Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 2 Li-ion in reihe Laden ohne Balancer


von joschi (Gast)


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Hallo liebes Forum :)

Ich brächte mal ein bisschen Hilfe.

Ich habe vor, eine Taschenlampe zu bauen, in welcher 2 exakt baugleiche 
18350 Li-ion Akkus in Reihe geschaltet werden sollen.

Ich würde diese beiden Akkus gerne intern Laden können.

Für einzelne Akkus gibt es ja sehr verbreitet Ladechips..allerdings beim 
Laden von 2 Akkus in Reihe bin ich mir unsicher wie ich dies aufbauen 
soll.

Einen Balancer würde ich dahingehend gern vermeiden...da ich dazu die 
Zellen in der Taschenlampe trennen müsste (da Reihe) (und womöglich auch 
nicht nötig dank zeitgleichem Entladen und Laden)

Jetzt also meine Frage: Gibt es solche controller/chips für so etwas zu 
kaufen und was würde ich evtl noch alles benötigen?

Würde die Taschenlampe gerne so wie sie ist, einfach anschließen und 
laden können ( oder evtl ein gebastelter Ladeständer für das Gerät)

Grüße Joschi

: Verschoben durch Moderator
von Jörg R. (solar77)


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joschi schrieb:
> Einen Balancer würde ich dahingehend gern vermeiden...da ich dazu die
> Zellen in der Taschenlampe trennen müsste (da Reihe)

Nein, die Zellen müssten nicht getrennt werden.

von joschi (Gast)


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Jörg R. schrieb:

> Nein, die Zellen müssten nicht getrennt werden.

Oh stimmt danke, da hatte ich einen Denkfehler..sry

Aber sobald ich meine Taschenlampe ausversehen beim Laden 
anschalte..dürfte der Balancer durchfliegen ?

von Antoni Stolenkov (Gast)


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Vielleicht über den Innenwiderstand? Man muß die Dinger auch nicht 
unbedingt bis zum Stehkragen vollpumpen, was Dir 2 bis 4 Zehntel Luft 
verschaffen kann.

von foobar (Gast)


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Die Kapazität von 2 18350er ist im Vergleich zu einer 18650er oder gar 
20700/21700er ziemlich mies - die Kleinen hängen den modernen Zellen ein 
paar Generationen hinterher (die führenden Marken stellen keine mehr 
her).  Beispiel: beste z.Zt. verfügbare 18350 hat 1200mAh, mal zwei = 
2400mAh.  Die 18650er haben 3500mAh, die 21700er gar 5000mAh.

Elektronik für die LEDs brauchst du eh (Spannungsvarianz über den 
Entladezyklus hinweg wäre 8.4V - 5.4V), dann könntest du stattdessen 
auch nen Boost für die Langzellen einsetzen.  Den Balancer kannst du dir 
dann sparen.

von joschi (Gast)


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Antoni Stolenkov schrieb:
> Vielleicht über den Innenwiderstand? Man muß die Dinger auch nicht
> unbedingt bis zum Stehkragen vollpumpen, was Dir 2 bis 4 Zehntel Luft
> verschaffen kann.

Bin wohl nicht versiert genug um das zu verstehen..Sorry xD

Weis nicht so ganz was der Innenwiderstand der Zellen dazu beiträgt?

2-4 zehntel Luft für was ?

von joschi (Gast)


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foobar schrieb:
> Die Kapazität von 2 18350er ist im Vergleich zu einer 18650er oder
> gar
> 20700/21700er ziemlich mies - die Kleinen hängen den modernen Zellen ein
> paar Generationen hinterher (die führenden Marken stellen keine mehr
> her).  Beispiel: beste z.Zt. verfügbare 18350 hat 1200mAh, mal zwei =
> 2400mAh.  Die 18650er haben 3500mAh, die 21700er gar 5000mAh.
>
> Elektronik für die LEDs brauchst du eh (Spannungsvarianz über den
> Entladezyklus hinweg wäre 8.4V - 5.4V), dann könntest du stattdessen
> auch nen Boost für die Langzellen einsetzen.  Den Balancer kannst du dir
> dann sparen.

Hi :)

Es soll eine recht kleine aber feine Lampe werden..deshalb die 18350er
Das mit den Vorteilen der 18650er ist mir bewusst.

Ich habe 2x Keeppower 18350 mit 1200 mAh (sogar geschützte Zellen)

Entsprechende Elektronik wie KSQ und PWM dimmer für die Leds (2x cree 
XML)  habe ich schon

Meintest du mit einem Boost einfach einen step Up wandler ?
Dachte man brächte noch eine gewisse Ladeelektronik zum vernünftigen 
befeuern der 2 Zellen ?

