Hi, ich brauche für ein mobiles Gerät einen Akku, der 6 - 7.4 V (+/- kein Problem) und bis zu 1000 - 1200 mA Spitzenstrom (bei maximal 50 % duty cycle) liefern kann. Daraus soll ein DC-DC-Boost-Konverter betrieben werden. Aus Sicherheitsgründen möchte ich gerne keine Racing-LiPos verwenden, sondern solche mit einer eingebauten Schutzschaltung gegen Tiefentladen und Überladen. Der Ladestrom sollte 0.3 - 0.5 C betragen können, damit das Laden nicht zu lange dauert, 1C wäre noch besser, aber hier keine Bedingung. Als Kapazität brauche ich mindestens 500 mAh, 1000 wären besser. Aus mechanischen Gründen wären zwei individuelle Zellen besser unterzubringen als eine Einheit, aber auch das könnte passen. Nun würde ich am liebsten z.B. zwei iPhone-2G-Akkus in Serie schalten: https://www.reichelt.de/iPod-and-iPhone-Compatible-Batteries/AKKU-IPHONE-2G/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=90647&GROUPID=4351&artnr=AKKU+IPHONE+2G&SEARCH=%252A Sie haben 1100mAh. Alternativ gäbe es mechanisch und elektrisch passende Kamera-Akkus, zum Beispiel den Nikon EN-EL9: http://www.mediamarkt.de/de/product/_nikon-en-el9-1099365.html Dieser Akku hat drei Kontakte, ich weiß aber nicht, ob der Mittenkontakt zu einem Temperatursensor führt oder ein Balancer-Ausgang ist. Ferner weiß ich nicht, ob der Nikon-Akku intern bereits eine Balancer-Schaltung hat oder nicht. Mein Problem ist aber nun, für beides vor allem eine geeignete Ladelösung zu konstruieren. Für einzellige Lösung gibt es massiv fertige ICs und Platinen, z.B. https://www.adafruit.com/product/1304 oder https://www.ebay.de/itm/TP4056-with-Battery-protection-LIPO-Charger-PCB-for-18650/263280532684 Es gibt auch welche für zwei Zellen, z.B. https://www.ebay.com/itm/5V-USB-Charger-Module-for-2S-7-4V-Lithium-Li-ion-Li-Po-18650-Battery-Cell-8-4V-/191962281008 Für den Unterladeschutz würde ich mich entweder auf die Schutzschaltung der Akkus verlassen oder einen kleinen spannungsbasierten Wächter einbauen. Die IPhone/iPad-Akkus enthalten eine solche, das hatte ich hier: Beitrag "Re: iPhone Akku verwenden / laden" schon mal mit einem Foto gezeigt. Nun hätte ich ein paar Fragen: 1. Kann ich 2 x iPhone-Akkus (s.o.) aus derselben Charge in Serie nehmen oder handele ich mir damit Probleme ein durch Unterschiede im Innenwiderstand, Kapazität etc.? Mechanisch wäre das besser. 2. Wie sähe eine einfache 0.5C-Ladelösung für entweder diese zwei iPhone-Akkus oder einen Nikon-EN-EL9 aus? Vielen Dank für Eure Tipps! Martin
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Martin H. schrieb: > Dieser Akku hat drei Kontakte, ich weiß aber nicht, ob der Mittenkontakt > zu einem Temperatursensor führt oder ein Balancer-Ausgang ist. Ferner > weiß ich nicht, ob der Nikon-Akku intern bereits eine Balancer-Schaltung > hat oder nicht. Nö, is ja nur eine Zelle. Am überflüssigen Pin hängt normalerweise ein Widerstand, als Code für die Akkutype. Schutzschaltungen müssen da laut Gesetzgeber verbaut sein. Martin H. schrieb: > 1. Kann ich 2 x iPhone-Akkus (s.o.) aus derselben Charge in Serie nehmen > oder handele ich mir damit Probleme ein durch Unterschiede im > Innenwiderstand, Kapazität etc.? Wenn die in Serie geschallten sind, interessiert das wenig. Kielnester gemeinsamer Nenner ist da Trumpf. (Parallel sieht das nur etwas anders aus) Martin H. schrieb: > 2. Wie sähe eine einfache 0.5C-Ladelösung für entweder diese zwei > iPhone-Akkus oder einen Nikon-EN-EL9 aus? Gibts in 1k Varianten vom China man. Suchen und das mit ausreichender Beschreibung wählen. S2 = Seriell zwei Zellen (P = Parallel).
