerstand unterbrochen wird, dann habe ich trotzdem am Eingang des LM317 noch 11,7V die vom Netzteil kommen. Angenommen die Akkus sind nun relativ leer, je mit 1V, und hätten nur noch eine Gesamtspannung 6V, dann liegen bei D1 an der Anode 6V an und an der Kathode 11,7V. Keine Ahnung wie da die Diode D1 den LM317 vor irgendwas schützen sollte. Ich denke eher das der LM317 die maximale dem mögliche Spannung am Ausgang raushauen würde, also ca. 8,7V. Wie gesagt, ich frage nicht umsonst. Also wenn es jemand hier kapiert hat und bereit wäre mir meinen Denkfehler zu erklären, dann wäre ich diesem dankbar. Bitte keine Hinweise mehr auf Datenblätter. Gruß, Benny.
warum sollte die Verbindung unterbrochen werden, da kannst du machen was du willst, ich kann immer einen Fall konstruieren dass die Leiterbahn zu Adj unterbrochen wird Der Regler regelt jedenfalls so dass zwischen out und Adj eine bestimmte Spannung anliegt, Benjamin Klyeisen schrieb: > Bitte keine Hinweise mehr auf Datenblätter. und diese Spannung steht im Datenblatt :-)
Genau, der Regler regelt so das zwischen OUT und ADJ immer 1,25V anliegen. Ach nee, wie hätte ich sonst in meiner angehängten Schaltung den Ladestrom berechnen können wenn ich das nicht gewusst hätte. Aber der Regler kann die Spannung nicht mehr auf 1,25V regeln wenn die Verbindung unterbrochen wird, oder? Also was tut der dann? Merkt der Regler das und schaltet ab (wäre ja denkbar) oder regelt der die Spannung einfach auf sein mögliches Maximum am OUT. Und wo genau steht die Antwort auf diese Frage im Datenblatt? Gruß, Benny. Ps.: Unterbrochene Leiterbahnen sind keine Ausnahmen. Ich lasse meine PCBs immer industriell fertigen mit E-Test. Und dennoch hatte ich schon Platinen dabei wo mal eine Leiterbahn unterbrochen war. Selten, aber kommt vor.
Benjamin Klyeisen schrieb: > Also was tut der dann? Merkt der Regler das und schaltet ab (wäre ja > denkbar) oder regelt der die Spannung einfach auf sein mögliches Maximum > am OUT. Es wird dann die Eingangsspannung an OUT anliegen. Durch R1 wird der Strom bei vollen Akkus begrenzt auf: Uein D2 Udrop Uakku R1 (12 V - 0,5 V - 1,5 V - 6 * 1,5 V) / 47 Ω = 21 mA Dieser Strom ist übrigens kleiner als der durch den Widerstand im Normalbetrieb festgelegten Wert. D.h. bei vollen Akkus wird der Strom von 27 mA gar nicht erreicht. 1,25 V / 47 Ω = 27 mA Es wäre daher sinnvoller den LM317 wegzulassen. Dann wird bei leerem Akku schneller geladen als bei vollem. Man kann noch ein paar Dioden in Serie zum Widerstand machen, dann wird am Ende noch weniger überladen und am Anfang schneller geladen.
Hallo, erstmal vielen Dank Alexander, das war eine Antwort die mich wirklich weiterbringt. Also könnte ich auch genauso gut mehrere Dioden in Reihe hängen um meinen Akku zu laden. Sprich so viele Dioden das am Ende nur noch 7,2V am Akku anliegen sollten. Somit müssten 12V - 0,5V - 7,2V = 4,3V an den Dioden abfallen. Das wären dann ca. gute 5 Dioden in Reihe. Wenn die Akkuspannung nun abnimmt, dann wird dieser stärker geladen. Wenn der Akku mehr Richtung Nennspannung kommt, wird er kaum noch geladen. Gute Idee. Aber was wenn nun ein Anwender ein falsches Netzteil anklemmt, anstatt 12V z.B. ein 18V Netzteil. Mit dem LM317 hätte ich hier die Sicherhheit das deshalb der Akku nicht mit einem zu hohen Strom belastet wird. Mit der Diodenlösung wäre das glaub nicht so dolle. Könnte man die Diodenlösung und die LM317 Lösung irgendwie kombinieren? Gruß, Benny.
nur Dioden ist auch nicht so toll, wenn Du fast leere Akkus hast dann fließt heftig Strom, nur durch den Innenwiderstand von Netzteil und Akkus begrenzt. Also noch ein Widerstand rein damit der Strom im Rahmen bleibt. 7,2V als Ladeendspannung ist etwas knapp kalkuliert, 1,2V ist die Nennspannung der Akkus
Benjamin Klyeisen schrieb: > Könnte man die Diodenlösung und die LM317 Lösung irgendwie kombinieren? Dann wäre man bei einer Schaltung mit dem L200. Strombegrenzung auf C/10 für leere Batterie. Spannungslimitierung auf 1.45V/Zelle damit der Strom bei Akku voll auf ca C/50 reduziert wird. Dimensionierung siehe z.B. in der Schaltung http://www.mikrocontroller.net/articles/Batteriew%C3%A4chter#Praxis_und_Ideen Allerdings braucht der L200 relativ viel Spannungsdifferenz zum Regeln. Bei 6 Zellen braucht man also ca. 15V Eingangsspannung einschließlich Verpolschutzdioden. Gruß Anja
Wegen dem Verpolungsschutz: Es gibt Batteriehalter, die das mechanisch verhindern. Sie sind in der Unterhaltungselektronik längst Standard. Leider sind sie schwer zu bekommen. Alternative: Mit einer Diode einen Kurzschluss auslösen, der eine Sicherung durchbrennt.
