Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik "Asymmetrische Sicherung"


von Uhu U. (uhu)


Lesenswert?

Ich würde gerne in einen Akkupack (1 x LiFePo3) eine 1,5 A Sicherung 
einbauen, die nur beim entladen des Akkus wirkt; beim Laden soll ein 
größerer Strom über denselben 2-poligen Stecker fließen können.

Über der Sicherung fallen laut Datenblatt max. 0,4 V ab.

Gibt es dafür eine einfache Lösung?

von ArnoR (Gast)


Lesenswert?

Uhu U. schrieb:
> Über der Sicherung fallen laut Datenblatt max. 0,4 V ab.

Sicherung mit Niedervolt-Schottky-Diode überbrücken.

von Joe F. (easylife)


Lesenswert?

Was macht das für einen Sinn?
Der Akku verträgt seinen maximalen Strom ja auch "in beiden 
Richtungen"...

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


Lesenswert?

Hi

Vll. aber die Schaltung nicht?

MfG

von Alexxx (Gast)


Lesenswert?

Das Einfachste:
Den Entladestrom über die Sicherung fließen lassen, den Ladestrom direkt 
zum Akku einspeisen.

Ansonsten beim Laden, mit Mosfet die Sicherung überbrücken.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Alexxx schrieb:
> Ansonsten beim Laden, mit Mosfet die Sicherung überbrücken.

Du hast die Bodydiode vergessen. Man kann aber Gate und Source brücken 
und dann nur die Bodydiode benutzen. Oder gleich die o.a. Schottky 
Diode.

von soso (Gast)


Lesenswert?

Ladegerät --> dicke Sicherung --> Akku --> dünne Sicherung --> Schaltung

Zwei Anschlüsse eben. Die Schaltung hat keine elektrische Verbindung zum 
Ladegerät.

von Uhu U. (uhu)


Lesenswert?

soso schrieb:
> Zwei Anschlüsse eben.

Das Teil soll nur einen zweipoligen Stecker bekommen. Es handelt sich um 
einen Akku für eine heizbare Einlegesohle - es muss also einigermaßen 
robust werden und keine im Betrieb überflüssigen Anschlüsse haben.

Die Sicherung soll einen Schutz gegen Kurzschlussströme bieten - nicht 
dass das Hosenbein brennt.

Matthias S. schrieb:
> Du hast die Bodydiode vergessen.

Daran dachte ich auch schon - im Stil des Verpolschutzes mit MOSFET. Nur 
leider geht das nicht so einfach, denn die Bodydiode wird kaum eine 
Niederspannungs-Schottky sein. Über der Sicherung fallen max. 0,4 V ab - 
damit wird die Bodydiode noch nicht leitend, d.h., die Sicherung brennt 
beim Laden durch.

Fast schon zu perfekt wäre SM74611 mit UF 26 mV bei 8 A.

Gibt es irgend eine einfache Schaltung, die bei einer Betriebsspannung 
im Bereich 2,5 bis 3,8 V eine Sicherung zum Laden brücken kann?

Oder gleich eine Schaltung, die in einer Richtung den Strom begrenzt, in 
der anderen nicht?

von soso (Gast)


Lesenswert?

Uhu U. schrieb:
>> Zwei Anschlüsse eben.
>
> Das Teil soll nur einen zweipoligen Stecker bekommen. Es handelt sich um
> einen Akku für eine heizbare Einlegesohle - es muss also einigermaßen
> robust werden und keine im Betrieb überflüssigen Anschlüsse haben.

Das bezog sich rein auf die Anschlüsse der Batterie.
Das Gerät kann trotzden mit nur einem Anschluss nach außen aufgebaut 
werden. Dem Ladegerätanschluss, also so:
Anschluss->Ladegerät --> dicke Sicherung --> Akku --> dünne Sicherung 
--> Schaltung

Sicherungen brücken ist eine schlechte Idee. Sicherungen sollen bei 
Felerfällen greifen. Kein Mensch weiß, was eine fehlerhafte Schaltung 
tut.

Einen Akku unabgesichert betreiben sollte außerdem man niemals tun. 
Kommt natürlich auf Größe und Typ an.

von Stranero (Gast)


Lesenswert?

Ich würde, um es einfach zu halten eine Polyswitch Sicherung (quasi ein 
Kaltleiter) parallel zu einer Schottky-Diode schalten.

Darf es hingegen ruhig etwas kompliziert sein, so würde ich zu einer 
Sicherung einen Mosfet mit Bodydiode parallel schalten. Ein Komparator 
entscheidet ob gerade Laden oder Entladen passiert. Beim Laden wird dann 
der Mosfet leitend und überbrückt die Bodydiode und die Sicherung.
E Voila

von Uhu U. (uhu)


Lesenswert?

soso schrieb:
> Kein Mensch weiß, was eine fehlerhafte Schaltung tut.

Das ist in dem Fall ziemlich einfach abschätzbar. Der Worstcase ist 
Kurzschluss der Zuleitung der Last - das ist das sensibelste Kabel.

Der steuernde µC testet zwar vor jedem Impuls, ob die 
Widerstandsverhältnisse noch stimmen, aber wenn während eines Impulses 
die Last gebrückt wird, dann muss die Sicherung als letzt Notbremse 
Schlimmeres verhindern.

von Stranero (Gast)


Lesenswert?

soso schrieb:
> Das Gerät kann trotzden mit nur einem Anschluss nach außen aufgebaut
> werden. Dem Ladegerätanschluss, also so:
> Anschluss->Ladegerät --> dicke Sicherung --> Akku --> dünne Sicherung
> --> Schaltung

Mein Post von vorhin ist eigentlich blöd.
Der Vorschlag von soso am besten und sichersten!

