Hallo zusammen, ich benötige bei meinem nächsten Projekt eure Unterstützung. Aus einem Akkuschrauber habe ich zwei 18V Akkus übrig. Diese sollen einen DC-Stepdown versorgen, an dem LEDs hängen (12W insg.). Mein Problem besteht darin, dass die Akkus keinerlei Intelligenz besitzen und damit der Ladezustand im Verbraucher überwacht werden muss. Wenn die Schwellspannung unterschritten wird soll sich die Schaltung deaktivieren. Ich dachte da an eine Transistorschaltung ggf. Schmitt-Trigger, die über Spannungsteiler konfiguriert wird und einen MOSFET antreibt. Ich bin nicht vom Fach und weiß nur was ich mir so ergooglet hab oder im Forum lesen konnte. R1 = 1.2k R2 = 15k R3 = kA R4 = kA Damit lägen bei 12.5V etwa 0.9V zwischen Basis und Ermitter an. Darunter sollte der Transistor zu sperren beginnen. Ein rechteckiges Signal wäre natürlich besser. Alternativ wäre eine einfache Schaltung mit einem Atmega der die Spannung misst und dann ein Relais schaltet einfacher, aber auch nicht wirklich elegant.
Ohne alles gelesen zu haben...Komparator, Operationsverstärker... DC/DC Wandler gibt es auch mit Enable-Eingang. Dann kann der Wandler direkt vom Komparator/OPV abgeschaltet werden.
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Tipp, die Betriebsspannung der Akkus kann man recht einfach mit Dioden herunter - "regeln" (weitgehend Verlustfrei, wenn die Dioden gute Leistungen haben >1A). Eine Diode vernichtet ca. 0,7 Volt. In der Summe also 9 Dioden in Reihe. Das ist zumindest die einfachste Variante. Step Down - Elektronik ist sicher noch effektiver, diese sollte auch bei ca. 14 Volt abschalten um die Akkus nicht zu beschädigen (Spannungsteiler, Komparator der die Elektronik beim unterschreiten einer definierten Spannung deaktiviert). Zum Laden von Akkus: das kann man per Timer realisieren (Leistungen/Zeit berechnen). Die Elektronik schaltet nach einer bestimmten Zeit einfach ab. Eine andere Variante ist die Ladung per Temperatur- Steuerung/Überwachung, erwärmt sich der Akku bis zu einer bestimmten Temperatur, schaltet die Elektronik ab. So kann man ein schnell- Ladegerät bauen. benötigt dafür allerdings entsprechend hohe Ladeströme. Bei Temperaturen um 55 Grad Celsius über dem Akku sollte die Elektronik abschalten. Nicht zu vergessen wäre eine Schmelz - Temperatur - Sicherung am Akku, die bei ca. 65/70 Grad den Stromkreis dauerhaft öffnet. (Sicherheit gegen Brand).
Andre1597 schrieb: > Tipp, die Betriebsspannung der Akkus kann man recht einfach mit Dioden > herunter - "regeln" (weitgehend Verlustfrei, wenn die Dioden gute > Leistungen haben >1A). Sorry, aber das ist Quatsch! Und 1A ist keine Leistungsangabe. > Step Down - Elektronik ist sicher noch effektiver, Ach was;-) Rechne mal aus welche Verluste entstehen. 9 Dioden im Vergleich zu einem Wandler mit...sagen wir mal 85% Wirkungsgrad.
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Das einfachste wäre ein Converter mit Enable-Pin mit definierter Schaltschwelle und Hysterese (z.B. AP6320X) - da braucht's dann nur nen Spannungsteiler.
Den DC-DC-Wandler habe ich bereits und dieser bietet zusätzlich die Möglichkeit den Strom zu begrenzen. Somit die ideale Lösung für den Betrieb von LEDs. Der Wandler basiert auf einem LM2596. > Tipp, die Betriebsspannung der Akkus kann man recht einfach mit Dioden > herunter - "regeln" (weitgehend Verlustfrei, wenn die Dioden gute > Leistungen haben >1A). Eine Diode vernichtet ca. 0,7 Volt. Halte ich für ungeeignet. > Zum Laden von Akkus: Ist nicht nötig. Die Akkus werden im original Ladegerät geladen. > Das einfachste wäre ein Converter mit Enable-Pin mit definierter > Schaltschwelle und Hysterese (z.B. AP6320X) - da braucht's dann nur nen > Spannungsteiler. Wie könnte ich den AP6320X in die Schaltung integrieren, wenn der Stepdown bereits gesetzt ist? In etwa so:
1 | + ----------------------------------- |
2 | | | |
3 | R1 Stepdown |
4 | | | |
5 | --EN-AP63205R4---MOSFET(BUZ72)-- |
6 | | | |
7 | R2 | |
8 | | | |
9 | - ----------------------------------- |
Ich habe die Kondensatoren und die Spule zur einfacheren Darstellung weggelassen. Den Teiler so, dass er 1.18V als Schwelle erreicht wenn die Ladung des Akkus über dem gewünschten Wert liegt. Wie ich die Hysterese einstelle ist mir jetzt nicht ganz klar. Der Ausgang liefert dann 5V, der MOSFET den ich noch hier liegen habe wird ab typ. 3V leitend und schaltet bei +-20V voll durch (VGS(th) 3V / VGS +-20V). Funktinoiert das dann so? Oder wird noch der BC557C als Verstärker gebraucht? An einen ICL 7665 hatte ich außerdem gedacht, dieser wird ja in vielen Solarschaltungen verwendet. Allerdings liegt meine Spannung, wenn der Akku geladen ist bei ca. 21-22V und damit zu hoch für den IC.
