Laderegler - wozu dient L1?

[richi (Gast)]

Hallo,

im Anhang ein Schaltbild mit einem Laderegler für LiIon-Akkus.

Weiß jemand, wozu L1 dient?

[Stefan F. (Gast)]

Das ist ein Abwärtswandler. Die Aufgabe der Spule ist z.B. bei Wikipedia 
erklärt: https://de.wikipedia.org/wiki/Abw%C3%A4rtswandler

[richi (Gast)]

Danke für die Info und den Link!

Wird durch die Abwärtswandlung der MOSFET thermisch entlastet und die 
Verlustleistung der Schaltung minimiert?

[Georg G. (df2au)]

richi schrieb:
> Wird durch die Abwärtswandlung der MOSFET thermisch entlastet
Ja

> und die Verlustleistung der Schaltung minimiert?
Ja

[Max D. (max_d)]

Wenn du die Spule als Gedankenexperiment mal ausbaust, dann fließt bei 
eingeschaltetem MOSFet ein extrem hoher Strom begrenzt nur durch Rsense 
und die Innenwiderstände der Bauteile, das gibt ist nicht gesund für die 
EMV und die Schaltung. Die Spule "lädt" sich erstmal langsam mit Strom 
auf und begrenzt damit die Spitzen. Nach dem abschalten des mosis ist 
noch Strom in der Spule gespeichert der wird über D2 auch noch in die 
Last geleitet (da kommen die hohen Effizienzen bei den Schaltreglern 
her).

[richi (Gast)]

Danke für die Antworten und gute Erklärung, Max!

Deshalb werden die Laderegler, die ohne Spule auskommen (wie z.B. diese 
MCP-Typen) auch ziemlich heiß, während der Mosfet in der gezeigten 
Schaltung oben kaum handwarm wird (bei gleicher Betriebsspannung +5V).

Und deshalb kann der LTC wahrscheinlich auch mit Spannungen bis +22V 
arbeiten (während Regler ohne Spule meistens bis max. +7V betrieben 
werden dürfen)?!!

[Tester (Gast)]

richi schrieb:
> Deshalb werden die Laderegler, die ohne Spule auskommen (wie z.B. diese
> MCP-Typen) auch ziemlich heiß,

Das liegt hauptsächlich daran weil die als Linearregler arbeiten.
Da drin wird ein Transistor/FET als einstellbarer Widerstand verwendet, 
an dem die überschüssige Spannung verheizt wird.
Dadurch hast du mindestens (Differenzspannung * Ladestrom) als 
Verlustleistung (+ etwas für die Steuerung), also bei leerem Akku 
besonders viel Abwärme obwohl man gerade dann mit dem höchsten Strom 
laden will.

Bei einem Schaltregler wird die Spule nur mit variablen Impulsen 
"aufgeladen", d.h. auch überhaupt nur die nötige Energie zugeführt, wie 
max_d schon erklärt hat. Die Induktivität (+ Ausgangskondensator) 
glättet das dann zu einem konstanten Ladestrom.
Dabei arbeitet der Transistor/FET als Schalter und wird voll 
aufgesteuert, dadurch ist der Innenwiderstand minimal und die 
Verlustleistung im Bauteil geringer.
Nachteil sind die hohen Stromimpulse beim Schalten, da musst du auf ein 
sorgfältiges Layout achten um keinen Störsender zu bauen.

[Max D. (max_d)]

Die "anderen" Regler sind halt darauf ausgelegt möglichst billig eine 
Lithium Zelle mit nem USB-Anschlus zu laden. Da reichen 7V 
Spannungsfestigkeit voll. Deswegen nimmt man da auch ein linears Design, 
weil Spulen kosten Geld (und normalerweise ist Abwärme kein Faktor bei 
sowas).
Der LTC ist halt optimiert für hohe Effizienz (aber damit kostet die 
Ladeschaltung auch ein Vielfaches).

[richi (Gast)]

Dankesehr Tester und Max!!!

Das Thema hatte mich schon immer mal interessiert.

Ich wünsche euch ein schönes Wochenende!