Ich bastle gerade an einer Powerbank mit ca 50 Ah. Als Stromquelle zum Laden verwende ich ein 65W Pd Netzteil. In der Powerbank ist eine Usb c Pd decoy Buchse, die 20V verlangt. Mit den 20 V betreibe ich einen Dc Buck Konverter mit 4.2V Ausgangsspannung, der direkt an das bms des Akkus (18650 li ion) angelötet sein soll. Mein Problem ist, dass wenn ich den Usb Stecker anschließe nachdem ich den Buck Konverter an den Akku angeschlossen habe kein Ladestrom fließt. Wenn ich zuerst den Usb Stecker anschließe, und dann erst den Akku mit dem Buck Konverter verbinde geht alles wie geplant. Momentan verwende ich diesen Konverter: https://www.amazon.de/gp/product/B07QCL7VQT/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o02_s01?ie=UTF8&psc=1 Ich habe schon ziemlich viele Konverter ausprobiert und bei allen das gleiche Problem, also sollte es nicht an einem speziellen Konverter liegen, sondern eher ein prinzipielles Problem sein. Und einen zusätzlichen Schalter zwischen Konverter und Akku, der 3A aushält möchte ich nicht einbauen... Bitte um Hilfe!
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Du kannst Lithium Akkus nicht einer mit einer festen Spannung laden. Außerdem arbeiten diese Module nicht präzise genug, die driften im Laufe der zeit und bei Vibrationen weg. Das ist gefährlich! Du brauchst einen richtigen LiIo Laderegler. Das BMS kann diesen nicht ersetzen.
Herwig W. schrieb: > Mein Problem ist, dass wenn ich den Usb Stecker anschließe nachdem ich > den Buck Konverter an den Akku angeschlossen habe kein Ladestrom fließt. Du legst zuerst auf IC die Ausgangsspannung, ohne IC zu speisen? Schön, daß das Bauteil so robust ist. Das startet nur nicht, wird aber nicht beschädigt... Hier könnte helfen: a) für Ladegeräte entwickelte IC nehmen. Die ertragen solche Barbarei problemlos, die sind dafür entwickelt. b) eine Schaltung wählen, wo Wandler-IC von Akku getrennt bleibt, wenn keine Eingangsspanung vorhanden ist, z.B. SEPIC. Es gibt auch fertige SEPIC-Module. Z.B. https://www.amazon.de/Aideepen-XL6009-Modul-Solarspannungs-Netzteilmodul-hoher-Schaltfrequenz/dp/B08G47N7H3/ref=sr_1_7?__mk_de_DE=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&dchild=1&keywords=xl6009&qid=1617267854&sr=8-7 Aber du muß Ladestrom zusätzlich begrenzen. Solch Modul hat kein Mittel dafür (hier könnte z.B. ZXCT1009 in Verbindung mit FB helfen, IC gibt es bei Reichelt. Mit Rsense und Rout bestimmst du Imax, eine Diode zwischen Out und FB von Wandler macht Strom- und Spannungsbegrenzung voneinander unabhängig). Noch ein Problem: Entladung durch FB-Teiler, wenn du Akku von Wandler nicht gleich nach Aufladen trennst. Also, die Frage ist gar nicht so einfach, wie es scheint... Du kannst z.B. Datasheet von LT1513 lesen. U.A. ist Fig.3 interessant... Und überhaupt, LT1513 wäre gute Wahl (dann aber Eingangsspannung reduzieren, z.B. auf 12 V). Die Trennung von Akku kannst du auch mit Relais machen: Spule parallel zu Vin, Arbeitskontakt zwischen Wandler und Akku). Nicht besonders modern, aber arbeitsfähig trotzdem... Selbstverständlich sollte Spule für Vin passen.
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Beitrag #6641033 wurde vom Autor gelöscht.