Martin H. schrieb: > Dieser Akku hat drei Kontakte, ich weiß aber nicht, ob der Mittenkontakt > zu einem Temperatursensor führt oder ein Balancer-Ausgang ist. Zu 95% Temp. Martin H. schrieb: > Ferner > weiß ich nicht, ob der Nikon-Akku intern bereits eine Balancer-Schaltung > hat oder nicht. Kaum. Warum willst du Geräteakkus verwenden? Die nackten Zellen sind in vielen Bauformen und -größen erhältlich. Martin H. schrieb: > Aus mechanischen Gründen Welche da wären? Wie viel Platz ist denn? Warum nicht einfach 2 18650 mit Schutzschaltung + das von dir verlinkte Ladegerät?
Teo D. schrieb: > Martin H. schrieb: >> Dieser Akku hat drei Kontakte, ich weiß aber nicht, ob der Mittenkontakt >> zu einem Temperatursensor führt oder ein Balancer-Ausgang ist. Ferner >> weiß ich nicht, ob der Nikon-Akku intern bereits eine Balancer-Schaltung >> hat oder nicht. > > Nö, is ja nur eine Zelle. > Am überflüssigen Pin hängt normalerweise ein Widerstand, als Code > für die Akkutype. > Schutzschaltungen müssen da laut Gesetzgeber verbaut sein. Danke - zumindest die späteren Nikon-Akkus haben aber intern zwei Zellen (sonst kämen sie auch nicht auf 7,4V) und etwas DRM-Schutz, siehe http://goughlui.com/2013/11/27/teardown-clone-nikon-en-el14-fully-decoded-battery/ Bei der EN-EL9 sind die Pins übrigens mit +, - und "S" markiert - das könnte in der Tat eine einfache Batterietypkennung über einen Widerstand, aber auch ein Temperatursensor sein. Martin
Typ schrieb: >> Aus mechanischen Gründen > > Welche da wären? Wie viel Platz ist denn? > > Warum nicht einfach 2 18650 mit Schutzschaltung + das von dir verlinkte > Ladegerät? Ja, genau - Platzgründe. Für einen flachen iPhone/iPad-Akkus habe ich gut Platz, für Rundzellen nicht wirklich (außer AAA, und die haben zu wenig Kapazität). Außerdem habe ich von den Reichelt-iPhone-Akkus ein paar neue hier liegen. Wenn das Balancing bei zwei neuen Zellen aus derselben Charge kein großes Problem ist, bräuchte ich eigentlich nur eine Ladeschaltung für 500 mA und 2S. Martin
Martin H. schrieb: > Danke - zumindest die späteren Nikon-Akkus haben aber intern zwei Zellen > (sonst kämen sie auch nicht auf 7,4V) und etwas DRM-Schutz, siehe Tja, hab den Müll vor ~10J abgeschafft. ;) Martin H. schrieb: > aber auch ein Temperatursensor sein. Messen, 3min. in die Hosentasche und vergleichen. :)
Wäre es eine Lösung, einfach zwei 1S-Ladeschaltungen zu nehmen, z.B. mit diesem IC http://de.rs-online.com/web/p/products/7386626/ und 1. die Ausgänge jeweils zu einer Zelle zu führen und 2. ihre Eingänge (!) in Serie zuschalten (also Vin- des einen an Vin+ des anderen), sofern die Eingangspannung für die Ladeschaltungen dann potentialfrei ist (geht natürlich nicht mit zwei USB-Ladern am selben Port, aber das wäre hier egal). Martin
Es gibt ein IC, mit dem man anscheinend alle Probleme abdecken könnte: http://www.microchip.com/wwwproducts/en/MCP73213 Allerdings kommt das als DFN-Bauform, das ist mir zum Handlöten schon fast zu grenzwertig. Kennt jemand eine Alternative in etwas größeren SMD-Gehäusen? Martin
Martin H. schrieb: > http://www.microchip.com/wwwproducts/en/MCP73213 > > Allerdings kommt das als DFN-Bauform, das ist mir zum Handlöten schon > fast zu grenzwertig. https://www.ebay.de/itm/BATT-CHARGER-LI-ION-LI-POLY-10DFN-Part-MCP73213-B6SI-MF/272083679766?epid=576999614&hash=item3f59737a16:g:o4sAAOxyDEVSa72V https://www.ebay.de/itm/MICROCHIP-MCP73213EV-2SOVP-MCP73213-BATT-CHARGER-EVAL-BOARD/181883185292?hash=item2a5915288c:g:LYsAAOxyrM5TIjMP Mal bei Aliexpress schauen!? Eine 2-3 Chip-Lösung sollte da billiger kommen. Nur auswendig kenn ich da keine. zB: https://www.ebay.de/itm/2S-7-4V-7-2V-Li-ion-Li-Po-Battery-Protection-BMS-PCM-Ch-Dis-Current-4A-2S4AW004/321761796022?hash=item4aea7f5fb6:g:AUgAAOSwpdpVXvB~ (ohne lade Controller) https://www.ebay.de/itm/7-4V-2S-Li-ion-Li-Po-Battery-Protection-Balance-BMS-PCM-Current-4A-2S4AW005/221780547615?epid=2218466795&hash=item33a326981f:g:sXwAAOSwNSxVX-ej
Martin H. schrieb: > 1. Kann ich 2 x iPhone-Akkus (s.o.) aus derselben Charge in Serie nehmen Ja. > 2. Wie sähe eine einfache 0.5C-Ladelösung für entweder diese zwei > iPhone-Akkus oder einen Nikon-EN-EL9 aus?