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Andre1597 schrieb: > Tipp, die Betriebsspannung der Akkus kann man recht einfach mit Dioden > herunter - "regeln" (weitgehend Verlustfrei, wenn die Dioden gute > Leistungen haben >1A). Eine Diode vernichtet ca. 0,7 Volt. In der Summe > also 9 Dioden in Reihe. Das ist doch Unsinn. Die Nummer mit den Dioden kann man mal im Notfall machen, aber natürlich erzeugt jede Diode Verlustleistung, nämlich Uf x If. Sie wird also warm.
foobar schrieb: > Das einfachste wäre ein Converter mit Enable-Pin mit definierter > Schaltschwelle und Hysterese (z.B. AP6320X) - da braucht's dann nur nen > Spannungsteiler. Schön und gut, nur woher nehmen wenn nicht..... Wenn einen deutschen Händler nennst, der den Converter-Chip vertreibt zu vernünftigem Preis und dann noch schnell genug liefert? Dann liese sich das Vorgeschlagene mal überdenken. Hier erscheinen für und wider Vorschläge, gegenseitiges Zerreden einer Lösung, das urgewohnte Besserwissergetue, um andre regelrecht auszuboten. Was soll das denn? Muss man nicht wirklich drauf eingehen. Ignoriere mal alles Widersprüchliche. Dieses Zefetzen eines Themas ist grauenhaft und langwejlig zugleich. Der Autor seines Anliegens hat wenig Ahnung von der Schaltungsmaterie, wie er sich sinnbildlich ausdrückt. Also helft doch bitte mit Normalo-Jedermensch-Versteher-Informationen zum Thema und zerreißt das nicht in Hyroglyphensalat, den keiner nachvollziehen kann. Mich ejngeschlossen. Besten Dank. Wofür, müsst selbst rausfinden. Text ist ja lang genug.
Pascal B. schrieb: > Ich dachte da an eine Transistorschaltung ggf. Schmitt-Trigger, die über > Spannungsteiler konfiguriert wird und einen MOSFET antreibt. Es gibt sog. Batteriewächter problemlos fertig zu kaufen, meistens allerdings für 12V. Man muss also nur den für die Abschaltuns- spannung zuständigen Spannungsteiler passend umdimensionieren. Deine obige Schaltung funktioniert nicht, weil FETs keinen genau definierten Abschaltpunkt haben, sonder einen allmählichen Über- gang von leitend zu nichtleitend.
Die meisten FETs haben eine tödliche Allergie gegen den Analogbetrieb. D. h. gegen Zustände die zwischen "An" und "Aus" liegen. Also kommt nur ein ausreichend schneller Komparator, für das Schalten, infrage. Das Sinken der Spannung, rund um die Abschaltschwelle, geht ja üblicherweise recht langsam vonstatten.
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Andre1597 schrieb: > Tipp, die Betriebsspannung der Akkus kann man recht einfach mit Dioden > herunter - "regeln" (weitgehend Verlustfrei, wenn die Dioden gute > Leistungen haben >1A). Du weisst schon, wie Verlustleistung definiert ist? Die berechnet sich aus dem Produkt von Spannung und Strom. Ob eine Diode oder ein Widerstand für den Spannungsverlust sorgt, ist für die Verlustleistung völlig egal. Vorteil der die Diode ist die steilere Strom-Spannungs Kennlinie. Mit "weitgehend Verlustfrei" hat das überhaupt nichts zu tun. Sebastian S. schrieb: > Die meisten FETs haben eine tödliche Allergie gegen den Analogbetrieb. > Also kommt nur ein ausreichend schneller Komparator, für das Schalten, > infrage. Quatsch, natürlich kann man FETs auch analog betreiben, wenn sie dafür passend dimensioniert (und gekühlt) betrieben werden. Ohne Angabe zum Strom lässt sich dazu quantitativ allerdings wenig sagen. Oder habe ich da irgendetwas überlesen?