Herwig W. schrieb: > Bitte um Hilfe! Ja, ich habe übrigens gedacht: wenn du mit dem fertigen Modul arbeiten willst, dann hast du wahrscheinlich noch nicht gelernt, wie man eine Leiterplatte macht? Dann wäre für dich wohl die einfachste Lösung am besten. Effizienz ist zwar nicht so hoch, aber für Aufladegerät ist Effizienz nicht das Wichtigste... R1 kannst du aus mehreren zusammensetzen, z.B. 22 Ohm 1W 8 Stück parallel. Ladestrom wird etwa zwischen 1A und 1,6A sein. Nicht sehr stabil, aber das reicht. Wichtiger ist, die Spannung auf genau 4,2 Volt einzustellen (4,15 bis 4,25V reicht). Möglicherweise muß du dafür R3 genauer wählen. DA1 braucht einen Kühlkörper für bis zu 3-4W. Zweite Variante, wenn du Ladestrom genauer haben willst (hier 1,25A). Das ist zwar nicht notwendig, aber... Herwig W. schrieb: > Ich bastle gerade an einer Powerbank mit ca 50 Ah. Dein Vorhaben ist wahrscheinlich zu groß. Klar: mit 1A und auch mit 1,25A kannst du Akku mit 50 Ah wahrscheinlich nie aufladen. Du solltest für Training zuerst etwas kleinere machen. Erst wenn du selber die Leiterplatten machst und keine fertigen Module mehr brauchst, kannst du größere Dinge machen (1S-Akku für 50 Ah - das braucht schon einiges. Z.B. Temperatur beim Laden beobachten).
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@Stefanus: Danke für die schnelle Antwort! Ich weiß, das eine cc cv ladekurve notwendig ist, aber ich dachte , dass bei einer guten Kühlung der cc teil durch die maximale Stromstärke des Moduls gegeben ist. Dass sich allerdings die Ladeschlussspannung durch Drift ändern wird ist ziemlich problematisch. @max: Danke für die schnelle und ausführliche Antwort! Ich will vor allem ein kleines Modul nehmen, weil ich die Gesamtgröße möglichst klein halten will. Du hast auch vollkommen richtig meine nicht vorhandene Erfahrung mit eigenen Platinen erkannt, aber Größenwahn bei meinen Projekten ist ziemlich normal (und die Frustration auch...hihi) Die Idee einen Solarladeregler zu nehmen ist super! Würde nicht auch ein Buck Konverter gehen, bei dem man eine maximale Stromstärke einstellen kann?
Herwig W. schrieb: > aber ich dachte , dass bei einer guten Kühlung der cc teil durch > die maximale Stromstärke des Moduls gegeben ist. Fraglich ist, ob das Modul lange lebt, wenn es in der Strombegrenzung betrieben wird. Ich habe hier öfters gelesen, dass sie den angeblich maximalen Strom gar nicht lange aushalten - nicht einmal direkt vor einem Lüfter. Ich meine zudem, dass man den Ladevorgang irgendwann beenden muss, wenn der Akku voll ist. Zumindest wenn man auf 4,2 Volt hoch geht. Ich würde 4,0 Volt bevorzugen, dann lebt der Akku länger.
Herwig W. schrieb: > Die Idee einen Solarladeregler zu nehmen ist super! Das ist kein Solarladeregler. Der Verkäufer nennt das nur so. Das ist ganz normale minimalistische SEPIC mit getrennten Drosseln. Echte Solarladeregler sollte etwas mehr haben: Ausgangs- und auch Eingangsstrombegrenzung, oft auch sogenannte MPPC (Maximum Power Point Control Setpoint) (kuck mal z.B. Datasheet für LTC3119). Herwig W. schrieb: > Würde nicht auch ein Buck Konverter gehen, bei dem man eine maximale > Stromstärke einstellen kann? Man sollte bestimmte Schaltung ankucken. Wenn möglich, daß IC-Ausgang unter Spannung ist und Vin nicht vorhanden, solltest du in Datasheet genau lesen, ob das zulässig ist (eher nicht). Bei einem einfachen Buck wird IC-Ausgang über Drossel mit Akku verbunden, auch wenn ausgeschaltet. Bei SEPIC und ZETA ist Ausgang von IC durch Kondensator getrennt. Meistens sind IC-Elemente mit p-n-Übergang isoliert. Deshalb sind oft komische Effekte möglich. Plötzlich bekommst du eine Diode, wo du keine geahnt hast... Früher gab es feste Regel für alle IC: zuerst VCC, erst dann alles andere. Heute gibt es genug IC, die mehr Freiheit geben. Trotzdem sollte man immer noch Datenblatt lesen und sicher stellen, daß alles in dem zulässigen Bereich bleibt. Übrigens: du willst 4,2V-Akku über Buck-Regler von 20 Volt aufladen. Das ist etwas zu viel. Das wird arbeiten, aber Effizienz wird niedriger, als wenn du 4,2V-Akku von 9...12 Volt speist. Wenn du Bilder in Datasheets für verschiedene IC siehst, wird das vielleicht deutlicher. Es geht hier nicht um sehr großen Werte. So z.B: ob Effizienz 95%, 90% oder nur 80% wird. Aber bei 80% hast du 4x Wärme als bei 95% Wirkungsgrad...
