Ich habe mir mal billigste USB-Ladegeräte für NiMH-Akkus bestellt, um auf der Arbeit mit einer Funkmaus und Akkus zu hantieren. Diese Ladegeräte bestehen einfach nur aus Widerstand und Diode, parallel für jeden Akku dazu noch ein Widerstand und LED. Siehe Bilder und LTSpice-Schaltung anbei. In LTSpice passt ganz grob der Strom, der per Aufkleber mit 160mA angegeben ist. Bei leerem Akku (<=0,9V) steigt der fast bis auf 200mA, bei 1,5V ist er dann bei 130mA. Also nicht so wirklich konstant. Vom Prinzip her stört mich nur, dass das Ding keine Abschaltung beherrscht, sondern einfach immer Strom draufgibt. Daher habe ich mir jetzt eine handvoll BQ2002 (http://www.ti.com/product/bq2002C) bestellt - uralte Chips, gibt es auch Demo-Schaltungen im Netz. Dabei bin ich auf das Thema Konstantstromquelle und einige Lösungen gestoßen. Bei der Variante mit einem Transistor und zwei Dioden zum Einstellen der Emitter-Spannung und in Folge des Stromes am Verbraucher habe ich das Problem, dass da ganz schnell ziemlich viel Abwärme produziert wird (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/23/Const_cur_src_112.svg/220px-Const_cur_src_112.svg.png). Ich habe mir zwar BD139-16 besorgt, die das ab(führen) können, dennoch finde ich die Idee, den Strom zu verbrennen, weniger prickelnd. Dasselbe würde ja auch mit dem in den Beispielschaltungen verwendeten LM317 passieren. Andererseits hätte das den Charme, dass ich die Vorräte davon auch mal verwenden würde ;) Daher habe ich mal geschaut, ob ich was zu Buck/Step-Down finde, bei Boostern gibt es ja Bausteine in Hülle und Fülle. Die regeln aber allesamt Spannung und nicht Strom. Ich habe nicht einmal eine Idee, welche Dimension da korrekt wäre. 500mA? Ist 3A auch ok, wäre mit viel Sicherheitspuffer? Wie weit muss der Regler runter, eigentlich soll der ja nicht nur zum Beispiel maximal 1C (700mA bei meinen AAA-Zellen) liefern - eher weniger, 500mA oder 300mA wären auch ok, sondern bis maximal ~1,5V, bis Akku voll. Also auch die Spannung sollte doch berücksichtigt sein. Andererseits könnte etwas Simples wie im obigen USB-Lader ja auch schon reichen. Einfach Widerstand von beispielsweise 10 Ohm / 1W, dahinter eine Schottky-Diode SS14 gegen Stromrückfluss. In gewissen Grenzen ist das ja schon konstant. Bekommt der BQ2002 da noch eine dV-Erkennung hin? Hat da jemand Erfahrungswerte? Das sollte eigentlich was total Triviales sein, aber als Hobbybastler und Laie stehe ich da grad etwas auf dem Schlauch und finde keine passenden Quellen im Netz. Vielleicht gucke ich auch nur in die falsche Richtung, falls da jemand einen Tipp hätte. Welche Variante würdet ihr vorziehen für einen USB-NiMH-Lader (je einen BQ2002 pro Zelle)? Der Chip hat ja fast alles, bis auf eben die Konstantstromquelle, wenn ich das System richtig verstehe. Das Ganze sollte halt auch platzmäßig nicht viel einnehmen, ich würde gerne SMD-Bausteine verwenden.
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In der Hoffnung, dass mir doch noch jemand einen Zeig in die richtige Richtung weisen kann, habe ich den Text etwas korrigiert und komprimiert. Er ist lang, ich weiß, daher hier in kurz: Für einen NiMH-Lader, welche Konstantstromquelle nimmt man da? Ich habe nun schon BD139 und einen Sack 0,47Ohm/1W Widerstände, von denen ich an einer Transistor-KSQ 3 Stück in Serie zwischen Emitter und GND hängen würde. Das sollte 0,35A Strom einstellen. Da ich damit aber die Energie verheize, bleibt die Frage: Gibt es für so etwas kleine Schaltregler, die passen könnten? Danke noch mal :)
Scgau doch mal, ob nicht der alte MC34063 was für dich ist: http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Schaltregler
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Danke für den Tipp, Matthias. Noch einen Achtbeiner neben die BQ2002C packen ist vielleicht etwas groß. Ich habe mal in LTSpice rumgespielt. Offenbar geht im Transistor doch kaum Leistung flöten und ich muss über zwei 1W / 0,47R in Reihe etwa 1W abführen. Das klingt zumindest nicht unrealistisch. ... und ich habe verstanden, wieso das trotz 5V Eingangsspannung klappt :) Jetzt muss ich nur gucken, ob ein P-FET (AO3401) / pnp-Transistor am Schaltausgang des BQ-Chips reicht, um diese Schaltung zu bedienen.
