Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Strombegrenzung, aber nur über einer bestimmten Spannung


von Stephan P. (stevep)


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Hallo,

ich brauche Unterstützung beim Entwurf und der Dimensionierung einer 
Strombegrenzung!

Ich habe ein Solar-Panel (5V, 180mA) über eine Schottky-Diode an ein 
AA-Paar von NiMh-Akkus (2700mAh) gehängt. Die Akkus werden bei 
Sonnenschein dadurch geladen und die Diode verhindert einen 
Stromverbrauch durch das Solar-Panel, wenn mal keine Sonne scheint. Die 
zu betreibende Schaltung wird sehr viel ruhen und in Aktivzeiten gut 
150mA brauchen. Überspannungsschutz habe ich keinen, weil das 
Solar-Panel die Akku-Spannung (zusammen mit der Diode) maximal auf 2,82 
Volt hebt (habe ich gemessen: Knallvolle Batterie und direkte 
Sommer-Sonne zur Mittagszeit). Das Ganze funktioniert schon mal. 
Strombegrenzung habe ich auch keine, weil das Solar-Panel mit den 180mA 
immer unter C/10 (=270mA) bleibt und somit die Akkus im vollen Zustand 
die überschüssige Energie in Wärme umwandeln können.

Nun möchte ich das Solar-Panel gegen ein stärkeres austauschen (>= 
300mA) um besonders im Frühjahr und im Herbst die Chancen für einen 
durchgehenden Betrieb meiner Schaltung zu erhöhen (manchmal muss ein Tag 
Sonne den Strom für viele nachfolgende Tage mit Regen/Wolken liefern). 
Mit einem stärkeren Panel komme ich jedoch über die C/10-Grenze, was dem 
Akkus schaden würde (in den letzten Tagen z.B. ist immer Sonnenschein 
und die Akkus wären immer voll). Deshalb möchte ich eine Strombegrenzung 
einbauen, die jedoch nur dann "zieht", wenn die Akku-Spannung über 2,7V 
ist (also 1,35V pro Zelle, was schon fast ganz voll ist). Die Begrenzung 
hätte ich gerne auf 200mA eingestellt, damit bei Sonne und vollem Akku 
im Betrieb der Schaltung der Strom vom Panel kommt und nicht von der 
Batterie.

Die "Aktivierung" der Begrenzung könnte man über eine 2,7V Zener-Diode 
machen (habe ich bei mir herumliegen) oder über einen Komparator 
(MCP65R41) mit Spannungsreferenz (ist beim MCP65R41 1,21V). Im Bild habe 
ich mal den Komparator eingetragen. Warum genau diesen Komparator? Weil 
ich einen zweiten davon auch für den Undervoltage-Lockout verwenden 
möchte (wegen der 1,21V Referenzspannung, die niedriger ist als die 2V 
von zwei leeren NiMh-Akkus und ein extra Komparator (ohne Referenz) mit 
einer extra Spannungsreferenz mehr kostet und mehr Aufwand ist). Wie 
auch immer, um die "Aktivierung" habe ich mir eigentlich keine Sorgen 
gemacht.

Nun zur Strombegrenzung: Grundsätzlich hatte ich die Idee einen 
selbstleitenden J-FET zu verwenden, damit im "ungeregelten" Zustand kein 
zusätzlicher Strom verbraucht wird um Strom fließen zu lassen. Womöglich 
ist das auch zu gut gemeint und ein MOSFET reicht, weil der eh kaum 
etwas braucht. Jetzt ist die Frage: Der Komparator schaltet ja nur ein 
oder aus, weshalb ich ihn nicht für eine Ansteuerung des J-FETs zur 
Strombegrenzung verwenden kann, sondern nur um eine 
Strombegrenzungsschaltung zu aktivieren oder zu deaktivieren. Hat 
irgendwer eine funktionierende Schaltung für die Strombegrenzung selbst? 
Ich habe viel herum-recherchiert, aber diese Situation "Strom nur dann 
begrenzen, wenn eine Bedingung erfüllt ist" haben scheinbar nicht viele, 
weshalb ich nichts Brauchbares gefunden habe.

