Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Gibt es sowas wie einen Strombegrenzer-IC?


von Hanny (Gast)


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Hallo!

Ich möchte gerne zwei Bleiakkus in Serie schalten und von einem 
Festspannungsnetzteil laden lassen, welches jedoch zu viel Strom 
liefert. Die Spannung kann ich genau einstellen, weil das Netzteil ein 
Poti hat, mit dem man die Festspannung nochmal feinjustieren kann.

Das Problem ist aber der zu hohe Strom. Ich darf die Akkus mit maximal 
2A laden, aber das Netzteil liefert natürlich soviel wie es braucht, um 
die Spannung aufrecht zu erhalten, bis es in den Überlast geht und 
abschaltet. Ein Netzteil mit bereits eingebauter Strombegrenzung kann 
ich leider nicht nehmen.

Es gibt sogenannte Load Switches, die eigentlich genau das machen, aber 
die sind eher im Bereich bei 5V angesiedelt. Ich brauche also genau 
sowas für meine 27V, aber irgendwie finde ich nichts. Ich kann mir nicht 
vorstellen, dass es nicht sowas banales wie stromlimitierende ICs für 
höhere Spannungen gibt. Diskret aufbauen möchte ich das jetzt aus 
Sicherheitsgründen auch nicht wirklich.

: Verschoben durch Moderator
von Irgend W. (Firma: egal) (irgendwer)


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Hanny schrieb:
> e Spannung kann ich genau einstellen, weil das Netzteil ein
> Poti hat, mit dem man die Festspannung nochmal feinjustieren kann.

Sowas ist dafür hat nur bedingt geeignet.
Damit bleibt dir nur die Spannung so einzustellen das der maximale Strom 
nicht überschritten wird (wieviel Strom fliest bestimmt der Akku und 
nicht das Netzteil). Mit der Ladezeit sinkt dann der Strom entsprechend. 
Nachteil Es dauert so ggf. länger bis der Akku geladen ist und erreicht 
auch nicht ganz 100%. Für Bleiakkus aber durchaus noch zu gebrauchen.

Oder du suchst dir hat einen Laderegler der mit dem IU-Ladeverfahren 
(CCCV - constant current constant voltage) arbeitet.
Da kannst du den maximalen Strom und die maximale Spannung vorgeben. Bei 
eingestellten 2A wird dann die Spannung soweit reduziert das der Akku 
nicht mehr ziehl. Wenn es dann voll wird greift dann die Maximalspannung 
und der Strom sinkt dann langsam gegen null (bzw. den 
Erhaltungsladestrom) bis der Akku rand voll ist.

von Uli S. (uli12us)


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Dann schalte halt nen dicken Widerstand oder ne Glühbirne mit passender 
Leistung dazwischen.  Auf die paar Watt Mehrverbrauch wirds hoffentlich 
nicht ankommen.

von MaWin (Gast)


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Hanny schrieb:
> Es gibt sogenannte Load Switches, die eigentlich genau das machen,

Nein, die schalten bei Überstrom ab, wie deine Netzteil.

Man könnte den Strom natürlich linear begrenzen, wie mit einem 
steuerbaren Widerstand, dabei entsteht aber eine erhebliche (na gut, bei 
2A moderate) Verlustleistung, LT3086, aber der kostet 0 33V, keine 
Ahnung ob dein Netzteil so viel mehr liefern kann.

Weniger Verlustleistung produziert ein Schaltregler, LM3489 
Hystereseschaltregler, aber der braucht auch etwas Spannung für sich, er 
muss den Strom messen können, und schalten können, immerhin kannst du 
das beim LM3489 selber beeinflussen.

von Udo S. (urschmitt)


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Passendes Ladegerät kaufen.

Hanny schrieb:
> von einem
> Festspannungsnetzteil

Was macht dein Festspannungsnetzteil wenn es verpolt angeschlossen wird, 
oder wenn es angeschlossen wird und noch ausgeschaltet ist? Hält es das 
aus oder suchst du danach ein neues Netzteil?

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


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Hanny schrieb:
> Die Spannung kann ich genau einstellen,

Erste Frage wäre, weißt Du welchen Akkutyp Du hast (AGM oder normale) 
und die passende Ladeschlussspannung?

Autoglühbirne reicht für die Begrenzung, wie Uli schon empfahl.

von Wolfgang (Gast)


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Hanny schrieb:
> Ein Netzteil mit bereits eingebauter Strombegrenzung kann
> ich leider nicht nehmen.

Hanny schrieb:
> Ich möchte gerne zwei Bleiakkus in Serie schalten und von einem
> Festspannungsnetzteil laden lassen

Blöde Kombination.