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Inzwischen habe ich die BQ2002 da, aber bin noch nicht mit der Konstantstromquelle zufrieden. Der MC34063 von Matthias klingt zwar schon richtig gut, aber mit den 1,25V Feedback scheint der mir zu ineffizient für den Aufwand. Der NCP3066 (http://www.onsemi.com/PowerSolutions/product.do?id=NCP3066) mit 0,235V FB ist da schon wesentlich dichter dran und scheint sonst so ziemlich dasselbe zu leisten. Nur macht mir die laut Datenblatt "einfache Beschaltung nach Abbildung 15" Angst: 20 Bauteile und noch viel mehr Verbindungen. Und das für jeden Akku einmal (will zwei Zellen parallel Laden, aber unabhängig überwacht). Da ich offenbar im LED-Lager fischen gehen kann für Konstantstromquellen-Beute, bin ich über den alten bekannten AMC7135 / L3175 gestolpert (http://led22.ru/ledcat/ledsource/amc7135.pdf). Quasi ein billiger LDO zu 10 Cent direkt für Konstantstrom von 350mA, also schon das, was ich für eine NiMH-Zelle bräuchte. Und deren Formel zur verbrannten Leistung sieht dafür auch sehr viel angenehmer aus: Vout(max)*Iout(nom) [ich unterschlage ein paar mW für den Eigenverbrauch, sollte unter 50mW sein], also bei NiMH grob 1,65 * 0,350 ~= 578 mW. Das ist händelbar, da brauche ich also nur einen P-FET, um via BQ2002C dem Teil Vdd zu/abschalten zu lassen. Ist die Formel so überhaupt richtig, da Vout eigentlich an GND/ Minus der Last kommt und damit dann (Vin - Ladestand) anliegen? Dann sollte ich doch kühlen, bei 4,2V max wären dann schon grob 1,5W Abwärme wegzuschaffen. Habe ich da irgendwo einen Fehler drin, oder kann ich das tatsächlich so benutzen?
Bearbeitungszeitraum um - ich glaube, ich habe endlich einen Baustein gefunden: AX2002 - http://beriled.biz/data/files/AX2002.pdf
> Da ich offenbar im LED-Lager fischen gehen kann für > Konstantstromquellen-Beute, bin ich über den alten bekannten AMC7135 / > L3175 gestolpert (http://led22.ru/ledcat/ledsource/amc7135.pdf). Quasi > ein billiger LDO zu 10 Cent direkt für Konstantstrom von 350mA, also > schon das, was ich für eine NiMH-Zelle bräuchte. Welche Zellen willst Du damit laden? AA, AAA, Baby, Mono? Welche Kapazität? Es gilt C/20 maximal C/10 und mit 350mA wärst Du bei einem AA Einzelakku schon drüber, d.h. verkürzte Akkulebensdauer bei mehrfachen Aufladen. > Ich habe mir mal billigste USB-Ladegeräte für NiMH-Akkus bestellt, um > auf der Arbeit mit einer Funkmaus und Akkus zu hantieren. wo gibt es die und wie teuer?
Senf dazu gefällig schrieb: > Welche Zellen willst Du damit laden? AA, AAA, Baby, Mono? Welche > Kapazität? > Es gilt C/20 maximal C/10 und mit 350mA wärst Du bei einem AA Einzelakku > schon drüber, d.h. verkürzte Akkulebensdauer bei mehrfachen Aufladen. Schnellladung können die AAAs (900mAh) und AAs (2.100-2.400mAh) von mir schon ab - die LSDs sind auch darauf optimiert. Da gilt der Stand von vor 10-15 Jahren nicht mehr. Die verkraften sogar 1C Ladestrom. Für eine dV-Abschaltung musst du sogar mit höheren Strömen hantieren, da du bei C/10 nichts derartiges verlässlich siehst. > wo gibt es die und wie teuer? In China. Für 1,50 werden die auch gleich um den halben Globus geflogen, das gibt der Preis locker her: http://www.aliexpress.com/store/product/USB-Charger-for-NiMH-AA-AAA-Rechargeable-Battery-CA1T/1189807_1743498064.html
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> Schnellladung können die AAAs (900mAh) und AAs (2.100-2.400mAh) von mir > schon ab - die LSDs sind auch darauf optimiert. Da gilt der Stand von > vor 10-15 Jahren nicht mehr. Die verkraften sogar 1C Ladestrom. Frage ist wieviele Zyklen sie bei Schnelladung überleben. Niedriger Ladestrom ist mir insbesondere bei den AAAs und 9V Block schon lieber. > Für eine dV-Abschaltung musst du sogar mit höheren Strömen hantieren, da > du bei C/10 nichts derartiges verlässlich siehst. besser noch C/20 und dann ganz simpel vorher die Ladezeit berechnen und per Zeitschaltuhr abschalten lassen. Selbst wenn dann etwas überladen wird, sind die Auswirkungen wegen des geringen Ladestroms nicht so gravierend. > http://www.aliexpress.com/store/product/USB-Charge... Danke für den Link ;-)