Ich muss auch ehrlich gestehen, dass ich mich im Moment gerade nicht in 
die Thematik der analogen Beschaltung von Transistoren und FETs 
(Arbeitspunkteinstellung, etc.) einarbeiten möchte, um dann die 
Dimensionierung selbst machen zu können. Ich möchte mal mit meinem 
eigentlichen Projekt weiter kommen, man kommt eh so leicht vom Hunderste 
ins Tausendste :-). Deshalb wäre ich für eine konkrete Hilfestellung 
dankbar.

Danke,
Stephan

von Udo S. (urschmitt)


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Such mal nach "Shunt Regler" oder "parallel Regler". Du sobald die 
Spannung zu hoch steigt, verbrätst du damit "überschüssigen Strom" in 
einem Transistor.

: Bearbeitet durch User
von Amateur (Gast)


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Vorsicht: Die meisten FETs sind nicht für den Linearbetrieb zu 
gebrauchen.
Die oft "tollen" Daten gelten nur fürs Schalten.

von Udo S. (urschmitt)


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von Matz K. (xt-matz)


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Ich würde das viel pragmatischer lösen - insbesondere wenn Du keinen 
SuperintelligenteAkkuladeDeltaUnachDeltaTUndSonstWasSteuerMEchanismus 
entwickeln willst.

LDO mit 2,8V: fertig:
1
             .---.
2
Panel+  >----|LDO|-----.
3
             '---'     |
4
               |      ---
5
               |       -
6
               |       |
7
               |      ---
8
               |       -
9
               |       |
10
Panel-  >------o-------'

Dann zieht der Akku alles an Strom was geht, bis er auf 2,8V ist.
Der LDO muss den Strom können, den das Panel liefern kann, oder 
limitieren.

LDOs gibts mit Reverse Current Protection. Das spart die Diode, was auch 
nochmal Sonnenenergieverluste vermeidet besonders bei wenig Sonne.

Zugegeben wird dann nicht auf konstant C/10 gebremst, sondern der Akku 
holt sich das was er braucht. Lässt er etwas nach durch Selbstentladung, 
steigt automatisch der Ladestrom wieder.

Ein Bauteil - ggf. TO220 handverdrahtet - keine Platine :-)

: Bearbeitet durch User
von Stephan P. (stevep)


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Matz K. schrieb:
> Ich würde das viel pragmatischer lösen ...

Das klingt gut :-)

Ich hatte kurz darüber nachgedacht und nur eigentlich das wieder 
verworfen, weil LDOs ja ineffizienter sind, was aber hier nichts macht. 
Wichtig wäre nur, dass er möglichst alles durchlässt, wenn die 2,8V noch 
nicht erreicht sind.

>Der LDO muss den Strom können, den das Panel liefern kann, oder
>limitieren.

Meinst du, dass ich den LDO dann als Current Regulator konfigurieren 
sollte oder meinst du, dass das enstsprechende Produkt das schon macht. 
Wenn ich einen LDO aussuche, der "nur" 200mA kann aber unter 2,8V bin, 
lässt er dann mehr als 200mA durch? Wenn ja und das damit gemeint war, 
wird er davon nicht kaputt, wenn er nur für 200mA ausgelegt ist?

>LDOs gibts mit Reverse Current Protection. Das spart die Diode, was auch
>nochmal Sonnenenergieverluste vermeidet besonders bei wenig Sonne.

Aktuell "brauche" ich den 0,3V Spannungsabfall der Schottky-Diode, damit 
die Spannung am Akku nicht zu hoch wird. Das würde dann wegfallen, weil 
der LDO über 2,8V eh regelt - es sei denn er muss als Current Regulator 
konfiguriert sein. Je nach dem ist es halt gut oder schlecht, wenn ich 
die Diode nicht habe :-)

>Ein Bauteil - ggf. TO220 handverdrahtet - keine Platine :-)

Ist gut, aber nicht schlimm. Ich ätze gerne herum ;-)

Na dann mach ich mich mal auf die Suche nach einem passenden Teil...

von Stephan P. (stevep)


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By-the-way an Udo Schmitt und Amateur

Danke für eure Beiträge, ich werde auch diese Informationen verfolgen!

von Udo S. (urschmitt)


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Matz K. schrieb:
> Zugegeben wird dann nicht auf konstant C/10 gebremst, sondern der Akku
> holt sich das was er braucht.