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Maxim B. schrieb: > Das ist etwas zu viel. Streiche "zu", aber... ja. Auch zum restl. Absatz. Vollintegrierte Synchrone Buck-Converter (all-in-1, mit 2. Fet statt Diode "unten", und zwar dem_gleichen_Fet wie "oben") funktionieren am allerbesten im näheren Bereich um ÜV 2:1 (Übersetzungs-Verhältnis "die Eingangs- Spannung circa halbierend"). Und zwar, weil man für höheres ÜV normalerweise den "unteren" Fet dicker (geringerer R_ON) dimensionieren würde (bzw. müßte - um den Wirkungsgrad trotzdem maximal zu halten). Ist deutlich bis hin zu untragbar schlechter, das nicht tun zu können in so einem Fall. Genauso schlechter z.B. nicht-synchrone Wandler (mit dieser Diode "unten") - deren Verluste bei hohen ÜV sind beträchtlich. Höheres Übersetzungsverhältnis geht so gesehen besser mit einem sog. "Controller" (monolith. integriert nur die Steuerung, nicht die Schalt-Fets) - allerdings halt einem "synchronous". Das ist im so niedrigen Kleinspannungsbereich je nach Einsatzgebiet und dessen Anforderungen (bspw. eben "hohe Effizienz / wenig Wärme" gefordert) praktisch Usus - freilich nicht überall. Steht komplett-Eigenbau zur Diskussion, oder einzig Fertigmodule? Genau wie den "unteren" Fet könnte man auch die passiven Bauteile (L, Cs) dem ÜV entspr. anders dimensionieren, aber das ist ja vgl. mit dem Einfluß des genannten Fet-R_ON sozusagen zweitrangig. Am besten: Synchronous Buck Controller mit Lade-Spezialisierung* + passendem U_ein-Bereich (>= 20,21,22VDC) [* also zusätzlich zum U_aus-Spannungsteiler auch integrierter I_aus-Meßmöglichkeit]. Grade LT/Analog hat doch sogar noch viel spezielleres - es müßte sicherlich eine gewisse Auswahl vorhanden sein dort. Die DC-Abtrennung beim SEPIC ist schon gut, aber ich dachte kaum an das Steuer-IC (das beim Buck ja nur U_aus minus V_F(Bodydiode) an V_cc gelegt bekommt dabei - die Gates isolieren weiterhin...) - einzig an den Akku. Den FB-Teiler kann man Topologie-unabhängig via Fet wegschalten - allerdings benötigt eine vollständige Abtrennung des Wandlers ja auch beim Buck nur einen Fet, wenn auch nicht nur einen winzigen. Da man aber doch normalerweise sowieso einen Tiefentladeschutz (separat/ob Wandler oder nicht) miteinplant... das kann (bzw. wird) ja ein und der selbe Fet machen. Bitte mal drauf eingehen, welche genauen Möglichkeiten überhaupt diskutiert werden sollten (weil anderes nicht in Frage kommt) - wie ich oben schon kurz andeutete. Sonst reden wir ja vielleicht viel umsonst daher (und nicht-zielorientiertes kann ja auch mal die Verwirrung steigern, anstatt unbedachte Chancen zu eröffnen).
Danke für die Antworten! Das eigentliche Projekt ist es eine Powerbank mit großer Kapazität (Ich dachte an 14 18650er Zellen in Flaschenform) zu bauen, die meinen Sohn auf längeren Wanderungen begleitet. Sie sollte daher möglichst klein und leicht sein, aber trotzdem nicht viel länger als 12 Stunden zum Laden brauchen. Daher kam ich auf die Idee die Leistung mit einem 65W pd Ladegerät zu liefern. Zusätzlich wäre es natürlich auch angenehm, wenn eine gewisse Betriebssicherheit gegeben wäre. Meine Erfahrung im Herstellen eigener Leiterplatten ist sehr überschaubar, daher ist es sicherlich besser fertige Module zu verwenden. Was ich gut kann ist mit cnc Fräse und ähnlichem passgenaue Kühler zu fertigen, oder die Hülle als Kühler zu gestalten. Ich bin jetzt auf dieses Modul gestossen: [[https://de.aliexpress.com/item/4000574214602.html?aff_fcid=fa47dbb832304daaa22694e558c21c20-1617362105911-03882-_d8hmFU2&aff_fsk=_d8hmFU2&aff_platform=portals-search&sk=_d8hmFU2&aff_trace_key=fa47dbb832304daaa22694e558c21c20-1617362105911-03882-_d8hmFU2&terminal_id=0f9718e31af242b5b386100108c721d5&tmLog=new_Detail]] Was haltet Ihr davon?