@Wolfgang schrieb >Quatsch, natürlich kann man FETs auch analog betreiben, wenn sie dafür >passend dimensioniert (und gekühlt) betrieben werden. >Ohne Angabe zum Strom lässt sich dazu quantitativ allerdings wenig >sagen. Oder habe ich da irgendetwas überlesen? ... wie üblich! Keine Ahnung aber eine feste Meinung. Der TO will sicherlich nicht die "Ausgangsspannung" der Akkus regeln, sondern diese, wie bereits gesagt, bei unterschreiten einer definierten Spannung, abschalten. Dabei ist der Linearbetrieb kontraproduktiv. Die Problematik, rund um den Linearbetrieb von FETs, ist in den wenigsten Fällen ein Problem der Wärmeabfuhr (die kann man ja berechnen), sondern hängt mit dem inneren Aufbau von Leistungs-FETs zusammen. Sollte Dir aber eine Lebensdauer im Bereich von Millisekunden bis Sekunden ausreichen, so kannst Du das Problem ruhig ignorieren. Es gibt allerdings FETs, die explizit für den Linearbetrieb geeignet sind – aber selten. Was der TO noch unterschlagen hat ist: Wird ein Akku, z.B. wegen Unterspannung abgeschaltet (wie auch immer), so steigt dessen Ausgangsspannung fast augenblicklich wieder an, da er sich ja plötzlich im unbelasteten Leerlauf befindet. In dem Falle muss verhindert werden, dass ständig ein- bzw. ausgeschaltet wird – Merken/Speichern.
Harald W. schrieb: > Es gibt sog. Batteriewächter problemlos fertig zu kaufen, meistens > allerdings für 12V. Man muss also nur den für die Abschaltuns- > spannung zuständigen Spannungsteiler passend umdimensionieren. Ja gibt es bspw. Kemo M148A der für 12V ist. Aber knapp 20€ auszugeben und dann lassen sich die Bauteile nicht anpassen bzw. die Schaltung ist nicht für 18V zu verwenden wäre auch doof. > Deine obige Schaltung funktioniert nicht, weil FETs keinen genau > definierten Abschaltpunkt haben, sonder einen allmählichen Über- > gang von leitend zu nichtleitend. Aus diesem Grund dachte ich wäre ein Schmitt-Trigger hilfreich, der mir genaue Zustände definiert. Da es bereits Lösungen für 12V gibt dachte ich nicht, dass es so ein große Problem wäre, welche für 18V zu finden :-/
Pascal B. schrieb: > Ja gibt es bspw. Kemo M148A der für 12V ist. Aber knapp 20€ auszugeben > und dann lassen sich die Bauteile nicht anpassen bzw. die Schaltung ist > nicht für 18V zu verwenden wäre auch doof. Kemo ist unnötig teuer und oft vergossen, such weiter. > Aus diesem Grund dachte ich wäre ein Schmitt-Trigger hilfreich, der mir > genaue Zustände definiert. Ja, aber den baut man heutzutage nicht mit Einzeltransistoren. sondern mit Komparator-ICs. Die lassen sich dann viel einfacher berechnen. > Da es bereits Lösungen für 12V gibt dachte ich nicht, dass es so ein > große Problem wäre, welche für 18V zu finden :-/ 18V-Akkus sind einfach zu selten. Und die Anpassung beschränkt sich auf das Auswechseln eines einzelnen Widerstands. Übrigens sollte es bei Google auch jede Menge Selbstbauschaltungen geben.