Nein er überlädt und geht im Zweifel kaputt.
Ausserdem ist nicht klar wie sich der LDO Regler verhält wenn er zu 
wenig Eingangsspannung bekommt. Da muss sichergestellt sein, dass er 
nicht das Spinnen anfängt.

Matz K. schrieb:
> Ein Bauteil - ggf. TO220 handverdrahtet

LDOs sind eher schwingungsanfällig. Den im Datenblatt ggf. angegebenen 
100n oder ähnlich am Ein und/oder Ausgang sollte man auch im 
Freiverdrahtungsfall gönnen.

von Stephan P. (stevep)


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> Nein er überlädt und geht im Zweifel kaputt.
> Ausserdem ist nicht klar wie sich der LDO Regler verhält wenn er zu
> wenig Eingangsspannung bekommt. Da muss sichergestellt sein, dass er
> nicht das Spinnen anfängt.

Aber man könnte den LDO als Current Regulator konfigurieren und den über 
meinen Mechanismus (Zener oder Komparator) aktivieren? Also zwei Wege 
parallel (direkte Verbindung zum Akku und über Current Regulator) und 
den Weg über den direkten Weg sperren, sobald ich über 2,8V bin. Da der 
Strom eh immer den Weg des geringsten Widerstandes geht, müsste dies den 
LDO außer Kraft setzen, solange die direkte Strecke offen ist. Ist meine 
Annahme richtigt?

von MaWin (Gast)


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Stephan P. schrieb:
> Ich muss auch ehrlich gestehen, dass ich mich im Moment gerade nicht in
> die Thematik der analogen Beschaltung von Transistoren und FETs
> (Arbeitspunkteinstellung, etc.) einarbeiten möchte

Du verstehst auch NiMH Akkus nicht.

Stephan P. schrieb:
> Deshalb möchte ich eine Strombegrenzung
> einbauen, die jedoch nur dann "zieht", wenn die Akku-Spannung über 2,7V
> ist (also 1,35V pro Zelle, was schon fast ganz voll ist).

Den Ladezustand eines NiMH-Akku erkennt man nicht an der Spannung.

PUNKT.

Ein NiMH-Akku hat 1.23V, chemisch bedingt, unabhängig vom Ladezustand.

Diese 1.23V sinken, wenn er belastet wird, und steigen, wenn Strom ihn 
ihn hinein fliesst, abhängig vom Innenwiderstand des Akkus.

Ist der Akku schon fast ganz leer, steigt der Innenwiderstand so, daß 
schon die Belastung durch die geringe Selbstentladung die Akkuspannung 
reduziert.

Wird der Akku geladen, steigt in dem Moment in dem er gast die 
Akkuspannung durch den Ladestrom, weil die Oberfläche durch Gasblasen 
weitgehend isoliert ist, also der Innenwiderstand auch steigt.

Nimmt man die Belastung vom teilweise entladenen Akku weg, steigt die 
Spannung wieder innerhalb von Tagen auf 1.2V, obwohl der Akku eher leer 
ist. Nimmt man den Ladestrom von einem etwas geladenen weg, sinkt die 
Spannung am Akku innerhalb von Tagen wieder auf 1.2V, obwohl der Akku 
eher voll ist.

Einen NiMH Akku an 1.35V zu legen, überlädt ihn dauerhaft, und überladen 
heisst, der Elektrolyt wird gespalten, verlässt den Akku und der Akku 
geht kaputt.

Wenn überhaupt müsste deine Schaltung ab 1.23V (leicht 
temperaturabhängig) den Ladestrom auf den zulässigen Dauerladestrom 
(meist C/25 oder C/50tel) reduzieren, aber auch bei zulässigem 
Dauerladestrom hält so ein Akku nur ein paar Jahre. Und die 1.2V werden 
erreicht, so bald der Akku nicht mehr ganz leer ist.


Deine Schaltung ist Scheisse. (Wird übrigens in manchen Akkurasieren so 
gemacht, die ihre Akkus grillen, und in den bekannten Solarlichtern, die 
nach 1 Jahr kaputt sind).

