Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Laderegler für zwei serielle LiIon-Akkus?


von Philip (Gast)


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Hallo,

habe eine Schaltung, die mit zwei gleichen in Serie geschalteten 
LiIon-Akkus betrieben wird (2x 3,7V).

Nun würde ich gerne beide Akkus gleichzeitig laden (habe sie bisher 
immer einzeln von Hand geladen mit einem MCP73837 Laderegler-IC).

Gibt es einen LiIon-Laderegler-IC, der beide Akkus gleichzeitig laden 
kann?

(Als Ladespannung stünden +9V oder +12V zur Verfügung)

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Philip schrieb:
> habe eine Schaltung, die mit zwei gleichen in Serie geschalteten
> LiIon-Akkus betrieben wird (2x 3,7V).
> Nun würde ich gerne beide Akkus gleichzeitig laden (habe sie bisher
> immer einzeln von Hand geladen mit einem MCP73837 Laderegler-IC).
Das Laden an sich ist einfach. Da brauchst du nur ein NT (z.B. 12V) und 
einen Vorwiderstand mit dem der Ladestrom begrenzt wird.
Die beiden Zellen werden in Reihe gschaltet.

Aber LiIon-Akkus sind sensibel. Da braucht es eine zuverlässige 
Ladeabschaltung und wenn möglich eine Balancierschaltung.

Mit einem Labornetzteil kann man nebem dem Strom auch die 
Ladeendspannung festlegen. Balancierung kann man auch weglassen, wenn 
man die Zellen ab und zu kontrolliert.

> Gibt es einen LiIon-Laderegler-IC, der beide Akkus gleichzeitig laden
> kann?
Sofern du es nicht eilig hast mit dem Laden, kann ich dir eine Lösung 
zum Nachbau anbieten.
http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/ELEKTRONIK/Balancierschaltung/

Die ist für 12V-Steckernetzteil ausgelegt und lädt 2 LiIon-Akkus mit 
Ladeschalusspannung von ca. 4,1V auf. Der Ladestrom ist etwa 300mA.
18650-Akku werden in max. ca. 8h voll.
Die Ladeendspannung kann bei Bedarf leicht angepasst werden mit R11/R12 
und R21/R22.

Die LPL habe ich mal an einem Abend mit der Tonertransfermethode 
hergestellt. Ist nicht übermäßig schön, aber erfüllt den Zweck gut.
https://www.mikrocontroller.net/articles/Platinenherstellung_mit_der_Tonertransfermethode

Dazu braucht es den gespiegelten Laserausdruck.
http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/ELEKTRONIK/Balancierschaltung/Balancier-Layout_Mirror.pdf
Gruß Öletronika

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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U. M. schrieb:
> Balancierung kann man auch weglassen, wenn
> man die Zellen ab und zu kontrolliert.
Du meinst: Beim Laden daneben stehen und auf die Spannungen achten?
Oder nachts alle 60 Minuten den Wecker stellen? ?

Philip schrieb:
> Gibt es einen LiIon-Laderegler-IC, der beide Akkus
> gleichzeitig laden kann?

Den gibt es mit Sicherheit. Aber fertige LiIon-Ladegeräte mit den 
passenden Buchsen gibt es z.B. bei HobbyKing oder AliExpress vom 
"Grabbeltisch". Als Basltel-Hobby kann ich mir spannendere Projekte 
vorstellen.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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U. M. schrieb:
> Mit einem Labornetzteil kann man nebem dem Strom auch die
> Ladeendspannung festlegen.

Nein, kann man nicht, die wenigsten Labornetzteile haben eine so genau 
einstelbnare und gehaltene Spannung, sie müssten auf 0.05V genau 
bleiben.

Deine Beschreibung ist eine Einladung zum Zimmerbrand.

Obwohl ich der urspünglichen

"Das Laden an sich ist einfach. Da brauchst du nur ein NT (z.B. 12V) und
> einen Vorwiderstand mit dem der Ladestrom begrenzt wird.
> Die beiden Zellen werden in Reihe gschaltet.
> Aber LiIon-Akkus sind sensibel. Da braucht es eine zuverlässige
> Ladeabschaltung und wenn möglich eine Balancierschaltung."

zustimme.