Was für eine Ladecharakteristik möchtest du denn realisieren?

von Wolfgang (Gast)


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p.s.
Was verwendest du als Balancer?

von MCUA (Gast)


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> Ich möchte gerne zwei Bleiakkus in Serie schalten und von einem
> Festspannungsnetzteil laden lassen,
Problem, wenn die Akkus unterschiedl. (Lade)Spannungen haben.

von Falk B. (falk)


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Wolfgang schrieb:
> Was verwendest du als Balancer?

Braucht man bei Bleiakkus nicht.

von Hanny (Gast)


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Bleiakkus muss man nicht balancen. Das machen die von alleine, solange 
man nicht welche mit ungleichem Ladestand zusammenschaltet.

von Hanny (Gast)


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Ich glaube die Idee mit dem Widerstand ist gar nicht mal so blöd. 
Weniger als 24V werden nicht auftreten und mit 1 Ohm fliessen da maximal 
4A. Jedenfalls weit weniger Aufwand als nochmal einen extra Buck 
zwischen zu schalten.

von Falk B. (falk)


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Hanny schrieb:
> vorstellen, dass es nicht sowas banales wie stromlimitierende ICs für
> höhere Spannungen gibt. Diskret aufbauen möchte ich das jetzt aus
> Sicherheitsgründen auch nicht wirklich.

Dann lasse komplett bleiben und kauf dir ein passendes 24V Ladegerät.
Die einfache Variante ist ein Leistungswiderstand, welche auf minimale 
Entladespannung mit max. 2A dimensioniert ist. Minimale Entladespannung 
beib12V Bleiakkus ist AKFAIK 10.8V, x2 macht ~22V. Ladeschlußspannung 
ist 2x14V, macht 28V. Die Differenz muss der Widerstand verheizen.

R = U / I = 6V / 2A = 3Ohm.

P = U * I  = 6V * 2A = 12W

Also 3,3 Ohm, 15-25W, das reicht.

Einfacher geht es nicht. Der Nachteil ist die deutlich längere Ladezeit 
im Vergleich zu CC-CV Regelung (Konstantstrom und Konstantspannung).
Ein einfache Konstantstromquelle in Reihe wie z.B. ein LM317 reicht 
nicht, denn dort fallen 4V ab. Das kann man zwar mit höherer 
EIngangsspannung kompensieren, aber dann stimmt die Ladeschlußspannung 
nicht!

Ergo.

Die schnellste und PREISWERTESTE Art, etwas zu tun, ist es gleich 
richtig zu tun.

von Peter D. (peda)


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Man kann einen Regler-IC nehmen und ihn als Konstantstromer beschalten. 
Man braucht natürlich eine Regelreserve von einigen Volt.

von Nanny (Gast)


Angehängte Dateien:

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Sobald die Ladeendspannung erreicht ist, fällt bei dieser Schaltung kaum 
noch Dropspannung ab (etwa 0,1 Volt).
Außerdem wird der Strom auf etwa 2 Ampere begrenzt, egal wie tief die 
Akkus entladen sind. Der 0R33 Widerstand sollte mindestens 2 Watt 
aushalten können.

von pnp (Gast)


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Hanny schrieb:
> Ein Netzteil mit bereits eingebauter Strombegrenzung kann
> ich leider nicht nehmen.

Warum kannst du das leider nicht nehmen? Was für einen Grund gibt es?

von F. M. (foxmulder)


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Du kannst einen OPV+Mosfet+Shunt verwenden.

von MCUA (Gast)


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> Bleiakkus muss man nicht balancen. Das machen die von alleine, solange
> man nicht welche mit ungleichem Ladestand zusammenschaltet.
Mit der Zeit verändert sich der Ladezustand relativ zu den Akkus,
dann bekommen einige Akkus eine zu hohe Spannung.

von Falk B. (falk)


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Nanny schrieb:
> Sobald die Ladeendspannung erreicht ist, fällt bei dieser Schaltung kaum
> noch Dropspannung ab (etwa 0,1 Volt).

Soso, Dropspannung. In Germanien nennt man das Spannungsabfall.

> Außerdem wird der Strom auf etwa 2 Ampere begrenzt, egal wie tief die
> Akkus entladen sind. Der 0R33 Widerstand sollte mindestens 2 Watt
> aushalten können.

Die Schaltung ist eine diskret aufgebaute Konstantstromquelle mit 
geringem Spannungsabfall, deutlich weniger als ein LM317. Die 
Ladeschlußspannung muss am Eingang genau angelegt werden, aber das kann 
das Netzteil vom Op ja.

von Falk B. (falk)


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pnp schrieb:
>> Ein Netzteil mit bereits eingebauter Strombegrenzung kann
>> ich leider nicht nehmen.
>
> Warum kannst du das leider nicht nehmen? Was für einen Grund gibt es?