Wer NiMH-Akkus kennt, nimmt LiIon, denn es gibt bei Solarversorgung 
(zufällig schwankende Eingangsleistung) keine elektronische Möglichkeit, 
einen vollen Akku zu erkennen, -DeltaU funktioniert nicht.

von Stephan P. (stevep)


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MaWin schrieb:
> Du verstehst auch NiMH Akkus nicht.

Ich habe schon über all die Dinge, die du hier echt super 
zusammengefasst hast gelesen. Das mit der Spannung habe ich aber so 
beobachtet: Wenn keine Last dran hängt, dann ist der volle Akku über 
>1,25V. Da ich in 97% der Zeit keine Last darauf habe, dachte ich, dass 
es OK ist danach zu gehen.

> Deine Schaltung ist Scheisse.

Auch dessen bin ich mir bewusst. Ich möchte die Kirche halt im Dorf 
lassen und nicht eine komplizierte Schaltung für einen kleinen Use-Case 
zu bauen. Da würde die Lade-Schaltung mehr kosten und Aufwand machen, 
als die Schaltung dahinter. Es ist für mich auch OK den Akku alle 2-3 
Mal zu tauschen.

> Wer NiMH-Akkus kennt, nimmt LiIon, denn es gibt bei Solarversorgung
> (zufällig schwankende Eingangsleistung) keine elektronische Möglichkeit,
> einen vollen Akku zu erkennen, -DeltaU funktioniert nicht.

Wenn man die Ladeschaltung richtig macht, ist der Aufwand/Kosten 
wahrscheinlich egal, ob NiMh oder LiIon, aber wie gesagt, eigentlich 
will ich den Aufwand gering halt.

von MaWin (Gast)


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Stephan P. schrieb:
> Das mit der Spannung habe ich aber so beobachtet:

Deine Beobachtungszeit war zu kurz.

> eigentlich will ich den Aufwand gering halt.

Dann nimm LiIon (LiPoly).

Sagte ich schon.

von Matz K. (xt-matz)


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Hallo Stephan

Stephan P. schrieb:
> Wenn ich einen LDO aussuche, der "nur" 200mA kann aber unter 2,8V bin,
> lässt er dann mehr als 200mA durch?

Wenn die Quelle, also das Panel, mehr liefern kann, ja.

> Wenn ja und das damit gemeint war,
> wird er davon nicht kaputt, wenn er nur für 200mA ausgelegt ist?

Doch, kann sein. Hängt von weiteren Faktoren ab.

Also: Genauer gesagt meinte ich einen LDO-Spannungsregler (LDO = Low 
Drop Output). Der versucht zunächst grundsätzlich die Ausgangsspannung 
konstant zu halten. Wenn die abfällt unter die definierte 
Ausgangsspannung, dann wird das Tor weiter aufgemacht, der Strom steigt, 
so weit oder lange, bis die Ausgangsspannung wieder erreicht ist.

Da bei dir das Panel nur einen bestimmten Strom liefern kann, ist das 
die denkbar einfachste Laderegelung. Der Regler muss lediglich für 
mindestens(!) diesen Strom geeignet sein.

Weiter: Der Strom ist im einfachsten Fall also erstmal nicht geregelt. 
Es geht das durch, was vorne reingeschoben werden kann. Bei den Reglern 
ist der maximale Strom, den sie vertragen, als Paramter angegeben. Das 
solltest Du nicht überschreiten, sonst sterben sie den Stromtod. Es gibt 
aber Regler, die haben darüberhinaus auch eine Strombegrenzung. Die 
greift aber dann immer unabhängig von der Ausgangsspannung.

Aber auch, wenn der maximale Strom nicht überschritten wird, kann das 
Ding noch kaputt gehen. Denn die im Regler umgesetze Verlustleistung 
kann ihn den Wäremtod bedeuten. Die hängt von der 
Eingangs-Ausgangs-Spannungsdifferenz ab.

Beispiel: Nehmen wir an, Dein Input ist 6V, Output ist 3V, Strom 0,3A, 
dann werden in dem Regler (6V-2,7V)*0,3A = 1W Verluste verbraten! Da 
wird der ordentlich heiß werden und kann dann dadurch kaputt gehen, 
obwohl der maximale Strom gar nicht überschritten wird. Meist ist die 
MAximale Leistung angegeben. Manchmal nur die maximale Temperatur.