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Uhu U. schrieb:
> soso schrieb:
>> Zwei Anschlüsse eben.
>
> Das Teil soll nur einen zweipoligen Stecker bekommen. Es handelt sich um
> einen Akku für eine heizbare Einlegesohle - es muss also einigermaßen
> robust werden und keine im Betrieb überflüssigen Anschlüsse haben.
>
> Die Sicherung soll einen Schutz gegen Kurzschlussströme bieten

Und warum mußt du dann die Sicherung für weniger als den maximal 
erlaubten Akkustrom auslegen? Ergibt doch keinen Sinn.

von Uhu U. (uhu)


Lesenswert?

soso schrieb:
> Anschluss->Ladegerät --> dicke Sicherung --> Akku --> dünne Sicherung
> --> Schaltung

Zum Laden ist die Sicherung unnötig - es wird mit Strom- und 
Spannungsbegrenzung geladen, wie man das bei LiFePo4 macht. Da sollte 
nicht viel schief gehen.

Ich will die Sicherung in den Akkupack einbauen, die Anschlüsse nach 
außen sollen abgesichert sein.

Zwischen Akkupack und Steuergerät kommt eine zweipolige Steckverbindung 
- als Ausschalter und Notbremse, falls alle Stricke reißen. Dieser 
Stecker soll auch als Anschluss für das Ladegerät dienen.

von Uhu U. (uhu)


Lesenswert?

Axel S. schrieb:
> Und warum mußt du dann die Sicherung für weniger als den maximal
> erlaubten Akkustrom auslegen? Ergibt doch keinen Sinn.

Der Akku bringt max. 40 A und im Kurzschlussfall noch deutlich mehr. Ich 
mag mir nicht die Flossen brutzeln. Ist das Sinn genug?

: Bearbeitet durch User
von soso (Gast)


Lesenswert?

Axel S. schrieb:
> Und warum mußt du dann die Sicherung für weniger als den maximal
> erlaubten Akkustrom auslegen? Ergibt doch keinen Sinn.

Naja. Da wird wieder unterschätzt, wie träge Sicherungen eigentlich 
sind. Man kann grob annehmen, dass eine Sicherung den doppelten 
Nennstrom für viele Minuten zulässt. Also sehr lange.

Erst oberhalb von z.B. 1,5-fachen Nennstrom löst sie überhaupt 
zuverlässig aus.

Eine 5x20mm:
http://www.alliedelec.com/m/d/a2e38ac83d9c37fe63c155ecf731f0a6.pdf
120s für In*2,1.
Eine satte Stunde für 1,5x Nennstrom.
Da freut sich der Akku :-)

Da sollte man nicht zu sportlich rangehen.

Einfache Regel: So groß wie nötig, so klein wie möglich.
Hier: Ladestrom = xxA -> das nimmt man als Auslegungsgrundlage. Und 
nicht der Akku hält yyA aus.

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Uhu U. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Und warum mußt du dann die Sicherung für weniger als den maximal
>> erlaubten Akkustrom auslegen? Ergibt doch keinen Sinn.
>
> Der Akku bringt max. 40 A und im Kurzschlussfall noch deutlich mehr. Ich
> mag mir nicht die Flossen brutzeln. Ist das Sinn genug?

Auch wenn der Akku maximal 40A bringen mag - der maximale Ladestrom ist 
sicher viel geringer. Schon weil du gar keine praktikablen 
Steckverbinder für 40A finden wirst. Keine die du am Bein mit dir 
herumtragen willst.

Auf diesen Strom sollst du deine "Sicherung" auslegen. Und fertig. Es 
gibt keinen erkennbaren Grund, diese Sicherung asymmetrisch auszulegen. 
Zumindest keinen, den du genannt hättest.

Und nochwas: da du einen Steckverbinder zwischen Akku und Verbraucher 
vorgesehen hast, ist es dir ja unbenommen, auf der Verbraucherseite eine 
zweite, kleinere Sicherung unterzubringen. Auf dem Kabel zwischen Akku 
und Steckverbinder muß der Ladestrom fließen können ohne daß das Kabel 
dabei in Flammen aufgeht. Ergo gilt das auch für den Entladestrom. Eine 
symmetrisch wirkende Sicherung reicht hier also vollkommen aus.


soso schrieb:
> Da wird wieder unterschätzt, wie träge Sicherungen eigentlich sind.

Niemand hier hat dabei an eine thermisch oder magnetisch auslösende
Sicherung gedacht.

von Uhu U. (uhu)


Lesenswert?

Axel S. schrieb:
> Niemand hier hat dabei an eine thermisch oder magnetisch auslösende
> Sicherung gedacht.

Was denn sonst? Etwa eine Polyfuse? Das macht überhaupt keinen Sinn, 
wegen der u.U. ziemlich niedrigen Umgebungstemperaturen.

> Auch wenn der Akku maximal 40A bringen mag - der maximale Ladestrom ist
> sicher viel geringer.
...
> Auf diesen Strom sollst du deine "Sicherung" auslegen.

Nochmal: Das Ladegerät begrenzt den Strom, das gehört zum Ladeverfahren 
- eine Sicherung für den Ladevorgang ist überflüssig.

Der maximale Laststrom im Betrieb liegt bei 1,5 A - darauf ist die 
Sicherung auszulegen.

> Und fertig.

Die 40 A sind die Kurzzeitbelastungsfähigkeit des Akkus, die sind bei 
meiner Anwendung absolut unerwünscht - die Frage nach einem 
Steckverbinder, der diesen Strom trägt, stellt sich nicht.

: Bearbeitet durch User
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.