1 | +----------------------------------+ |
2 | | auf Kühlkörper | |
3 | | +------+5 | |
4 | | 1| |---1R---+---------+ | |
5 | 12-25V --+--| L200 | 2W | | | |
6 | | | |--------+ | | |
7 | | +------+2 | o o | |
8 | | 3| |4 | \ :::: Relais |
9 | | | | | o | |
10 | 10u | +---5k6----+ | | |
11 | | | | | | + | |
12 | | | 2k7 1uF LiIon Akku | |
13 | | | | | | - | |
14 | Masse --+----+--+----------+-------+-------+ |
Das Relais trennt das Akku ab, wenn die Spannung für den L200 ausfällt, damit der Akku nicht entladen wird. Der L200 regelt auf 8.4V mit 0.5A Strombegrenzung. Wenn eine Zelle der beiden in Reihe geschalteten LiIon Zellen voll wird, also 4.2V erreicht, schaltet die Schutzschaltung diese Zelle ab. Damit fliesst auch kein Strom mehr durch die andere Zelle. Der Akku wird also nicht ge-balanct, aber nicht überladen. Eine genauere Spannungsregelung als der L200 sie macht, ist bei 2 in Reihe geschalteten Akkus unsinnig,d a sich die Spannung sopwieso nicht prozentgenau auf beide aufteilt. Balancing ist auch in den üblichen 2-er Akkupacks unüblich. Möglich auch mit LM317 und TL431 und Diode bei moderater Selbstentladung:
1 | +-----+ 1N5059 |
2 | 13-20V --+--|LM317|--1R2--+-|>|-+------+ |
3 | | +-----+ 2W | | | |
4 | | | | | | |
5 | | +----+-1k--+ 24k | + |
6 | | | | | LiIon Akku mit Schutzschaltung |
7 | 47u | | | | |
8 | | | | | | |
9 | | 4u7 TL431---------+ LiIon Akku mit Schutzschaltung |
10 | | | | | | - |
11 | | | | 10k | |
12 | | | | | | |
13 | Masse --+-----+----+-----------+------+ |
Ein Balancing kann man nach dem Laden mit einem ICL7660 vornehmen
1 | +----------+ |
2 | | | |
3 | Zelle1 +----8----+ |
4 | | +--3 ICL7660 2--+ |
5 | +--+ | LTC660 | C |
6 | | +--6 MAX660 4--+ |
7 | Zelle2 +----5----+ |
8 | | | |
9 | +----------+ |
Damit verhindert man ein Auseinaderlaufen des Ladezustandes der Akkus wie es sonst über Monate auftreten würde.
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Danke! Ich habe noch ein IC gefunden, das eigentlich gut für diese Anwendung ausschaut: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq2057w.pdf Man braucht noch einen externen Transistor, aber ansonsten würde das wohl gut fr den Zweck taugen. Die 2S-Version gibt es als TSSOP. Natürlich ist die Frage berechtigt, ob der Aufwand lohnt oder man einfach eine 2S-Platine aus China adaptiert. Aber hier wüsste ich mehr oder minder genau, was ich mache, wenn ich das Datenblatt studiere. Beim PCB aus China weiß ich das eher nicht. Also 2 x iPod/iPhone-Akku + BQ2057W wäre doch eine Lösung. Martin
Michael B. schrieb: >> Möglich auch mit LM317 und TL431 und Diode bei moderater > Selbstentladung: >
1 | >... |
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> Ein Balancing kann man nach dem Laden mit einem ICL7660 vornehmen >
1 | >... |
2 | > |
> Damit verhindert man ein Auseinaderlaufen des Ladezustandes der Akkus > wie es sonst über Monate auftreten würde. Danke! Das schaut interessant aus! Balancing beim Verbrauch geht dann aber nur bei der Lösung mit zwei getrennten Zellen (z.B. iPhone), weil der Nikon-Akku die Zwischenspannung vermutlich nicht herauführt.
