Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik KFZ Batterie Ladeschaltungsidee


von Patrick B. (patricck)


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Nabend,
ich habe vor mit einem Kollegen eine mobile "Standbox" zu bauen die in 
einem KFZ geladen werden soll. Diese Strandbox beihaltet einen 
Lautsprecher, ein Radio sowie Den Blei Acku. Damit die Kiste auch auf 
Reisen immer funktionstüchtig ist hatten wir nun die Idee die Batterie 
am KFZ bordnetz zu laden. Nun habe ich mir überlegt das es ja eigentlich 
nur eine Konstantstromladung ist, welche später in eine 
Konstantspannungsquelle umschaltet.

Wäre von euch einer so nett sich den Schaltplan anzusehen, da ich noch 
nicht so viele Erfahrungen mit Analogschaltungen habe.

Der IC1A ist der OP welcher als schmitttrigger geschaltet ist. Dieser 
soll die Umschaltung von Konstantstrom zu Konstantspannung übernehmen.

IC1B ist für die Ansteuerung des Mosfets und somit für den Konstantstrom 
verantwortlich :)

Achja noch ein paar Eckdaten,
Die zu ladene Batterie hat 7,2Ah bei 12 V also ist ein Ladestrom von 
maximal 750 mA angepeilt.
Die konstante 12V versorgung werde ich noch dazu bauen, die schaltung 
habe ich übersichtshaber noch nicht mit eingefügt.
Die Bauteile sind weitestgehend SMD mit ausnahme der Klemmleiste,1 Ohm 
widerstände und des Mosfets.

Achja und ich habe diese Schaltung auch mal simuliert in Multisim, da 
ist mir kein grober Schlitzer aufgefallen. Aber beim "Supply system of 
Hell" dachte ich frage ich mal besser nach ;) .
Vielen Dank für eure Mühen :)

von Stefan (Gast)


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Wenn der Laststrom der Musikanlage höher ist, als die Strombegrenzung 
zulässt, dann wird der Akku nicht mehr geladen.

Wäre es nicht besser, einfach nur einen Strombegrenzer vorzusehen und 
die Umschaltung von Netz auf Akku Betrieb durch ein Relais oder zwei 
Dioden zu machen?

von Patrick B. (patricck)


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Ja genau das ist der Plan :) Dachte an einen Haubtschalter der die 
Batterie der Kiste zuschaltet, und dann wenn die 12V vom bordnetz 
eingespeist werden automatisch trennt :) Das mit den Dioden ist mir zu 
unsicher. Möchte die wirklich abgeschaltet wissen

von Stefan (Gast)


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Deine Schaltung hat einen Denkfehler. Wenn die Box vom Auto abgeklemmt 
ist, hast Du auf der 0V Schiene gar nicht 0V, sondern 12V. Und der Strom 
müsste falsch herum durch den MOSFET fließen.

Zeichne mal die Stromflüsse für diesen Fall ein.

Auf Dioden kannst Du dich verlassen, die sind nicht unsicher.
1
Auto 13,8V o---+----------|>|----+------o Musikanlage
2
               |                 |
3
               |                 |
4
          Strombegrenzung        |
5
               |                 |
6
               +----------|>|----+
7
               |
8
              === Akku
9
               |
10
               -
11
              GND

von Stefan (Gast)


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Kleine Zeichnung, um Deinen Schaltungsfehler zu verdeutlichen:
1
  +---------------------------+
2
  |                           |
3
  | +                         | 
4
 === Akku                   Last
5
  | -                         | 
6
  |                           |
7
  |                           |
8
  +-------------MOSFET--------+ <- "OV"
9
               D      S
Die Elektronen fließen vom Minus Pol des Akkus durch den MOSFET durch 
die Last, so war es gedacht. Aber das ist aus Sicht des MOSFET falsch 
herum. Der "Eingang" für die Elektronen ist Source, nicht Drain.

Und solange der MOSFET im Einschaltmoment noch sperrt, liegen an der 
"0V" schiene 12V an. Das heisst auch, dass der OP-Amp gar keine 
Spannungsversorgung hat.

von MaWin (Gast)


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Die Schaltung ist komplett überflüssig.

Der Autoakku hat auch nur 12-14.4V, der Bleigelakku in der Box soll 
12-13.8V bekommen, also reicht eine Diode als "Ladeschaltung" und ein 
strombegrenzender Widerstand (langes Kabel). Der Akku kann dann nicht 
überladen werden, und wird umgekehrt nicht über das Auto entladen.


                       Diode
Autoakku--langes_kabel--|>|--+-- Verbraucher
                             |
                        Bleigelakku
                             |
                           Masse

von Patrick B. (patricck)


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Naja wollte halt lieber Galvanisch trennen... Aber auch eher aus 
gefühlssache.

weil gedacht wars eigentlich so:

Auto 13,8V o------>-Relais(NO)->--Laderegelung-->--|-------o Radio+
                                     |            === Acku
GND        o-------------------------o-------------|-------o Radio-


und da habe ich doch kein Problem mit dem Polaritätswechsel, oder vertue 
ich mich da gerade so schwer?

MaWin schrieb:
> Der Autoakku hat auch nur 12-14.4V, der Bleigelakku in der Box soll
> 12-13.8V bekommen, also reicht eine Diode als "Ladeschaltung" und ein
> strombegrenzender Widerstand (langes Kabel).