Deshalb gibt es auch Varianten mit thermischer Schutzabschaltung (uvam).

Wenn Du selber den Regler baust mit Längstransistor, dann musst Du das 
eigentlich auch alles mit berücksichtigen und dafür sorgen, dass die 
Limits nicht überschritten werden.

Man könnte das jetzt alles ganz toll akademisch durchrechnen. Ich würde 
mir aber da nicht so nen großen Kopf draus machen, sondern etwas größer 
greifen, z.B. einen Regler für bis zu 1A in nicht zu kleiner 
Gehäusegröße.

Bei Deiner Anwendung würde ich schon einen Low Drop Regler nehmen, die 
auch noch arbeiten, wenn die Eingangsspannung nur knapp über der 
Ausgangsspannung ist. Dann einen der "Reverse Current Protection" hat, 
damit Du die extern Diode weglassen kannst. Beides, damit Du auch noch 
Saft aus dem Panel bekommst, wenn es mal schattig ist.

Wenn es keinen fixen für 2,8V (oder besser 2,7V) gibt, dann halt einen 
Adjustable. Das braucht dann nur 1-2 Widerständchen mehr.

Hier gibst ganz ganz viele:
http://www.linear.com/parametric/Positive_Linear_Regulators_%28LDO%29
oder hier:
http://www.ti.com/lsds/ti/power-management/single-channel-ldo-products.page

Matz

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Matz K. schrieb:
> Der versucht zunächst grundsätzlich die Ausgangsspannung
> konstant zu halten. Wenn die abfällt unter die definierte
> Ausgangsspannung, dann wird das Tor weiter aufgemacht, der Strom steigt,
> so weit oder lange, bis die Ausgangsspannung wieder erreicht ist.

Richtig.

Was bei zu geringer Eingangsspannung aber nie passieren wird.

Dafür wurde das Tor ganz weit aufgemacht, also vollen Basisstrom auf den 
Durchlasstransistor.

Auf gut deutsch: Der Eigenverbrauch und die Leerlaufstromaufnahme von 
low drop Regeln steigt gigantisch an, wenn die Eingangsspannung nicht 
mehr ausreicht, um die Ausgangsspannung zu halten, locker über 10% des 
Maximalstroms des Reglers.

Und das bei einer Solarzelle die gerade sowieo kaum von Sonne beschienen 
wird.

Ein low drop nach einer Solarzelle ist also EINE SAUBLÖDE IDEE, auf die 
man nur kommen kann, wenn man von den Eigenschaften der elektronischen 
Bauteile keine Ahnung hat.

von Harald W. (wilhelms)


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MaWin schrieb:

> Wer NiMH-Akkus kennt, nimmt LiIon,

...und wer kein HighTec-Li will, nimmt Blei.
Bei beiden kann man mit Spannungsmessung den "Akkuvoll"-Zustand
erkennen.Bei Ni geht das nicht.

von Matz K. (xt-matz)


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MaWin schrieb:
> vollen Basisstrom auf den Durchlasstransistor.
> Der Eigenverbrauch und die Leerlaufstromaufnahme von
> low drop Regeln steigt gigantisch an, wenn die Eingangsspannung nicht
> mehr ausreicht, um die Ausgangsspannung zu halten.

Manche wissen alles. Ich lerne gern dazu. Zum Glück hab ich das Forum 
dazu.

Das ist wahrlich blöde, wenn der mühsam aus der Sonne gewonnene Strom im 
verzweifelten Versuch des LDO verbraten wird, die Ausgangsspannung 
nachzuregeln, was bei leerem Akku zum Scheitern verurteilt ist.

Beim Stöbern in diversen Datenblätter findet man zu diesem Verhalten des 
Eigenstromverbrauches gar nichts - wie fast zu erwarten war.