Danke schonmal :D

von Antoni Stolenkov (Gast)


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joschi schrieb:
> Weis nicht so ganz was der Innenwiderstand der Zellen dazu beiträgt?
> 2-4 zehntel Luft für was ?

Der Innenwiderstand ändert sich mit dem Ladezustand, aber egal.

Wenn Du die Zellen auf 4.0V anstatt auf 4.2V lädtst, spielen geringe 
Unterschiede nicht so eine Rolle. Die Alterung wirkt sich auch nicht so 
aus und wird auch noch verringert.

von joschi (Gast)


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> Wenn Du die Zellen auf 4.0V anstatt auf 4.2V lädtst, spielen geringe
> Unterschiede nicht so eine Rolle. Die Alterung wirkt sich auch nicht so
> aus und wird auch noch verringert.

Ah ok Danke :)

Das könnte ich machen. habe ich dadurch mehr Optionen irgendwie meine 2 
Zellen gleichzeitig ohne Balancer zu laden ?

von Peter M. (r2d3)


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joschi schrieb:
> Meintest du mit einem Boost einfach einen step Up wandler ?
> Dachte man brächte noch eine gewisse Ladeelektronik zum vernünftigen
> befeuern der 2 Zellen ?

> foobar schrieb:
>> Elektronik für die LEDs brauchst du eh (Spannungsvarianz über den
>> Entladezyklus hinweg wäre 8.4V - 5.4V), dann könntest du stattdessen
>> auch nen Boost für die Langzellen einsetzen.  Den Balancer kannst du dir
>> dann sparen.

foobar spricht von Langzellen, aber er meint vielleicht nur eine 
18650-Zelle.
Du könntest Deine beiden Einzelzellen durch eine höherkapazitive 
Langzelle à la 18650 ersetzen.
Dann gibt es keine Balancing-Probleme mehr.
Lediglich die Konstantstromquelle für die LED müsste sowohl zur 
Betriebsspannung einer 18650-Zelle und zu den Spannungsanforderungen 
Deiner beiden Cree XML passen.
Sind diese in Reihe geschaltet, kann nur eine Spannungsanhebung die 
beiden LEDs zum leuchten bringen (boost=verstärken). Der Fachbegriff 
wäre hier "step-up-Regler" - allerdings als Stromquelle geschaltet!
Bei meiner Stirnlampe mit zwei Cree XML sind die LEDs parallel 
geschaltet und können einzeln ein- und ausgeschaltet werden.
Das geht problemlos, weil der maximale Ausgangsstrom meines Treibers den 
zulässigen Betriebsstrom einer XML nicht überschreitet.
Schalte ich beide LEDs ein, verteilt sich der Strom des Treibers auf die 
beiden LEDs. Das kann zu ungleichmäßiger Leuchtstärke führen, fällt aber 
bei meiner Anwendung nicht auf.

von foobar (Gast)


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> Entsprechende Elektronik wie KSQ und PWM dimmer für die Leds
>
> Meintest du mit einem Boost einfach einen step Up wandler ?

Statt der KSQ, die die Spannung runterregelt bis der gewünschte Strom 
fließt (linear oder step-down) eine KSQ, die die Spannung raufregelt bis 
der gewünschte Strom fließt (step-up).

Btw, ne PWM hinter einer KSQ finde ich nicht so den Bringer ...

> Dachte man brächte noch eine gewisse Ladeelektronik zum vernünftigen
> befeuern der 2 Zellen ?

Ladeelektronik brauchst du immer (s.u.), bei einer Zelle könntest du 
aber den zusätzlichen Balancer sparen.


> Ich habe 2x Keeppower 18350 mit 1200 mAh (sogar geschützte Zellen)

Naja, bei geschützten Zellen ich hab schon "Ladeschaltungen" gesehen, 
die einfach die Schutzelektronik mißbrauchen und nur aus einem 
Widerstand bestehen.  Zwar "klein", aber mit "fein" hat das nichts mehr 
zu tun ;-)

Btw, geschützte Zellen in Serie laden ist so ne Sache - sobald die erste 
meint, voll zu sein, schaltet die ab und beendet damit das Laden, egal 
wie voll die andere ist.  Beim Entladen schaltet dann die schwächere 
zuerst ab.  Im Laufe der Zeit driften die vollkommen auseinander.  Bei 
parallel hättest du das Problem nicht ...

von joschi (Gast)


