Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LiFePO4 Akkuladung über LED-KSQ?


von J. S. (pbr85)


Lesenswert?

Ich baue gerade eine LED-Arbeitsleuchte, als Energiespeicher kommen 4 
6Ah LiFePO4 Zellen in Reihe zum Einsatz, samt einem BMS für 4S dieser 
Art von Zellen.

Neben einem 15V DC-Stecker Anschluss zum Laden möchte ich gerne auch 
eine 5V USB-C Buchse einbauen, weil dieser Anschluss so weit verbreitet 
ist und ich so die Leuchte praktisch überall laden kann. Zwar langsam, 
aber immerhin kann ich so fast überall Energie tanken.

Heißt also, dass ich die Spannung um etwa den Faktor 3 hochsetzen muss, 
ausgehend von der Ladeschlussspannung, bei 500mA Ladestrom hätte ich 
ohne jetzt die Verluste einberechnet etwa 1,5A Eingangsstrom bei 5V, was 
durchaus realistisch ist.

Da ich hier noch einige XL6005 IC liegen habe, dachte ich daran diesen 
auf 500mA zu beschalten und gleichzeitig die Variante zu wählen, wo die 
maximale Ausgangsspannung auf 15V begrenzt wird:

https://www.easybom.com/blog/a/an-introduction-of-xl6005-regulator

"When the output LED is open, the output voltage can be limited to a 
desirable value by using a separate Zener diode"

Gibt es etwas, was dagegen spricht? Diesen IC setze ich mittlerweile bei 
vielen meiner LED-Leuchten ein und er funktioniert soweit hervorragend 
als Boost-KSQ für LEDs. In der Form hier aber noch nicht und wollte 
daher hier noch nachfragen.

Danke für die Antworten.

: Bearbeitet durch User
von Helge (Gast)


Lesenswert?

Eher TL431 statt Z-Diode, damit kannst du die Maximalspannung besser 
einstellen. Statt der Beeinflussung über FB dürfte auch EN auf low 
ziehen funktionieren, dann sind die Widerstände einfacher zu berechnen.

von J. S. (pbr85)


Lesenswert?

Danke für die Empfehlung. Was die Einstellung der Spannung und des 
Stroms angeht, wirklich genau muss es nicht sein. Nur darf der Eingang 
halt nicht überlastet werden und die KSQ darf nicht mit der Spannung 
nach oben schießen, wenn das BMS beim Ladeende den Akku abtrennt.

Ob es dann nun 14,8V oder 15,5V werden ist nicht so wichtig, ebenso die 
500mA, die ich nur als Ungefähr-Wert genommen habe.

von Axel R. (axlr)


Lesenswert?

Wenn Du eine USB-C Buchse inbaust, kannst Du dem Ladegerät nicht gleich 
mitteilen, dass du mit 5V nicht auskommst, sondern entsprechend mehr 
Spannung benötigst? Dann kannst Du Dir den Step-up regler sparen.

von J. S. (pbr85)


Lesenswert?

Axel R. schrieb:
> Wenn Du eine USB-C Buchse inbaust, kannst Du dem Ladegerät nicht gleich
> mitteilen, dass du mit 5V nicht auskommst, sondern entsprechend mehr
> Spannung benötigst? Dann kannst Du Dir den Step-up regler sparen.

Die USB-C Buchse will ich doch nur deswegen einbauen, um die Leuchte mit 
handelsüblichen 5V Ladern versorgen zu können.

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

J. S. schrieb:
> Gibt es etwas, was dagegen spricht?
> Ob es dann nun 14,8V oder 15,5V werden ist nicht so wichtig

Sicher? Bei LiIo muss man die 4,2V ja recht genau einhalten, ist das bei 
LiFePO4 nicht auch so?

Außerdem müsste deine Zenerdiode eine Menge Energie verheizen.

Ich schließe mich dem Vorschlag mit dem TL431 an, mit einem Transistor 
verstärkt, wie im Datenblatt empfohlen. Und ein Kühlkörper!

> 5V USB-C Buchse einbauen, weil dieser Anschluss so weit verbreitet
> ist und ich so die Leuchte praktisch überall laden kann

USB-C ist in meinem Umfeld noch recht speziell, und "normale" USB 
Buchsen sind nur für 500mA ausgelegt. Die Tricks, die chinesische 
Smartphone-Hersteller anwenden, um aus Netzteilen das Maximum heraus zu 
holen, ohne dabei Kabel, Buchsen und Laptops zu zerstören willst du dir 
sicher nicht antun.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

J. S. schrieb:
> Gibt es etwas, was dagegen spricht?

Na ja  Zener sind nicht besonders genau, wenn der LiIon Akku eine 
Schutzschaltung hat mag das gehen


J. S. schrieb:
> wenn das BMS beim Ladeende den Akku abtrennt.

aber direkt ist das für LiIon zu ungenau, eine TL431B wäre genau genug.