So ganz kann ich das Maß des Anstieges aber nicht nachvollziehen. 
Schließlich ist der Transistor ein Verstärker, der ja auch noch im 
Linearbetrieb gefahren wird. Und ich würde mich wundern, wenn der 
Hersteller einen Basisstrom erlaubt, der an den maximal erlaubten 
Emitter- bzw. Kollektorstrom heranreicht. In der App Note von ti AN-1148 
Linear Regualtors heißt es:

> The ground pin current of an LDO is typically much higher.
> At full load current, PNP beta values of 15 - 20 are not unusual,
> which means the LDO ground pin current can be as
> high as 7% of the load current."

Aber auch hier drin gibts keine Angabe dazu, was passiert, wenn Uin < 
Uout.
Es gibt allerdings auch LDOs mit "Durchlass"-FET (also kein Bipolarer 
Transistor), bei denen zu erwarten ist, dass deren "Steuerstrom" nicht 
in diesem Maße ansteigen wird.

Diese Betriebsart (Eingangsspannung < Ausgangsspannung) sollte man also 
mal ausmessen mit diversen Reglern.

MaWin schrieb:
> EINE SAUBLÖDE IDEE

Schöner ist Kritik immer mit einem Gegenvorschlag. Wir warten drauf.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Matz K. schrieb:

> MaWin schrieb:
>> EINE SAUBLÖDE IDEE
>
> Schöner ist Kritik immer mit einem Gegenvorschlag. Wir warten drauf.

Wer lesen kann, ist im Vorteil: Nimm Li oder Blei! :-(

von Matz K. (xt-matz)


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Harald W. schrieb:
>> MaWin schrieb:
>>> EINE SAUBLÖDE IDEE
>>
>> Schöner ist Kritik immer mit einem Gegenvorschlag. Wir warten drauf.
>
> Wer lesen kann, ist im Vorteil: Nimm Li oder Blei! :-(

Wer lesen kann, hätte auch das hier lesen können:

MaWin schrieb:
> low drop nach einer Solarzelle ist also EINE SAUBLÖDE IDEE

Und dann wüsste der Harald, dass sich meine "Blöde Idee" nicht auf den 
Akkutyp, sondern auf den Regler davor bezog. Aber der TO wird aus dem 
Forum sicher noch Vorschläge als Alternative zum dem Regler erhalten.

Schönes Wochenende

--
Der Kluge lernt aus allem und von jedem, der Normale aus seinen 
Erfahrungen und der Dumme weiß alles besser. Sokrates (470 - 399 v. 
Chr.).

von MaWin (Gast)


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Matz K. schrieb:
> Beim Stöbern in diversen Datenblätter findet man zu diesem Verhalten des
> Eigenstromverbrauches gar nichts - wie fast zu erwarten war.

http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/CD00000546.pdf

von Matz K. (xt-matz)


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Hallo MaWin,

Super. Wieder was gelernt.
Allerdings finde ich bei 0,5A Laststrom den Querstrom mit 17mA nicht 
sehr dramatisch hoch wie befürchtet. Bei 0 Laststrom sind es noch ca. 1 
mA.
Aber du hast natürlich Recht: wenns anders geht muss man das auch nicht 
verschenken.

Ich war zugegeben zunächst schockiert, als Du schriebst:

MaWin schrieb:
> ...Leerlaufstromaufnahme ...steigt gigantisch an,
> ...locker über 10% des Maximalstroms des Reglers.

Das ist ja dann beim zitierten LFXX (mit Maximalstrom 1A) zum Glück 
nicht der Fall.

Gruß
Matz

: Bearbeitet durch User
von Stephan P. (stevep)


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Ich habe noch ein bisschen nachgedacht. Nicht über die Strombegrenzung, 
sondern über das Laden selbst. Hier meine Gedanken.

@Ach ja, noch an alle zusammen:
Ich bitte das auch nicht als Weisheit, sondern nur als Wahrnehmung eines 
lernwilligen Laien zu betrachten und mir deshalb nicht gleich eine 
überzubraten nur weil ich etwas nicht verstanden habe, sondern mich 
lieber erklärend zu belehren. Oft habe ich das Gefühl, wenn ich Beiträge 
hier lese, dass man sich fast fürchten muss eine Frage zu stellen. Aber 
wenn ich keine Frage stellen darf, weil ich befürchten muss, dass meine 
Annahme falsch ist, dann kann ich nie etwas dazu lernen. Und ich denke 
alle die hier Fragen stellen wollen etwas lernen und sich nicht 
unbedingt verbale Watschen abholen. Also, zurück zur Sache:

> MaWin schrieb:
> Den Ladezustand eines NiMH-Akku erkennt man nicht an der Spannung.