Martin H. schrieb: > http://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq2057w.pdf > > Man braucht noch einen externen Transistor, aber ansonsten würde das > wohl gut fr den Zweck taugen. Die 2S-Version gibt es als TSSOP. Discharge Protection u. Balancing fehlen noch! Nettes Teilchen und nich teuer. Kommt in meien VR Koffer. :) http://www.ebay.de/itm/5Pcs-Sop-8-Bq2057-Bq2057wsntr-Ti-Lith-Ion-Ldo-Chrg-Mgmt-Ic-Neu-O/232309625332?hash=item3616bb91f4:g:-boAAOSw5cNYHgLV
Teo D. schrieb: > Martin H. schrieb: >> http://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq2057w.pdf > > Discharge Protection u. Balancing fehlen noch! Ja, aber die Frage ist, ob das wirklich nötig ist, wenn die Zellen bereits eine einfache Schutzschaltung enthalten und aus derselben Charge stammen. Man müsste das messen, aber ich denke, die oben verlinkten Zellen schalten ab, wenn eine bestimmte Zellspannung unterschritten oder ein Entladestrom überschritten wird. Auf S. 17 des Datenblatts wird auch extra der interne Aufbau einer LiPo-Zelle mit typischer Schutzschaltung thematisiert. Martin
Martin H. schrieb: > Ja, aber die Frage ist, ob das wirklich nötig ist, wenn die Zellen > bereits eine einfache Schutzschaltung enthalten und aus derselben Charge > stammen. Äää, klar. :) > Auf S. 17 des Datenblatts wird auch extra der interne Aufbau einer > LiPo-Zelle mit typischer Schutzschaltung thematisiert. Soweit war ich da nich. :}
Martin H. schrieb: > Es gibt ein IC, mit dem man anscheinend alle Probleme abdecken könnte: > http://www.microchip.com/wwwproducts/en/MCP73213 > Kennt jemand eine Alternative in etwas größeren SMD-Gehäusen? LT1510. Ist zwar relativ teuer, angesichts der Features aber doch wieder preiswert. Reichelt hat ihn im SO-16 Gehäuse.
Axel S. schrieb: > Martin H. schrieb: >> Es gibt ein IC, mit dem man anscheinend alle Probleme abdecken könnte: >> http://www.microchip.com/wwwproducts/en/MCP73213 >> Kennt jemand eine Alternative in etwas größeren SMD-Gehäusen? > > LT1510. Ist zwar relativ teuer, angesichts der Features aber doch wieder > preiswert. Reichelt hat ihn im SO-16 Gehäuse. Hi, schaut interessant aus und ist vermutlich effizienter, weil es ja ein Schaltregler ist. Wenn ich es allerdings mit dem TI BQ2057W vergleiche, scheint mir dieser für meinen Zwecke besser, da - ich zwar einen externen Leistungstransistor, dafür aber keine externe Induktivität benötige und - das ganze vom Layout her unkritischer wird als ein 500KHz-Schaltregler. Außerdem kostet der LT etwa 8 EUR, die empfohlene Induktivität nochmal fast 4. Der TI kostet etwa 2 EUR. Da mein Strom aus der Steckdose kommt ;-), ist der Wirkungsgrad nicht so wichtig. Beim Laden aus Solarmodulen sieht das sicher anders aus. Martin
Adafruit hat übrigens zu dem Thema ein paar eigene Seiten: https://learn.adafruit.com/multi-cell-lipo-charging Ich weiß jetzt nicht, ob ich nur keine Ahnung habe, ob Adafruit hauptsächlich eigene Ladeplatinen verkaufen möchte, oder ob Adafruit Angst vor Prozessen bei Unfällen hat, aber... die dort vorgestellten Lösungen scheinen mir sehr gebastelt (Umschalter von parallel auf seriell, zwei USB-Ladeplatinen etc.). Immer noch unschlüssig bin ich allerdings, ob ich noch einen Balancer für a) Verbraucher und b) die Ladeschaltung benötige. Bisher wollte ich einfach die Gesamtzellspannung überwachen und bei weniger als 6.2 V eine LED einschalten. Mit etwas mehr Aufwand könnte ich auch jede Zelle einzeln auf >= 3.1 V überwachen. Gibt es vielleicht ein ähnliches IC wie das BQ2057W, aber mit Balancer-Funktion? Oder braucht man diese bei 2S-Konfigurationen aus baugleichen Zellen mit Schutzschaltung eher nicht? Martin