Vermutlich weil er keins hat und auch keins kaufen will.

von Robert K. (Firma: Zombieland) (rko)


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von 2aggressive (Gast)


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Hanny schrieb:
> Ich darf die Akkus mit maximal 2A laden
ok

Hanny schrieb:
> Ich glaube die Idee mit dem Widerstand ist gar nicht mal so blöd.
> Weniger als 24V werden nicht auftreten...
Auch ok - Glaubensfreiheit.

> und mit 1 Ohm fliessen da maximal 4A.
Na dann passt doch alles, ein Papierblatt der Grösse DIN_A4 ist ja auch 
kleiner als eines DIN_A2. Beim skillen der Ampere genauso, alles eine 
Glaubensfrage :D

Vielleicht werden am Ende sogar deine Bleiakkus daran glauben müssen. 
SCNR

Ernsthaft: wenn die (deine genannten) maximalen 2A ein limit deiner 
Akkus sind: nicht überschreiten, sowas kann böse enden.

von Hanny (Gast)


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Nichts wird so heiss gegessen, wie es gekocht wird. Wenn auf den Akkus 
max. 2A Ladestrom draufsteht, werden die schon nicht sterben, wenn da 
mal 4A fliessen. Bleiakkus sind im Vergleich zu LiIonen Akkus sehr 
robust.

Also ich weiss noch nicht, was ich jetzt genau mache. Der grosse 
Denkfehler hier ist einfach die enorme Verlustleistung. 16W sind ne 
Hausnummer, das geht nicht ohne grossen Kühlkörper. Da einfach nen FET 
für zu nehmen, den man linear ansteuert... naja man sieht ja am Link von 
Robert wohin das führt.

Vielleicht ist mein ganzes Konzept einfach Müll. Wenn man die ganze 
Logik nicht schon im AC/DC Wandler haben will, hat man am Ende entweder 
eine einfache Lösung mit einer grossen Verlustleistung, oder eine 
komplizierte Lösung mit Doppelwandler.

von Marcuz (Gast)


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von Chregu (Gast)


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Hanny schrieb:
> Vielleicht ist mein ganzes Konzept einfach Müll.

Ja, denn

pnp schrieb:
> Hanny schrieb:
>> Ein Netzteil mit bereits eingebauter Strombegrenzung kann
>> ich leider nicht nehmen.
>
> Warum kannst du das leider nicht nehmen? Was für einen Grund gibt es?

Gruss Chregu

von Werner H. (werner45)


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Lösungen wurden viele genannt, das Problem besteht aber immer noch.
Vielleicht gibts da was von Ratiopharm?

von Hanny (Gast)


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Eine Lösung ohne Vdrop könnte wie aussehen? FET+Shunt+OpAmp? Geht das 
auch mit einem PMOS?

von ACDC (Gast)


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Uli S. schrieb:
> oder ne Glühbirne mit passender
> Leistung dazwischen.

12V 21W ausm Auto.....und fertig.

von Hanny (Gast)


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Ich könnte leider noch keine Lösung finden. Vielleicht habe ich es auch 
überlesen. Aber ich habe nur zwei Lösungen gelesen:

1. Widerstand. Ein Widerstand hat das Problem, dass er immer konstant 
ist. Auch wenn nur noch 400mA fliessen, ist der Widerstand da und 
bremst. Das ist nicht erwünscht.

2. LDO. Ein zwischengeschalteter Regler hat das Problem, dass er einen 
eigenen Spannungsverlust hat. Das ist aber auch nicht erwünscht.

Das einzige, was man zwischenschalten kann, ist ein Shunt von einigen 
mOhm. Damit muss man jetzt irgendwie einen PMOS so linear steuern, dass 
er immer brav maximal 2A passieren lässt. Ist das unmöglich?

von Hanny (Gast)


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Den PMOS darf man natürlich auch dazwischenschalten.

von Hanny (Gast)


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Ich glaube ich habe tatsächlich was gefunden!

MAX14721

Sieht aus wie eine Strombegrenzung ohne das LDO Problem, dass man eine 
höhere Eingangsspannung braucht.

von Bleiente (Gast)


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Hanny schrieb:
Hanny schrieb:
> FET+Shunt+OpAmp?

Ja, klar, weil Foxmulder die Lösung nicht schon genannt hatte?


> Eine Lösung ohne Vdrop

Ganz ohne? Was willst Du dann messen?