Der Billigkrempel von aliexpress haut aber 140-160mA raus, ist also für deine Präferenz nicht für AAAs geeignet. Das Problem ist: - Ich will am Arbeitsplatzrechner die Akkus aufladen, - habe dafür 5V vom USB zur Hand (Steckdosen sind Mangelware), - fahre den Rechner am Arbeitstagende aus ökonomischen und ökologischen Gründen herunter, - und muss daher den Akku in ~4h voll bekommen. Das klappt mit dem Widerstand alleine nicht. Auch der konkrete Ladestand der Zelle ist unklar. Anders als LiIon ist es bei NiMH nicht egal, ob man in einem Rutsch auflädt oder das stückelt. Daher die Idee: Lade-Management-Controller BQ2002C, der den Akku ausmisst, Trickle-Charge beherrscht, selber auf Vollgas umstellt und wenn Akku voll oder Überspannung droht, ebenfalls wieder tricklet. Vorteile: Ladestand der Zelle ist egal. Ich kann den Ladestrom erhöhen, da der IC alles sauber überwacht. Damit ist dann eine Ladung im gewünschten Zeitraum machbar. Einzelzellenüberwachung ist wegen der besseren -dV-Erkennung aus meiner Sicht die geschicktere Wahl. Jeder Akku wird dabei auch individuell sauber geladen. Ich investiere wohl mal in diese AX2002, ein paar Widerstände, eine kleine Drossel, paar Kondensatoren und fertig. Ohne da wild rumzuglühen.
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Um meine Kernfrage selber zu beantworten: Die Idee ist offenbar nicht verkehrt und bekloppt. Habe bei OnSemi eine AppNote gefunden, die mit ähnlichen Bausteinen gleichen Zweck erfüllt (die Bausteine waren auch auf meinen Trefferlisten ... ). http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/DN06044-D.PDF Einen Buck-"LED-Treiber" als KSQ zu verwenden ist offenbar völlig normal und naheliegend.
130mA ist für Mignon Akkus ein sehr geringer Ladestrom. Die Batterien halten länger, wenn du sie mit erheblich mehr Strom lädst, zum Beispiel ca 500mA. Da USB Port aber nur 500mA liefern, brauchst du einen Step-Down Wandler, der die Spannung verringert und den Strom erhöht. Man kann solche Wandler auch so aufbauen, dass sie einen konstanten Strom liefern, statt eine konstante Spannung. Wenn der Strom hoch genug ist, dann kann man am leichten Rückgang der Spannung und/oder am sprunghaften Ansteigen der Temperatur erkennen, wann der Akku voll ist. Bei 130mA bleibt Dir nur ein Timer, und die Disziplin, nur ganz entladene Akkus aufzuladen (sonst stimmt ja die Zeit nicht). > Niedriger Ladestrom ist mir insbesondere bei den AAAs und > 9V Block schon lieber. In den 80ern war das wirklich besser. Heutige Akkus halten jedoch länger, wenn sie hohe Ströme entweder beim Laden oder beim Entladen erleben. Da meine Batteriebetriebenen Geräte (bis auf den Fotoapparat) alle nur mit sehr geringen Strömen arbeiten, ist für mich das Laden mit hohen Strömen wichtig. Wenn das Ladegerät korrekt abschaltet, hält der Akku auch lange.
Stefan Us schrieb: > In den 80ern war das wirklich besser. Heutige Akkus halten jedoch > länger, wenn sie hohe Ströme entweder beim Laden oder beim Entladen > erleben. Da meine Batteriebetriebenen Geräte (bis auf den Fotoapparat) > alle nur mit sehr geringen Strömen arbeiten, ist für mich das Laden mit > hohen Strömen wichtig. Wenn das Ladegerät korrekt abschaltet, hält der > Akku auch lange. deswegen scheinen es wohl meine Eneloop nicht zu mögen mit über 300mA geladen zu werden. Was sie eigentlich sollten. Die Spannung geht viel zu schnell hoch. Die haben zwar erst 4 Zyklen runter aber besser ist das Verhalten nicht geworden. Da scheint das Sony Datenblatt doch zu lügen...
Ich lade meine Eneloops seit Jahren mit 500mA. An den batterien wird's nicht liegen, wohl eher an mangelhafter Erkennung, wann sie voll sind.
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