J. S. schrieb:
> etwa 1,5A Eingangsstrom bei 5V, was durchaus realistisch ist.

Na ja, dann gibt es aber nicht mehr 'viele' geeignete Quellen. Die 
meisten USB Kabel machen bei 1.5A schon schlapp.

von J. S. (pbr85)


Lesenswert?

Stefan ⛄ F. schrieb:
> J. S. schrieb:
>> Gibt es etwas, was dagegen spricht?
>> Ob es dann nun 14,8V oder 15,5V werden ist nicht so wichtig
>
> Sicher? Bei LiIo muss man die 4,2V ja recht genau einhalten, ist das bei
> LiFePO4 nicht auch so?
>

Da ist ja dieses BMS-Board davor, welches diese Aufgabe übernimmt: 4S 
35A 3,2 V Gleiche BMS


https://de.aliexpress.com/item/4000785403888.html

@MaWin

Wie gesagt, die Zellüberwachung übernimmt das BMS und nach dem gestrigen 
Ausprobieren scheint es auch ziemlich genau zu funktionieren.

Was die USB-Versorgung angeht, meinte ich damit eher Ladegeräte, so gut 
wie alle haben mittlerweile mindestens 10W. Und wenn nicht, bzw. ich 
gerade kein richtiges Kabel habe, tja, alles kann man auch nicht haben. 
Dann werden die Akkus eben mit weniger Strom geladen.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

J. S. schrieb:
> Da ist ja dieses BMS-Board davor

Na dann hoffen wir mal, dass das so klappt. Die "overcharge protection" 
ist meist nicht als Ersatz für einen Laderegler gedacht.

J. S. schrieb:
> Was die USB-Versorgung angeht, meinte ich damit eher Ladegeräte, so gut
> wie alle haben mittlerweile mindestens 10W.

Im meinem Umfeld sind allerdings noch viele ältere Ladegeräte im Umlauf. 
Wenn du aus einem alten 5W Ladegerät einfach 2A ziehst, geht es kaputt!

von J. S. (pbr85)


Lesenswert?

Stefan ⛄ F. schrieb:
> J. S. schrieb:
>> Da ist ja dieses BMS-Board davor
>
> Na dann hoffen wir mal, dass das so klappt. Die "overcharge protection"
> ist meist nicht als Ersatz für einen Laderegler gedacht.

Ich werde es noch mal genauer ausprobieren im Laufe der Tage und die 
Spannungen messen. Aber gestern hat es zuverlässig bei 14,6V 
Gesamtspannung abgeschaltet, sodass der Strom vom Labornetzteil komplett 
auf Null sank.

Nach einigen Minuten flossen wieder kurz 3A und dann wieder ne 
Unterbrechung usw.

> Im meinem Umfeld sind allerdings noch viele ältere Ladegeräte im Umlauf.
> Wenn du aus einem alten 5W Ladegerät einfach 2A ziehst, geht es kaputt!
Ja, schon klar. Wie gesagt, man kann nicht alles haben. Ich könnte auch 
mit 1A Eingangsstrom rechnen und würde dann etwa nur mit ~300mA den Akku 
laden. Vllt mache ich das auch so.

: Bearbeitet durch User
von J. S. (pbr85)


Lesenswert?

Übrigens: Auf dem BMS ist ein BHDC-T28A IC verbaut.

http://www.cttg.com.hk/web_linecard/files/BM3451%20Series.pdf

von Jens G. (jensig)


Lesenswert?

J. S. schrieb:
> Nach einigen Minuten flossen wieder kurz 3A und dann wieder ne
> Unterbrechung usw.

Ja, und das ist Mist, wenn die Akkus dadurch auf Krampf auf ungesunden 
Spannungswerten gehalten werden

von J. S. (pbr85)


Lesenswert?

Jens G. schrieb im Beitrag ag #7076595:
> J. S. schrieb:
>> Nach einigen Minuten flossen wieder kurz 3A und dann wieder ne
>> Unterbrechung usw.
>
> Ja, und das ist Mist, wenn die Akkus dadurch auf Krampf auf ungesunden
> Spannungswerten gehalten werden

Habe ich nicht vor. Nur ab und zu voll laden, da dort das Top Balancing 
stattfindet.

Sonst eher so bis 3,5V pro Zelle laden.

: Bearbeitet durch User
von Manfred (Gast)


Lesenswert?

J. S. schrieb:
> Habe ich nicht vor. Nur ab und zu voll laden, da dort das Top Balancing
> stattfindet.
>
> Sonst eher so bis 3,5V pro Zelle laden.

Egal, was Du an Ausreden suchst: Du hast 4 Zellen, also sorge dafür, 
dass Deine Stromversorgung auch ohne Last niemals mehr als 14,4 Volt 
liefert.

Sich auf das eingebaute BMS zu verlassen bedeutet, die Zellen per 
Vorsatz ruinieren zu wollen.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.