U. M. schrieb:
> von ca. 4,1V auf.

"ca." reicht bei weitem nicht. Das beginnt mit den Widerstände, 1% sind 
nicht genau genug, 0.5% müssten es schon sein und das bezieht sich auch 
auf die Temperaturstabilität.


Für alle anderen Kinder: Uwes Schaltung ist ok, WENN die Akkus eine 
Schutzschaltung haben die ein Überladen (jeder Zelle) durch abschalten 
des Akkupacks zuverlässig verhindert. Ansonsten ist es Harakiri. Die 
Tücke liegt im Detail:

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.21.3

von OS (Gast)


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von jz23 (Gast)


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Wenn man sicherstellt, dass man garantiert nicht über 4,2V kommt, kann 
man auch mit "ca. 4,1V" laden, dann hat man halt 1-3% weniger Kapazität 
zur Verfügung.

Ein Vorwiderstand ist allerdings unnötig, wenn man ein vernünftiges 
Labornetzteil hat, einfach den Ladestrom dort einstellen.

von Jobst Q. (joquis)


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Ist doch ganz einfach. Nimm zwei Laderegler und zwei Netzteile, dann 
kannst du sie gleichzeitig laden. Unabhängig voneinander und den 
Balancer kannst du dir auch sparen.

Ich wunder mich immer wieder, welcher Aufwand getrieben wird, um Akkus 
in Serie einigermaßen vernünftig mit einer Stromquelle zu laden.

von Philip (Gast)


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Danke für die Antworten!

Die Idee mit dem Lademodul mit Balancer werde ich umsetzen (das soll 
alles in ein einziges Gehäuse).


Jobst Q. schrieb:
> Ist doch ganz einfach. Nimm zwei Laderegler und zwei Netzteile, dann
> kannst du sie gleichzeitig laden. Unabhängig voneinander und den
> Balancer kannst du dir auch sparen.

Ansich gute Idee! Wenn ich zwei getrennte Spannungsversorgungen im Gerät 
hätte, hätte ich es so gemacht.


Danke für die Antworten!

von Jobst Q. (joquis)


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Philip schrieb:
> Ansich gute Idee! Wenn ich zwei getrennte Spannungsversorgungen im Gerät
> hätte, hätte ich es so gemacht.

Keinen Netzanschluß im Gerät? Von Akku zu Akku laden? Oder einfach kein 
Platz für zwei kleine Netzteile? Dann mach das Ladegerät extern, für 
eine dreipolige Ladebuchse wird ja wohl noch Platz sein.

von Philip (Gast)


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Jobst Q. schrieb:
> Keinen Netzanschluß im Gerät?

Leider nein! Nur einen 12V-DC-Anschluss. Im Gerät werden daraus mittels 
LD-DC-Regler 9V erzeugt.

von Alex G. (dragongamer)


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Jobst Q. schrieb:
> Philip schrieb:
>> Ansich gute Idee! Wenn ich zwei getrennte Spannungsversorgungen im Gerät
>> hätte, hätte ich es so gemacht.
>
> Keinen Netzanschluß im Gerät? Von Akku zu Akku laden? Oder einfach kein
> Platz für zwei kleine Netzteile? Dann mach das Ladegerät extern, für
> eine dreipolige Ladebuchse wird ja wohl noch Platz sein.
Und der Aufwand soll kleiner sein, als einen Balancer einzubauen?

von Andreas (Gast)


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Hallo Philip,
einfach zum laden die beiden Zellen parallel schalten. Mach ich auch mit 
3 Zellen in der Taschenlampe. Erfordert natürlich einen zusätzlichen 
Schalter.
Gruß Andreas

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
ein paar Warnungen und Hinweise zur Problematik sind nicht verkehrt, 
damit auch Bastler zu den mögl. Gefahren sensibilisiert werden.
Aber man muß es auch nicht übertreiben.

> Michael B. schrieb:
>> Mit einem Labornetzteil kann man nebem dem Strom auch die
>> Ladeendspannung festlegen.
> Nein, kann man nicht, die wenigsten Labornetzteile haben eine so genau
> einstelbnare und gehaltene Spannung, sie müssten auf 0.05V genau
> bleiben.
Dass die Anzeige von Laborstromversorgungen auch etwas Toleranz haben, 
ist natürlich richtig. Aber man kontrolliert ja auch die Spannung mit 
einem Multimeter. Da sind selbst Genauigkeiten deutlich unter 1% in 
DC-Messbereichen auch bei billigen Geräten ein normaler Erwartngwert.