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> Du könntest Deine beiden Einzelzellen durch eine höherkapazitive
> Langzelle à la 18650 ersetzen.
> Dann gibt es keine Balancing-Probleme mehr.
> Lediglich die Konstantstromquelle für die LED müsste sowohl zur
> Betriebsspannung einer 18650-Zelle und zu den Spannungsanforderungen
> Deiner beiden Cree XML passen.
> Sind diese in Reihe geschaltet, kann nur eine Spannungsanhebung die
> beiden LEDs zum leuchten bringen (boost=verstärken). Der Fachbegriff
> wäre hier "step-up-Regler" - allerdings als Stromquelle geschaltet!
> Bei meiner Stirnlampe mit zwei Cree XML sind die LEDs parallel
> geschaltet und können einzeln ein- und ausgeschaltet werden.
> Das geht problemlos, weil der maximale Ausgangsstrom meines Treibers den
> zulässigen Betriebsstrom einer XML nicht überschreitet.
> Schalte ich beide LEDs ein, verteilt sich der Strom des Treibers auf die
> beiden LEDs. Das kann zu ungleichmäßiger Leuchtstärke führen, fällt aber
> bei meiner Anwendung nicht auf.

Hi :)

Da liegt der Hase leider im Pfeffer
Die beiden Cree XMLs sollen in Reihe geschaltet werden für maximale 
Leuchtkraft.
Da meine Konstantstromquelle (max 3A) erst bei 5v Eingangsspannung 
funktioniert, stecke ich wohl bei 2 Zellen (8,4v) fest.

Da die Lampe wirklich nicht sehr groß werden soll, müssen die 2x 18350er 
reichen (auch wen die Leuchtdauer leidet)
Eine einzelne 18650er wäre mir auch lieber aber ein 3A step-up-Regler 
ist mir für den Einbau in meine Lampe zu groß...

von foobar (Gast)


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> foobar spricht von Langzellen, aber er meint vielleicht nur eine
> 18650-Zelle

Korrekt.  Kurze 35mm vs Lange 65mm/70mm.

Wobei seine "Kurzen" geschützt sind und dann eher 39mm haben.

von joschi (Gast)


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>
> Statt der KSQ, die die Spannung runterregelt bis der gewünschte Strom
> fließt (linear oder step-down) eine KSQ, die die Spannung raufregelt bis
> der gewünschte Strom fließt (step-up).
>

Leider gibt es keine KSQ (step-up) die ab ca 3,7v hochregelt auf meine 
Gewünschten 8,4V ...zumindest keine hochwertigen die ich so finden 
kann...außerdem funktionieren diese nicht mit meinem speziellen PWM 
Modul


> Btw, ne PWM hinter einer KSQ finde ich nicht so den Bringer ...


Die sind zwar teuer aber es gibt da einen anständigen Anbieter, finde 
PWM Dimmer ne super Sache :)



> Btw, geschützte Zellen in Serie laden ist so ne Sache - sobald die erste
> meint, voll zu sein, schaltet die ab und beendet damit das Laden, egal
> wie voll die andere ist.  Beim Entladen schaltet dann die schwächere
> zuerst ab.  Im Laufe der Zeit driften die vollkommen auseinander.  Bei
> parallel hättest du das Problem nicht ...

Blöde Sache...bis jetzt sieht es so aus als müsste ich meine Akkus doch 
immer entnehmen und extern Laden...grrrrr xD

von Antoni Stolenkov (Gast)


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joschi schrieb:
> sollen in Reihe geschaltet werden für maximale Leuchtkraft.

Wie kommst Du darauf?

von Joschi (Gast)


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Antoni Stolenkov schrieb:
> joschi schrieb:
> sollen in Reihe geschaltet werden für maximale Leuchtkraft.
>
> Wie kommst Du darauf?

Da meine ksq maximal 3A abgibt bei 5v bis max 28v
Und meine leds jeweils mit 3A und 3,7v betrieben werden

Is bei einer reihenschaltung der leds (7,4 v insgesamt ) bei 3A die 
volle lichtausbeute :)

von Antoni Stolenkov (Gast)


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Den Balance kannst Du auch fest in der Taschenlampe verbauen.

von Jörg R. (solar77)


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Joschi schrieb:
> Da meine ksq maximal 3A abgibt bei 5v bis max 28v
> Und meine leds jeweils mit 3A und 3,7v betrieben werden
>
> Is bei einer reihenschaltung der leds (7,4 v insgesamt ) bei 3A die
> volle lichtausbeute :)

Wenn deine Akkus in Serie 7,4V Nennspannung abgeben, deine 2 Leds bei 3A 
aber ca. 7,4V Uf haben...wie soll die KSQ da noch regeln? Und bei 7,4V 
bleibt die Akkuspannung nicht, die geht runter bis unter 6V.