Aber klar: Jetzt sollte man am besten noch diskutieren, statt
des Ladestromes (oder dazu) die Klemmenspannung heranzuziehen.


> Geht das auch mit einem PMOS?

Das geht sogar mit NMOS, unfaßbar. Oder kommt jetzt am Ende
noch irgend etwas, daß der (-) Fußpunkt des Akkus feststeht?



Du bist, glaube ich, sowieso mit nichts zufriedenzustellen.

Offensichtlich unter Kenntnis zwar des Gros der Gegebenheiten
jedoch keinerlei Schimmer, was warum wie ist (und das meine
ich i. B. a. Elektrik/Physik [wieso kommt aus der Steckdose
nicht gleich Konstantstrom], wie auch der ganzen Folgen).


Werners Einwurf kann ich ehrlich gesagt gut nachvollziehen,
da hier doch einiges merkwürdig bis hin zu irrig erscheint.


Hanny schrieb:
> Ist das unmöglich?

Du willst jetzt ernsthaft eine fertige PMOS Schaltung, oder?


Zu fast allem die Frage: "Weswegen (so, und nicht so)?"

von Bleiente (Gast)


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Was hindert Dich daran, einen Fet für z.B. 200A oder was mit
einem µOhm Shunt und stark entschleunigter Regelung via OPV
(kannst ja einen langsamen & min. Offset Meß-OPV benutzen)
zu verheiraten? Der Spannungsfall ist dann minimal.

Und für PMOS/Highside gibt es keinerlei Veranlassung, oder?

von MaWin (Gast)


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Hanny schrieb:
> Ich glaube ich habe tatsächlich was gefunden

Sieht schlecht aus:

In addition to the selectable current-limiting modes, the device has a 
protection feature against a severe overload condition. If the output 
current exceeds 2 times the set current limit, the device will turn off 
the internal nFET and external pFET immediately and will attempt to 
restart
to allow the overcurrent to last for tBLANK time. The OFF duration 
depends on fault condition occurred (420us)

Der schaltet also immer ab, wenn der Strom 2*I überschreitet, was bei 
einem Akku immer der Fall ist.

Er schaltet dann zwar wieder ein, mit 2*I als Begrenzung, aber das 
Verhalten ist unerwünscht.

von Hanny (Gast)


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Stimmt. Vielleicht ist der einfache Lastwiderstand doch die beste 
Lösung, wenn man Aufwand und Ertrag gegenüberstellt.

von 2aggressive (Gast)


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ACDC schrieb:
> Uli S. schrieb:
>> oder ne Glühbirne mit passender
>> Leistung dazwischen.
>
> 12V 21W ausm Auto.....und fertig.
Ggf mehrere parallel, auch Kombifadenlampen 21+5W zwecks 
Ladestromanzeige sind denkbar. Oder H4. Zu deren Kaltleiterverhalten 
siehe:
Beitrag "Re: Zweiten Akku an WoMo- Solaranlage laden"

von Falk B. (falk)


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Hanny schrieb:
> 2. LDO. Ein zwischengeschalteter Regler hat das Problem, dass er einen
> eigenen Spannungsverlust hat. Das ist aber auch nicht erwünscht.

Die saubere Lösung ist ein Spannungsregler mit Strombegrenzung. Der L200 
war da früher einer der bekannten Kandidaten, ist aber mittlerweile 
abgkündugt. Man kann die Strombegrenzung aus dem Beitrag mit einem LM317 
als Festspannungsregler kombinieren, muss dann aber ~5V mehr Spannung 
einspeisen und den LM317 mit einem kleinenKühlkörper versehen. 
Elektrisch ist diese Kombination aber Optimal.

Stop, es geht auch ohne Zusatz-Leistungstransistor bzw extra 
Strombegrenzung. Der LM317 hat ja schon eine interne Strombegrenzung von 
min. 1,5 bus typ. 2,2A! Also einfach einen LM317 in Standardschaltung 
anklemmen, 28V Ausgangsspannung einstellen, ca. 32V am Eingang anlegen 
und gut! Aber den Kühlkörper nicht vergessen, denn das Ding muss ca. 
4-8V bei 2A, also bis zu 16W verheizen!

von 2aggressive (Gast)


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Falk B. schrieb:
> einen LM317 in Standardschaltung
Figure 12 und 13 (taugt allerdings nicht für 2A):
https://www.st.com/resource/en/datasheet/lm217.pdf

von Professioneller Experte (Gast)


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Nimm einfach das:

komfortabel Spannung und Strom einstellen. Kann Konstantstrombetrieb und 
alles was dazugehört. Einfach Spannung rein und Spannung raus.

https://www.amazon.de/gp/product/B01I9LQH12/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&psc=1

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