Herwig W. schrieb: > Was haltet Ihr davon? Wenig, denn diese Dinger kann man fertig kaufen. Wenn du etwas lernen willst, mache das doch mit weniger teurem Material oder mit Dingen, die man nicht genau so fertig kaufen kann.
Die Familiär bedingte Oster Computersperre ist vorbei, also kann ich mich wieder melden. ;-) @ Stefanus: Hast eigenlich recht, ich hab nur ein Zeitproblem gehabt, das jetzt nach Rücksprache mit meinem Sohn nicht mehr so schlimm ist. Die Eckdaten sind allerdings ziemlich fordernd. Ich hätte gerne eine Ladestromstärke von mindestens 2,5-3 A. Und die Geometrie der Leiterplatte ist auf ein 6-eck mit ca 30 mm seitenlänge begrenzt. Ich kann allerdings mehrere platten übereinander anordnen. So wie ich es verstanden habe wäre also eine Stromversorgung mit ca 9v am besten, da kann ich das pd usb c Ladegerät mit einer entsprechenden Decoy- Buchse verwenden. Dann brauche ich eine SEPIC Schaltung mit Strombegrenzung, die eben die besagten 3A Dauerstrom aushält. Um die nötigen Kühlkörper klein zu halten wäre ein guter Wirkungsgrad auch wichtig. Wie seht Ihr die Chancen, dass das möglich ist?
Herwig W. schrieb: > Wie seht Ihr die Chancen, dass das möglich ist? DU hast ja wenig Erfahrung mit Schaltwandlern, deswegen empfehle ich den Einsatz fertiger Module. Wenn du da ein passendes findest stehen die XChancen gut, dass das was wird.
Angehängte Dateien:
-
4S2P_.png
130 KB
Herwig W. schrieb: > Dann brauche ich eine SEPIC Schaltung mit > Strombegrenzung, die eben die besagten 3A Dauerstrom aushält. Um die > nötigen Kühlkörper klein zu halten wäre ein guter Wirkungsgrad auch > wichtig. > Wie seht Ihr die Chancen, dass das möglich ist? Ich habe in Januar eine Probe mit 4S2P für 12 Volt gemacht. Velleicht kannst du Ideen auch für deine Schaltung nehmen... Schaltbild ist hier zu ausführlich, da das für PCB als Vorlage diente (jeder Kondensator einzeln). Ich habe nicht alle Abblockkondensatoren eingelötet. Von R10 wird negative Kontrollspannung genommen, mit DA1.4 invertiert und verstärkt. Über VD3 wirkt sie an FB von LM3478 für Strombegrenzung. Strombegrenzungswert ist hier mit Q2 umschaltbar (eigentlich überflüssig). DA1.1-DA1.3 arbeiten als Ladestromanzeige. VD2 und R9 mit RP1 entladen Akku in Ruhestand, hier habe ich aber nichts dagegen gemacht. Das ist ja eine Probe. C9R11 sind Platzhalter, die sind nicht unbedingt notwendig. C4R4 kann man notfalls auch sparen. Alles arbeitet stabil, Wirkungsgrad über 90%. Ich denke, alles wird auch von 9V arbeiten (die Schaltung ist auch für Arbeit in PKW gerechnet. Bordnetz kann auch bis zu 8,5 V gehen, wenn Anlasser arbeitet. Deshalb L1 und VD1, wenn Arbeit in PKW nicht geplant, sind die nicht notwendig). Ausgangsspannung kann man auch niedriger machen: R9 anpassen (FB=1,26V). R32, R33, R16, R21, R12, Q2 nicht notwendig, R15 = 100k, C11 = 6n8. Für höheren Ladestrom R15 oder R10 kleiner wählen. Strombegrenzung beginnt, wenn Ausgang von DA1.4 ca. 1,8V hat, so kann man das berechnen.
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Habe noch etwas gefunden, das spezialisiert ist hierauf: https://powerdensity.com/szpl3102a-szpl3103a/ https://powerdensity.com/wp-content/uploads/2021/03/SZPL3102-3103-Product-Brief-Green-Final.pdf Umsetzung Deinerseits zwar wenn, nur mit viel Hilfe (2MHz Switcher sind nicht wirklich handzahm), aber halt zu Deinen elektr. Anforderungen passend, wenn ich das richtig sehe.
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