Weshalb ist dein bestreben den/die Akku(s) in der Lampe laden zu können?


foobar schrieb:
> Die Kapazität von 2 18350er ist im Vergleich zu einer 18650er oder gar
> 20700/21700er ziemlich mies - die Kleinen hängen den modernen Zellen ein
> paar Generationen hinterher (die führenden Marken stellen keine mehr
> her).  Beispiel: beste z.Zt. verfügbare 18350 hat 1200mAh, mal zwei =
> 2400mAh.  Die 18650er haben 3500mAh, die 21700er gar 5000mAh.

Auf die Kapazität der 18650 bezogen sieht das auf den ersten Blick wie 
Faktor 3 aus, wobei ich bei den 18650 eher von 3Ah ausgehe. Nimmt man 
als Bezug aber die entnehmbare Energie (Wh) sieht das anders aus, dann 
ist es nicht mehr Faktor 3. Schließlich sind von den 18350 2 vorhanden, 
also 2,4Ah bzw. ca. 9Wh. Vielmehr hat eine 18650 auch nicht.


Peter M. schrieb:
> Du könntest Deine beiden Einzelzellen durch eine höherkapazitive
> Langzelle à la 18650 ersetzen.
> Dann gibt es keine Balancing-Probleme mehr.
> Lediglich die Konstantstromquelle für die LED müsste sowohl zur
> Betriebsspannung einer 18650-Zelle und zu den Spannungsanforderungen
> Deiner beiden Cree XML passen.
> Sind diese in Reihe geschaltet, kann nur eine Spannungsanhebung die
> beiden LEDs zum leuchten bringen (boost=verstärken). Der Fachbegriff
> wäre hier "step-up-Regler" - allerdings als Stromquelle geschaltet!

Ja, kann man machen. Nur ist zu bedenken dass der volle Akku dann mit 
ca. 6,5A belastet wird, bei sinkender Akkuspannung steigt der Wert noch.

: Bearbeitet durch User
von joschi (Gast)


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> Wenn deine Akkus in Serie 7,4V Nennspannung abgeben, deine 2 Leds bei 3A
> aber ca. 7,4V Uf haben...wie soll die KSQ da noch regeln? Und bei 7,4V
> bleibt die Akkuspannung nicht, die geht runter bis unter 6V.
>

Nochmal eine kurze Datenkorrektur ...die Leds haben jeweils max 
3,5V...sry

Die KSQ regelt doch lediglich die Ampere sofern ich mich nicht irre ?

Da die KSQ einen Drop von 1V hat, passt das mit den Spannungen ganz gut, 
habe schon einige Taschenlampen mit 2x 18650, dieser KSQ und PWM Dimmer 
gebaut.
Diese funktionieren perfekt und halten auch bei niedrigerer Spannung die 
Leuchtkraft dank Konstantem Strom via KSQ.

> Weshalb ist dein bestreben den/die Akku(s) in der Lampe laden zu können?

Es geht rein um Bequemlichkeit, einfach nachhause kommen und die Lampe 
ganz schnell in seine Dockingstation stellen und "zack" es lädt :)

( Es wird eine teure Lampe..deshalb wollte ich es so elegant wie möglich 
umsetzten )

von Jörg R. (solar77)


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joschi schrieb:
>> Wenn deine Akkus in Serie 7,4V Nennspannung abgeben, deine 2 Leds bei 3A
>> aber ca. 7,4V Uf haben...wie soll die KSQ da noch regeln? Und bei 7,4V
>> bleibt die Akkuspannung nicht, die geht runter bis unter 6V.
>
> Nochmal eine kurze Datenkorrektur ...die Leds haben jeweils max
> 3,5V...sry
> Die KSQ regelt doch lediglich die Ampere sofern ich mich nicht irre ?
> Da die KSQ einen Drop von 1V hat, passt das mit den Spannungen ganz gut,
> habe schon einige Taschenlampen mit 2x 18650, dieser KSQ und PWM Dimmer
> gebaut.
> Diese funktionieren perfekt und halten auch bei niedrigerer Spannung die
> Leuchtkraft dank Konstantem Strom via KSQ.

Die Rechnung kann nicht passen. Die LEDs werden mit Sicherheit dunkler. 
Die Spannung selbst der vollen Akkus reicht nicht für die LEDs + KSQ, 
jedenfalls nicht bei 3A.

: Bearbeitet durch User
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