Beim Thema Stabilität habe ich weniger Bedenken. Eine 
Laborstromversorgung, die bei der geringen Balastung nicht mal auf 1% 
stabil bleibt, sollte man nicht "Laborstromversorgung" nennen.

Das Problem ist da eher, dass man eine falsche Spannung einstellt, oder 
wärend des Ladevorganges jemand dran rumfummel oder die Hausfrau beim 
Putzen versehentlich dran dreht.

> Deine Beschreibung ist eine Einladung zum Zimmerbrand.
Ich denke, nicht.
Natürlich müssen die Maximum Ratings zuverläsig eingehalten werden,
aber die 4,1V haben ja schon fast 3% Toleranz nach oben.
Das ist dann doch kein Hexenwerk.

> "ca." reicht bei weitem nicht. Das beginnt mit den Widerstände, 1% sind
> nicht genau genug, 0.5% müssten es schon sein und das bezieht sich auch
> auf die Temperaturstabilität.
Selbst wenn es 2% nach oben geht, ist noch etwas Luft.
Auch mit 1%-Widerständen hat man normal kaum ein Problem.
Natürlich sollte man seine Schaltung kontrollieren, bevor man ihr blind 
vertraut.

> Für alle anderen Kinder: Uwes Schaltung ist ok, WENN die Akkus eine
> Schutzschaltung haben die ein Überladen (jeder Zelle) durch abschalten
> des Akkupacks zuverlässig verhindert.
Ich habe die Schaltung erprobt. Sie begrenzt zuverlässig bei der durch 
die Widerstände eingestellten Spannung. Da geht es dann auch keine 10mV 
mehr nach oben.

Besser machen es intergierten Schutzschaltungen dann auch nicht und ob 
diese tatsächlich im Falle eine Falles ansprechen, das ist IMHO 
unsicherer als meine eigene Schaltung, die ich sorgfältig geprüft habe.
Es wird nämlich oft auch nur billige Chinaware verbaut, über deren 
Qualität und Zuverlassigkeit nicht so viel bekannt sein wird.

> Ansonsten ist es Harakiri. Die
> Tücke liegt im Detail:
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.21.3

Naja, in dem Link wird zwar davon gesprochen, dass es ganz genau sein 
muß, aber im gleichen Satz werden dann schon wieder 0,5% Toleranz drauf 
gesetzt.

Ich habe deshalb auch die Ladeendspannung etwas tiefer angesetzt.

Ich würde auch grundsätzlich empfehlen, dass man Lithiumakkus möglichst 
immer unter Beobachtung hält und nicht unbedingt über Nacht lädt, egal 
ob es dabei ums Handy, Tablett, Laptopp oder Eigenbauschaltung geht.
Es besteht immer die Möglichkeit techn. Versagens und Lithium Akkus sind 
ja auch schon in sehr teuren Kaufgeräten einfach so in Brand geraten.
Gruß Öletronika

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Torsten C. schrieb:
>> Balancierung kann man auch weglassen, wenn
>> man die Zellen ab und zu kontrolliert.
> Du meinst: Beim Laden daneben stehen und auf die Spannungen achten?
> Oder nachts alle 60 Minuten den Wecker stellen? ?
du weißt wohl, dass es so nicht gemeint ist, aber Bastler mit wenig 
Erfahrung könnten das tatsächlich nicht einordnen. Insofern ist meine 
Bemerkung schon eher mißverständlich :-o).

Es reicht, wenn man die Spannung der Akuus aller paar Ladezyklen man 
kontrolliert oder immer wenn man mal nachlädt. So eine ungleiche 
Ladungsverteilung baut sich nicht so schnell auf, sofern beide Akku mit 
dem gleichen Strom geladen und entladen werden.
Voraussetzung ist natürlich, dass es sich um gleichartigen Zellen mit 
gleichem Anfangszustand handelt.

Mit einer erprobten Balancierschaltung kann man sich das aber ersparen.
Gruß Öletronika

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