1 | Sicherung |
2 | Akku + o---[===]--------------+-------o + Verbraucher |
3 | | |
4 | +----|>|-----+ |
5 | | |
6 | Akku - o---------+--------------------o - Verbraucher |
Stefan Frings schrieb: > Wegen dem Verpolungsschutz: Es gibt Batteriehalter, die das mechanisch > verhindern. Das hilft beim L200 nicht: der saugt die Batterie bei fehlender Eingangsspannung über den Ausgang leer. Gruß Anja
Ich meinte, einen Schutz vor Zerstörung, für den Fall das man den Akku falsch herum anschließt. Danach ahtte er doch gefragt, oder hatte ich die rage falsch verstanden?
Stefan Frings schrieb: > Ich meinte, einen Schutz vor Zerstörung, für den Fall das man den Akku > falsch herum anschließt. Danach ahtte er doch gefragt, oder hatte ich > die rage falsch verstanden? Also die Ursprungsfrage war wohl was passiert wenn der Shunt beim LM317 fehlt oder die Leitung unterbrochen ist. Da wäre die richtige Antwort gewesen: Es fliessen so ca 100uA laut Datenblatt. Warum er das nicht ausprobieren will wenn er die Teile schon alle hat ist mir rätselhaft. Wenn ich beim Basteln will daß nichts kaputt geht schalte ich halt ein Fahradbirnchen oder einen Schutzwiderstand dazwischen oder drehe das Netzteil langsam hoch. Verpolung beim Akku: Beim L200 braucht man zusätzlich zur "Verpolschutzdiode" (eigentlich Rückflußsperre) am Ausgang noch 1 Widerstand/Birnchen in der Masseleitung und eine zusätzliche Diode vom Masseanschluß zum Ausgang. (Siehe Datenblatt L200). Der LM317 sieht zunächst nur die höhere Spannungsdifferenz zwischen Netzteil und verpoltem Akku. Gruß Anja
Hallo, ok, das mit dem L200 hab ich gelesen und ist eher keine Alternative. Wegen dem Verpolschutz, dann wird der Akku fest eingebaut. Bei einer Ladung mit gerade mal 26,8mA bei 2000mA Akkus sollte der Akku sehr lange halten. Ansonsten wird der nach Ableben von mir getauscht und ich hoffe mal das dies erst nach langer Zeit der Fall sein wird. Ich habe die Schaltung eben in Betrieb genommen. Der Akku lädt bei Netzanschluss sauber mit 26,8mA. Die Spannung am Akku steigt dabei langsam, aber stetig. Aktuell etwa alle 15 sek. um 1mV. Was passiert wenn der Akku voll ist? In meinem Beispiel sollte da nicht viel passieren. Der LM317 kann hier ja nicht besonders weit höher regeln wie Alexander vorhin ausgerechnet hat. 12V - 0,5V - 1,25V - 1,5V = max. ca. knappe 9V, wären dann max. 1,5V pro Zelle. Wo liegt die durchschnittliche Grenze bei solchen Akkus? Was mich aktuell noch etwas verwundert. Wenn meine Schaltung auf "Standby" ist dann zieht die 8,6mA, wenn die in Betrieb ist und nur die Hintergrundbeleuchtung abschaltet, dann sinkt der Strom auf 8,2mA. Da muss ich im Code nochmals suchen welcher Portpin da rein "stromt". Ansonsten bin ich mit der Lösung zufrieden und es funktioniert wie es soll. Ich frage mich an der ein oder anderen Stelle nur noch etwas wie es mit der Sicherheit in diversen Fehlerfällen aussieht. Man hört aktuell ja immer wieder von abbrennenden Akkus und da will ich halt möglichst auf der sicheren Seite bleiben, dachte das ich das auf diese Weiße mit den NIMHs wäre. Gruß, Benny.
