Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LiPo spannungsregler mit Ladefunktion


von Viktor B. (coldlogic)


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Hallo Kollegen,

Ich hatte gerade angefangen, meinen Raspberry Pi Zero auf Akkubetrieb 
umzubauen. Dafür würde ich gerne parallel zur Stromversorgung des RPi 
drei oder vier parallel geschaltete Lithiumzellen mit einem 
Schaltwandler anschließen. Da stehe ich gerade allerdings auf dem 
Schlauch: solche Schaltung könnte ich mit OPs und MOSFETs selber 
basteln, allerdings denke ich, dass ich da nur das schlechtere Rad 
erfinden würde. Ich suche also nach einem Schaltregler, der die 
Ausgangsspannung einer Batterie in 5V umwandelt, bei 5,1V aber anfängt, 
die Batterie zu laden. Alle bisher gefundenen Lösungen bestehen aus zwei 
separaten Reglern und, was mich besonders stört, zwei separaten 
Anschlüssen zum Laden und Entladen (was in Handys etc. offensichtlich 
nicht der Fall ist). Also, tue ich gerade etwas Offensichtliches 
übersehen? Kann mir jemand einen Begriff zum weiter googeln geben?

von Stefan F. (Gast)


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Die 5,1V werden unter Last absacken. Deswegen kann das so nicht 
funktionieren.

> was in Handys etc. offensichtlich nicht der Fall ist

Da findet die Umschaltung aber nicht über die Spannung statt, sondern 
per Software je nach dem, was angesteckt wurde.

von Jörg R. (solar77)


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Viktor B. schrieb:
> Ich suche also nach einem Schaltregler, der die
> Ausgangsspannung einer Batterie in 5V umwandelt, bei 5,1V aber anfängt,
> die Batterie zu laden.

Soll sich die Batterie selbst laden? So richtig schlau wird man nicht 
aus deiner Problembeschreibung.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Mit 5.3V als Schwelle könnte das funktionieren, wäre aber für den Raspi 
nicht so ideal.

Eine bessere Lösung wäre da meiner Ansicht nach einen Strom-Pi zu 
verwenden.

Z.B. der StromPi3 kann mit 6V-61V gespeist werden. Da gibt es genügend 
Spielraum für solche Experimente. Z.B. speisen über Schaltwandler von 
einer Zelle auf 9V und Laden der Li-Akkus, wenn 12V anliegen.

von Dark E. (Gast)


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Viktor B. schrieb:
> Hallo Kollegen,
>
> Ich hatte gerade angefangen, meinen Raspberry Pi Zero auf Akkubetrieb
> umzubauen. Dafür würde ich gerne parallel zur Stromversorgung des RPi
> drei oder vier parallel geschaltete Lithiumzellen mit einem
> Schaltwandler anschließen. Da stehe ich gerade allerdings auf dem
> Schlauch: solche Schaltung könnte ich mit OPs und MOSFETs selber
> basteln, allerdings denke ich, dass ich da nur das schlechtere Rad
> erfinden würde. Ich suche also nach einem Schaltregler, der die
> Ausgangsspannung einer Batterie in 5V umwandelt, bei 5,1V aber anfängt,
> die Batterie zu laden. Alle bisher gefundenen Lösungen bestehen aus zwei
> separaten Reglern und, was mich besonders stört, zwei separaten
> Anschlüssen zum Laden und Entladen (was in Handys etc. offensichtlich
> nicht der Fall ist). Also, tue ich gerade etwas Offensichtliches
> übersehen? Kann mir jemand einen Begriff zum weiter googeln geben?

Welche Batterie soll denn geladen werden? Ach, ähm, Batterien lädt man 
schon garnicht auf, du meinst sicher einen Akku. Geh ich mal von 
letzterem aus, Du kannst nicht mit der gleichen Versorgung selben 
zugehörigen Akku laden, das funktioniert nicht. Dazu brauchst du eine 
2-Wege-Versorgung - 1 x die, die Ladeschaltung versorgt, und die 2., die 
aus einer kleineren Akkuspannung 5,1 V boostet. Mit einer einzigen 
Versorgung geht sowas nicht.

Heißt auf deutsch:

Einen Akku, der zum Beispiel aus seinen 3,7V auf 5,1V mit einem 
Stepupwandler erzeugt, die dann wiederum zum Laden eines 2. Akkus 
benutzt wird. Dazu brauchst du wiederum sowas, als Beispiel so eine 
Ladeelektronik mit einem Chip wie dem TC/TP4056 oder sowas. Damit kann 
man 3,7V Akkus kontrolliert aufladen. Um auf die minimalen 
5,1V-Versorgungsspannung für diese Ladekontrollelektronik zu kommen, 
wenns mobil nutzbar sein soll, brauchst du sowas hier > Dazu nimmt man 
einen 3V zu 5V - StepUp-Wandler, den es als Fertigplatine bei Amazon und 
änlichen für wenige Cents gibt. Die erfüllen den Zweck, der benötigt 
wird. Aber bitte niemals gleichzeitig ladespannung und Versorgung als 
eine Spannung, das ist Unsinn, unabhängig davon, was hier welche 
Funktion sein soll, das geht nicht, wie das dir denkst.


Aber bedenke, dass Batterien niemals in ein Ladegerät gehören, denn 
dann provozierst du unweigerlich im schlummsten Fall eine Explosion!!

Es gibt zwar teure wiederaufladbare 1,5V-RAM-Zellen, nur die benöten ein 
dafür speziell konzipiertes teures Ladegerät! Ob der Aufwand nötig ist?!

Alle anderen Batterien sind leer, wenn sie verbraucht sind!! Soviel 
solltest du wissen.

von Viktor B. (coldlogic)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Da findet die Umschaltung aber nicht über die Spannung statt, sondern
> per Software

Guter Tipp. Dann wird's wohl auf eine 2S2P Schaltung hinauslaufen, die 
von einem custom BMS ggf. mit USB-C (die sollen mehr als 5 Volt können) 
mit Strom versorgt wird. Schade, ein bereits erhältlicher IC hätte das 
Ganze deutlich leichter gemacht.

Dieter D. schrieb:
> Eine bessere Lösung wäre da meiner Ansicht nach einen Strom-Pi zu
> verwenden.

Das ganze Board vielleicht nicht, da ich eine möglichst flache Form 
anstrebe, aber ein guter Ansatz, danke! Schaue ich mir an.

Dark E. schrieb:
> Ach, ähm, Batterien lädt man
> schon garnicht auf, du meinst sicher einen Akku.

Jap, missverständlich ausgedrückt, mein Fehler. Hatte die Batterie der 
Akkumulatoren gemeint, keine Alkalizellen o.Ä. (Batterie - aus parallel 
oder hintereinandergeschalteten Elementen bestehender Stromspeicher). 
Deswegen war auch die Rede erst von vier Lithiumzellen und dann von 
einer Batterie.

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