Das gilt aber für die Situation, in der ich von einen herum liegenden 
Akku wissen will wie voll er ist. In meinem Fall ist das aber nicht das 
Ziel, sondern nur, ihn zu laden - egal ob er ganz leer ist, irgendwo 
zwischen leer und voll oder ganz voll ist.

>> Das mit der Spannung habe ich aber so beobachtet: Wenn keine Last
>> dran hängt, dann ist der volle Akku über >1,25V.
> Deine Beobachtungszeit war zu kurz.

Aber das ist doch kein Problem: Wenn es Nacht wird und die Spannung über 
die Nacht des mittlerweile ganz vollen Akkus abfällt und in der Früh die 
Sonne kommt, steigt die Spannung schnell wieder an und schon zieht die 
Strombegrenzung wieder. Falsche Annahme?

> Nimmt man den Ladestrom von einem etwas geladenen weg, sinkt die
> Spannung am Akku innerhalb von Tagen wieder auf 1.2V, obwohl der Akku
> eher voll ist.

Das habe ich auch beobachtet. Ich dachte ursprünglich das wäre 
Selbstentladung, was mich gewundert hatte, weil ich Akkus mit geringer 
Selbstentladung habe.

Was ich allerdings auch beobachtet habe ist, dass bei voller 
Sonneneinstrahlung (und damit die höchste Leistung der Solar-Zelle -> im 
Leerlauf dann gut 5V bei knapp 200 mA) die Spannung am leeren Akku nur 
auf 2,4-irgendwas (2 Zellen) beim Laden steigt. Bei einem halb-geladenen 
Akku steigt sie auf gut 2,6V und der ganz volle auf +-2,8V. Also hier 
konnte ich direkt nach dem Laden bzw. während des Ladens doch einen 
Zusammenhang zwischen dem Ladezustand und der Spannung beobachten.

> Wird der Akku geladen, steigt in dem Moment in dem er gast die
> Akkuspannung durch den Ladestrom, weil die Oberfläche durch Gasblasen
> weitgehend isoliert ist, also der Innenwiderstand auch steigt.

Nun ist die Frage: Gast er nur, wenn er schon voll ist oder auch beim 
Laden wenn er leer oder halb voll ist? Wenn er nur gast wenn er fast 
oder ganz voll ist, wäre alles in Ordnung: In diesem Fall reduziere ich 
den Strom auf  C/13,5 (bei 200mA und einem 2700mAh-Akku).

> Einen NiMH Akku an 1.35V zu legen, überlädt ihn dauerhaft, und überladen
> heisst, der Elektrolyt wird gespalten, verlässt den Akku und der Akku
> geht kaputt.

Sollte ich hier noch eine Spannungsbegrenzung auf 1.3V (bzw. 2,6V für 
zwei Zellen) einbauen? Ich könnte auch statt der Schottky-Diode eine 
normale Silizium-Diode nehmen. Die reduziert die Spannung um 0,7 statt 
0,3V. Wenn sich die Spannung an der Zelle und am Akku gleich viel, also 
um 0,2V, verringern, wären das dann zwischen 1,2 und 1,3V (= 0,1V pro 
Zelle, sind ja zwei), je nach Sonneneinstrahlung. Oder ich suche mir 
zwei Schottky-Dioden heraus, die in ihrer Eigenschaft in diesem Strom- 
und Spannungsbereich nur 0,2-0,25V reduziert. Dann komme ich auf 
1,25-1,35V.

> Wenn überhaupt müsste deine Schaltung ab 1.23V (leicht
> temperaturabhängig) den Ladestrom auf den zulässigen Dauerladestrom
> (meist C/25 oder C/50tel) reduzieren,

Also nach dem was ich gelesen habe, wäre das nur eine Erhaltungsladung 
(trickle), die eigentlich keine Ladung mehr aufbaut. Außerdem 
widerspricht das meiner Beobachtung, dass selbst zwei ganze leere Zellen 
(2V ohne Last) wenn ich sie an die 5V-Zelle gut 2,4V Spannung aufweisen. 
Dann würde ja viel zu früh der Ladestrom reduziert werden!?