Benjamin Klyeisen schrieb: > Was passiert wenn der Akku voll ist? Er setzt die Ladeenergie in Wärme um. Benjamin Klyeisen schrieb: > Wo liegt die > durchschnittliche Grenze bei solchen Akkus? Das ist stark Temperaturabhängig, Ladestromabhängig (Innenwiderstand) usw. Ich rechne bei Raumtemperatur mit ca. 1.45V/Zelle Spannungslimit wenn ich verhindern will daß der Akku überladen wird. Bei C/10 Ladung geht dann der Ladestrom auf weniger als C/50 zurück. Falls nicht dann halt die Spannung noch ein paar hundertstel Volt reduzieren. Benjamin Klyeisen schrieb: > immer wieder von abbrennenden Akkus Das ist nur bei Li-Zellen ein Thema. Ein NiMH-Akku wird bei Strom = C/10 höchstens ca 20-30 Grad wärmer als die Umgebung. Im allerschlimmsten Fall steigt der Gasdruck in der Zelle so weit an daß das Überdruckventil öffnet und etwas Elektrolyt (Kali-Lauge) austritt. Gruß Anja
Hallo, danke nochmals für die ganzen Infos. Soweit läuft die Schaltung gut. Die Akkus laden nun seit guten 3 Tagen und haben aktuell eine Spannung von 8,488V. Also im Idealfall ca. 1,415V pro Zelle. Mal schauen wie weit es noch hoch geht, allerdings sollte dem LM317 bald die Luft (Eingangsspannung) aus gehen. Ich habe immer wieder gelesen das manche schreiben man solle irgendwelche Dioden zum Schutz der Zellen an die Zellen parallel schalten. Was ist damit genau gemeint? Ich kann auch nicht eine Diode pro Zelle parallel schalten da ich so Batteriehalter verwende wo immer 3 in Reihe drin sind. Also ich könnte nur alle 3 Zellen was parallel schalten. Eventuell eine Zehnerdiode Parallel zu den Akkus? Und welche dann, ca. 8,5V? Gruß, Benny.
Benjamin Klyeisen schrieb: > Was ist damit genau gemeint? Die Idee dahinter ist, daß der Strom beim Entladen an der Zelle vorbeigeleitet wird, sobald die Zellenspannung unter 0.7V absinkt. Das geht natürlich nur wenn der Strom so begrenzt wird, daß die Diode keinen Schaden nehmen kann. Benjamin Klyeisen schrieb: > Also ich könnte nur alle 3 Zellen was parallel schalten. Dann lass es. > Eventuell eine Zehnerdiode Parallel zu den Akkus? Auf keinen Fall. Gruß Anja
Hallo, ok, also die Akkus laden ja aktuell schon einige Tage und ich glaube nun sind die voll. Seit 2 Tagen schwankt die Zellenspannung zwischen 8,598V und 8,604V hin und her. Eine spürbare Erwärmung der Akkus konnte ich nicht feststellen. Ich denke somit sollte alles ok sein oder? Gruß, Benny.
Benjamin Klyeisen schrieb: > Ich denke somit sollte alles ok sein oder? Würde ich auch sagen. Aber Langzeiterfahrungen wären schon interessant. Wenn der Akku also nächstes Jahr oder noch früher ausfällt wäre es super, wenn du hier schreiben würdest.
Hallo, also ich habe das nun eine Weile getestet. Die 6 Zellen laden sich bis auf ca. 8,76V auf. Das war bisher das höchste nach ca. 2 Wochen laden. Aber nun habe ich auch den Entladefall getestet und da ist mir aufgefallen das die Akkuspannung der 6 Zellen auf ca. 1.6V absinkt! Das wären dann pro Zelle nur noch knappe 0,3V. Glaube nicht das dies auf Dauer gut tut. Kann man dies irgenwie verhindern? Mit einer Diode parallel oder so? Gruß, Benny.
Ich habe viele Geräte gebaut, in denen Mignon Zellen (NiCd) mit geringem Strom (10-20mA) dauergeladen wurden. Die haben alle länger gehalten, als die Geräte im Einsatz waren. Also mehrere Jahre.
Benjamin Klyeisen schrieb: > Kann man dies irgenwie verhindern? Indem man die Last rechtzeitig (so bei 0.9-1.1V/Zelle) abschaltet. Z.B. mittels eines ICL7665 oder mit einer Batteriewächter-Schaltung und entsprechender Endstufe. Gruß Anja
Hallo, naja, ich lade meine NIMHs ja auch nur mit einem sehr geringen Strom. Mit knappen 42mA. Ich weiß nur nicht wie es aussieht wenn man diese so weit herunter entlädt. Was das Abschalten angeht. Eigentlich sollte sich hier die Last von alleine abschalten. Irgendwann dürfte die Spannung nicht mehr ausreichend sein um den 5V Spannungsregler zu betreiben. Damit schaltet der BOD den µC ab und damit auch die Last. Oder zieht der Spannungsregler weiterhin Strom obwohl die Spannung bereits zu niedrig ist? Gruß, Benny.
Nach deiner eigenen Erfahrung zieht der Spannungsregler wohl weiterhin Strom, durch was sonst sollten die Akkus so tiefentladen werden? Wie wäre es wenn du mit dem uC die Akkuspannung ständig überwachst? Dann kann der uC alles abschalten, falls die Akkuspannung zu gering wird. Ebenfalls kannst du dann noch einen Piepser einbauen, der bei niedriger Akkuspannung ertönt, sodass du noch vor dem Abschalten reagieren kannst.
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