@Pascal >Da es bereits Lösungen für 12V gibt dachte ich nicht, dass es so ein >große Problem wäre, welche für 18V zu finden :-/ Da heutzutage alles noch billiger sein soll, wäre eine einfache Erhöhung der vorgesehenen Spannung um 50% (18V/12V) mit Vorsicht zu genießen. Oder anders ausgedrückt: Du willst darauf wetten, dass ALLE verwendeten Bauteile 50% mehr Spannung vertragen, wenn Du irgendwo die Referenzspannung anpasst? Da 18V außerhalb von Werkzeugen recht selten sind, gibt es natürlich eine proportionale Anzahl an Batteriewächtern für diese Spannung. Bei SEEER guten Werkzeugen könnte aber der eine oder andere Hersteller diesen bereits eingebaut haben;-)
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Pascal B. schrieb: > Wenn die Schwellspannung unterschritten wird soll sich die Schaltung > deaktivieren Du möchtest also einen Tiefentladeschutz. Wenn du einen vernünftigen step down Schaltregler für deine LEDs nimmst, hat der das schon eingebaut, UVLO, undervoltage lockout, oder zumindest einen Shutdown/Enable Eingang der bei Unterschreiten einer Spannung ausschaltet, dann braucht man nur einen Spannungsteiler, oder in verkehrter Polarität, dann braucht man zusätzlich einen Komparator mit Referensspannung (ein TL431 gdht meist nicht weil viele Enable-Eingänge unter 0.4V erst ausschalten, der TL431 kommt nicht unter 2.5V, der ICL7665 hält keine 18V aus) wie TPS3701. Wenn es unbedingt dein untauglicher step down sein muss den du per MOSFET abschalten musst, dann geht ein normaler P-MOSFET der bei ausreichender Spannung per TL431 eingeschaltet wird, allerdings regelt der TL431 nur ab 1mA, ein LF431 schon ab 55uA hält keine 36V aus, ein FHR1200 hält 120V aus und braucht nur 10uA ist aber schwer beschaffbar. Man kommt aber NIEMALS auf die abstruse Idee, die Gate-Spannung für den MOSFET pef abschaltendem step down aufzusteuern.
Thomas W. schrieb: > Sowas vielleicht ? > > https://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=273188 Das wäre eine Lösung, allerdings ist der TLC271 nicht für Spannungen bis 22V ausgelegt und der AP70L02 schwer zu bekommen. > Bei SEEER guten Werkzeugen könnte aber der eine oder andere Hersteller > diesen bereits eingebaut haben;-) In den meisten, die Akkus sind übrig weil die Platine des Schraubers hinüber ist. Der hatte alle nötige dabei. >18V-Akkus sind einfach zu selten. Und die Anpassung beschränkt >sich auf das Auswechseln eines einzelnen Widerstands. Übrigens >sollte es bei Google auch jede Menge Selbstbauschaltungen geben. Nur eben nicht mit Bauteilen die auf Spannung bis 22V ausgelegt sind. Eine Lösung mit einem Atmega und einem Relais scheint mir nun immer wahrscheinlicher.
MaWin schrieb: > Man kommt aber NIEMALS auf die abstruse Idee, die Gate-Spannung für den > MOSFET pef abschaltendem step down aufzusteuern. Vielleicht zur Klarstellung. Es geht darum die Akkus nachzunutzen und nicht wegschmeißen zu müssen - Der untaugliche Step-Down ist bereits vorhanden,da ich ihn in anderen Projekten schon verwendet habe Darüberhinaus kenne ich keinen StepDown der eine justierbare Spannung, einen justierbaren Strom, UVLO oder Shutdown/Enable hat - Die anderen Bauteile liegen hier ebenfalls noch in meinem Sortiement - Die LEDs 9V 3W sind ebenfalls vorhanden Das ich nicht vom Fach bin habe ich eingangs gleich erwähnt. Ich will mit einfachen Mitteln eine Beleuchtung mit den Akkus realisieren. MaWin schrieb: > Wenn es unbedingt dein untauglicher step down sein muss den du per > MOSFET abschalten musst, dann geht ein normaler P-MOSFET der bei > ausreichender Spannung per TL431 eingeschaltet wird, allerdings regelt > der TL431 nur ab 1mA, ein LF431 schon ab 55uA hält keine 36V aus, ein > FHR1200 hält 120V aus und braucht nur 10uA ist aber schwer beschaffbar. > Das sagt mir genau was? Pascal B. schrieb: > Den DC-DC-Wandler habe ich bereits und dieser bietet zusätzlich die > Möglichkeit den Strom zu begrenzen. Somit die ideale Lösung für den > Betrieb von LEDs. Der Wandler basiert auf einem LM2596. der LM2595 hat einen Enable-PIN.
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Sebastian S. schrieb: > Die meisten FETs haben eine tödliche Allergie gegen den Analogbetrieb. > D. h. gegen Zustände die zwischen "An" und "Aus" liegen. Was für eine pauschale Aussage. Wie denkst Du werden Fets z.B. in elektronischen Lasten betrieben? Sebastian S. schrieb: > ... wie üblich! > Keine Ahnung aber eine feste Meinung. Stimmt also nicht...
Pascal B. schrieb: > Das sagt mir genau was? Einfach mal in http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9.5 gucken Braucht man nur die Unterspannungsabschaltung als Tiefentladeschutz tut es:
1 | Akku --+---+-----+ |
2 | | | | |
3 | 100k 10k | |
4 | | | |S |
5 | | +----|I PMOSFET wie IRF9530 |
6 | | | | |
7 | +---(-4M7-+ |
8 | | | | |
9 | +-TL431 +-- Lampe |
10 | | | |
11 | 20k | |
12 | | | |
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