Ich habe auch gelesen, dass die Spannung beim Laden 20% über jener der 
Zellen liegen sollen. Das wären dann 2x1,2=2,4*120%=2,88V. Da bin ich 
mit meinen 5V natürlich deutlich darüber. Aber es ist jedoch eine 
Solar-Zelle und kein Netzteil. Da hängt die Spannung schon von der Last 
daran ab und wenn ich einen leeren Akku daran hänge, dann stellt das 
doch für die Zelle als eine hohe Last dar!? Wenn dem so ist, dann müsste 
ich mir wirklich nur Sorgen über die Bereiche jenseits der 2,7V (also 
1,35V pro Zelle machen) und hier die Spannung und den Strom limitieren.

> aber auch bei zulässigem Dauerladestrom hält so ein Akku nur ein paar
> Jahre.

Das wäre grundsätzlich OK. Ich verstehe alle genannten Bedenken und 
schätze auch sehr das Bestreben nur richtige Informationen zu verbreiten 
und Pfusch-Lösungen nicht durch gutes Zureden zu unterstützen. Wenn ich 
ein elektronisches Gerät kaufe erwarte ich natürlich, dass es 
einwandfrei entworfen und gebaut ist. Aber ich möchte hier 8 
Funk-Stationen für meinen eigenen Garten bauen und möchte diese nicht 
verkaufen. Somit betrüge ich damit auch niemanden, wenn ich eine 
Schaltung betreibe bei der ich weiß, das ich die Akkus womöglich alle 
2-4 Jahre tauschen muss. Das ist, wie wenn ich mir mein Bad selbst 
verfliese: Da akzeptiere ich die eine oder andere Ungenauigkeit, die ich 
bei einem Fliesenleger nicht durchgehen lassen würde. Und warum 
akzeptiere ich es? Weil ich was davon habe: Geld gespart. Und im Fall 
meiner Schaltung auch Aufwand.

>> Wer NiMH-Akkus kennt, nimmt LiIon,

Hier schrecke ich vor
- der notwendigen Beschaltung zurück. Hier gibt es zwar solche fertigen 
billig-Dinger 
(http://www.dx.com/p/diy-pvc-lithium-battery-power-bank-module-deep-blue-368084#.VZb04oeImiU) 
aber ich weiß nicht, wie die mit einer Solar-Zelle tun, was vermutlich 
eh gehen wird, aber diese Dinger sind nicht darauf ausgelegt neben dem 
Laden auch die Last daran hängen zu haben. Ich kann mir vorstellen, dass 
ich hier nicht so wie beim NiMh einfach die Last zusätzlich zur Batterie 
daran hängen kann. Aber: Hier habe echt null Ahnung. Da müsste ich erst 
beginnen mich mit dem Thema "Laden von LiIon" zu beschäftigen.
- den Kosten zurück: Eigentlich dachte ich, dass die NiMh die billigste 
Lösung wäre. Wenn ich wieder DX strapaziere, dann habe ich die gleiche 
Kapazität um den gleichen Preis: 
http://www.dx.com/p/superfire-3-7v-2000mah-rechargeable-li-ion-18650-battery-yellow-black-320186#.VZb2n4eImiU. 
An sich nicht schlecht.
- den Schauergeschichten zurück: Ich habe schon öfters gelesen, dass man 
von LiIo oder LiPoly die Finger lassen sollte, wenn man nicht weiß was 
man tut, da die Dinger sonst explodieren können. Meine Funker werden 
(zumindest im Sommer) in der prallen Sonne stehen - nicht gerade gute 
Umweltbedingungen. Diese Dinge haben mir Anlass zur Sorge gegeben.

>...und wer kein HighTec-Li will, nimmt Blei.

Hier bin ich echt mit den Kosten deutlich über NiMh. Davon abgesehen 
glaube ich, dass die Dinger auch nach 3 Jahren ihre Ladezyklen hinter 
sich gebracht haben.

Also, ich früh mich über eine konstruktive, lehrreiche Diskussion ;-)

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