Naja ich hatte gelesen das das wohl funktionieren sollte nur das man bei 
der Methode darauf achten sollte, dass man die Batterie (in der Kiste) 
nicht zu lange an dem Netz händen lässt und das das Verfahren nicht so 
schonend sei.

von batman (Gast)


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Na guck mal was auf der Batterie draufsteht.
Auf meiner Blei-Gel 12V, 6,5Ah angegebene Ladespannungen:
14.6-15.0V cycle use
13.6-13.8V standby use

Jegliche Begrenzung fördert da also nur die Sulfatierung.

von Patrick B. (patricck)


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Hmmm also hört sich ja gut an was du sagst. Der Strom begrenzende 
Widerstand wie berechne ich den denn? also batterie sollte eine 7,5Ah 
Batterie sein. Nehme ich da wieder 1/10 der Kapazität als max strom an 
und dann per uri?

von Stefan (Gast)


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Wenn in meinem Auto nach der Winterpause die Starterbatterie leer ist, 
schalte ich einfach eine zweite geladene Batterie parallel. Also ganz 
ohne Widerstand.

Die Batterie deiner Musikanlage ist allerdings viel kleiner, deswegen 
würde ich auch einen Widerstand oder eine Strombegrenzung nehmen. Da ich 
auch nicht weiss, welcher Widerstand angemessen ist, würde ich einfach 
eine kleine Strombegrenzung bauen, da kann ich den maximalen Strom 
entsprechend dem Datenblatt der Batterie festlegen.

> Naja ich hatte gelesen das das wohl funktionieren sollte nur
> das man bei der Methode darauf achten sollte, dass man die
> Batterie (in der Kiste) nicht zu lange an dem Netz händen lässt.

Wir reden doch von Auto, oder nicht? Das Auto regelt die Ladespannung. 
Was sollte da schädlich sein? Wenn das Auto seine Starterbatterie 
überladen würde, dann wäre die längst kaputt. Und da sie nicht kaputt 
ist, warum sollte eine zweite Batterie, die auch noch etwas weniger 
Spannung ab bekommt, leiden?

> Naja wollte halt lieber Galvanisch trennen
Mit deiner MOSFET/OP-Amp Schaltung? Die trennt doch gar nicht 
galvanisch!

von Stefan (Gast)


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Mir fällt gerade ein: Wenn mein Motorrad alle ist, nutze ich ein 
Starthilfekabel zum PKW. Die Motorrad Batterie hat 10AH. Geht auch - 
ohne Widerstand.

Ich glaub, Du brauchst einfach nur einen Schalter oder eine Diode, die 
reichlich Strom verträgt:
1
Auto O---|>|---+----O Musikanlage
2
               |
3
              === Akku
4
               |
5
              GND
Oder halt meinen Vorschlag mit Strombegrenzung, dann hast Du keinen 
unbekannt hohen Ladestrom.

von batman (Gast)


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So ein Akku hat ja schon einen Widerstand eingebaut, den sog. 
"Innenwiderstand", der den Strom für die vorgegebene Ladespannung 
ausreichend begrenzt.

von Patrick B. (patricck)


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Stefan schrieb:
> Da ich
> auch nicht weiss, welcher Widerstand angemessen ist, würde ich einfach
> eine kleine Strombegrenzung bauen, da kann ich den maximalen Strom
> entsprechend dem Datenblatt der Batterie festlegen.

Naja dann kann ich ja auch die Ladeschaltung nehmen, die begrenzt ja den 
Strom auf 750 mA.

Aber wenn ich mich recht entsinne ist der Innenwiderstand doch 
unmenschlich klein oder? Sonst wäre es doch garnicht möglich den 
Anlasser kurzzeitig zu versorgen, da der interne Spannungsabfall ja 
sonst so hoch wäre das der anlasser nichtmehr andrehen würde.

Habe gerade noch diese seite gefunden:

Zitat:" Das Laden selbst ist sehr einfach: Man versorgt ihn mit einem 
nicht zu hohem Strom und schaltet bei Erreichen von ca. 2,4 V pro Zelle 
(also knapp unterhalb der Gasungsspannung, die stark temperaturabhängig 
ist) in eine Nachladephase, bei der der Akkus so lange mit einer 
Konstantspannung von beispielsweise 13,8 V geladen wird,bis der 
Ladestrom auf unter 2% der Kapazitätsangabe abgesunken ist."

Weil wie gesagt die Kiste kann schon lange im auto stehen, was je 
nachdem auch über die normale Ladezeit hinausgeht.

von batman (Gast)


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Naja bei welcher Ladespannung. Der Strom hängt auch schon ein bischen 
von der Spannung ab, hat der Ohm gesagt.

von Patrick B. (patricck)


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Wenn du die 750mA meinst bei jeder Spannung, ist ja KSQ.

von batman (Gast)


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Nein, ich meine wieviel Spannung die Spannungsquelle überhaupt dauerhaft 
liefert. Im parkenden Auto kriegst du bestimmt keine 750mA Ladestrom von 
deiner KSQ und eine Fahrt dauert ja üblicherweise kaum mehr als ein paar 
Stunden.

von Patrick B. (patricck)


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13,8V. Die Kiste wird ja nur geladen wenn auch der Motor läuft, da 
wollte ich die Dauerspannung mit dem Zündplus schalten.

von batman (Gast)


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Und dann erstmal 10h fahren für 7,5Ah - wobei die leere Batt. noch lange 
nicht voll wird. Ok, wenn es dir zu simpel und zu schnell geht, nach den 
Angaben des Akkuherstellers zu laden, viel Spaß.

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