Martin H. schrieb: > Ich weiß jetzt nicht, ob ich nur keine Ahnung habe, Tja, das is halt ne Eierlegendewollmilchsau, kostet dem entsprechend. Martin H. schrieb: > Immer noch unschlüssig bin ich allerdings, ob ich noch einen Balancer > für > > a) Verbraucher und > b) die Ladeschaltung benötige. a) Nein b) Unbedingt! Sollen ja ne Zeit halten. Martin H. schrieb: > Gibt es vielleicht ein ähnliches IC wie das BQ2057W, aber mit > Balancer-Funktion? Klar, viele. Nur Beschaffung, Aufwand, Kosten.... zB: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq3055.pdf Martin H. schrieb: > Oder braucht man diese bei 2S-Konfigurationen aus baugleichen Zellen mit > Schutzschaltung eher nicht? Diese sollte erst einsetzen wenn es quasi schon zu spät ist und nur für sich alleine, ohne die geringste Ahnung von der anderen Zelle! Balancing heißt, langsam die Spannung der Zellen, bis Ladeschluss anzugleichen. Ohne. Michael B. schrieb: > Damit verhindert man ein Auseinaderlaufen des Ladezustandes der Akkus > wie es sonst über Monate(*) auftreten würde. *) Ladezyklen
Danke! Aber... Teo D. schrieb: >> Immer noch unschlüssig bin ich allerdings, ob ich noch einen Balancer >> für >> >> b) die Ladeschaltung benötige. > > b) Unbedingt! Sollen ja ne Zeit halten. warum gibt es dann überhaupt die 2S-Version von http://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq2057w.pdf ? Ist sowas für Packs mit internem Balancer gedacht? Wo gäbe es solche? Im ganzen Datenblatt habe ich das Wort "balance" nicht gefunden, obschon es ja extra versionen mit 8.2 und 8.4 v für 2S-Konfigurationen gibt. Martin PS: Langsam glaube ich, mit 5 x AAA in NiMh als gematches Battery Pack wäre ich besser dran ;-)
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Martin H. schrieb: > ? Ist sowas für Packs mit internem Balancer gedacht? Oder man stöpselt diesen mit auf seine Schaltung. Soll aber auch Industriell gefertigte Packs geben, die ohne auskommen. Die haben aber auch andre Ressourcen, um Ihr Ausgangsmaterial zu selektieren! Siehe Automotive LED-Lampen, einfach parallel geschaltet. Funst ausreichend gut.... Martin H. schrieb: > PS: Langsam glaube ich, mit 5 x AAA in NiMh als gematches Battery Pack > wäre ich besser dran ;-) Du bist verwirrt! Das gibts alles beim Chinamann, fix und fertig für kleines Geld. Nur deren Beschreibungen führt halt meist zu Obigen. GN8
Ok, ok... ich sehe, das ganze wird reichlich kompliziert, wenn man nicht mit 1S auskommt. Vielleicht sollte ich doch EINE hochwertige 18650-Zelle mit Schutzschaltung nehmen und meinen DC-DC-Boost-Konverter neu entwerfen. Ich brauche am Ausgang schaltbar 6...8V und 12 V bei ca. 550mA. Zwei Zellen hätten den Charme, dass der Eingangsstrom bei ca. 1.2 A liegt, was auch kleine DC-DC-Boost-Konverter noch packen. Wenn ich 12V bei 550mA aus einer LiPo-Zelle bis herunter zu 3.1 V erzeugen will, bin ich schon bei 2A Primärstrom. Trotzdem glaube ich inzwischen, dass es leichter ist, einen besseren Wandler zu konzipieren, als für die 2S-Ladelösung einen Balancer und einen zellweisen Tiefentladeschutz zu konstruieren. Meine letzte Hoffnung ruht jetzt auf den Nikon EN-EL-Akkus: Da sie keinen Mittenausgang herausführen (sondern nur entweder einen Temperatursensor oder einen Widerstand, der den Batterietyp signalisiert), müssten sie ja auch ohne einen Balancer ladbar sein. Was meint Ihr? Martin
Ich habe noch etwas gefunden: http://www.modmaker.co.uk/Micro-USB-2S-Balance-Charger 800 mA als Ladestrom reichen mir. Was daran attraktiv auch attraktiv ist: Es scheint ein Boost-Konverter integriert zu sein, mit dem man die Ladespannung aus 5V per MicroUSB-Port bekommt. Martin
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