Akku laden

Begonnen von picass, 17.01.2023, 11:33:43 CET

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picass

Bin auf der Suche nach einem Ladecontroller, rsp. einem Lade-IC. Das soll zwei Zellen, die in Reihe geschaltet sind, laden können. Bei den Zellen handelt es sich um die üblichen NiMH Zellen in Mignon-Baugröße. Dieses Zweierpack soll in ein Gerät verbaut werden und ist dort nicht für Ladezwecke entnehmbar, rsp., dies soll in der Praxis vermieden werden. Lade-ICs gibt es wie Sand am Meer, darunter auch so niedliche kleine mit nur 4 Anschlüssen, die teils auch sehr preiswert sind. Aber in aller Regel sind die für das Laden einer einzelnen Zelle gedacht, nicht für eine Reihenschaltung mehrerer.

Gefunden habe ich bislang das MAX846A. Das wird explizit auch und für das Laden eines solchen Zweierpacks von Maxim empfohlen. Aber das sitzt in einem wenig geliebten QSOP-Gehäuse und kostet locker mehr als 10 € und das ist schon etwas heftig. Zudem benötigt das einen Haufen an Bauteilen ringsum, die auch allesamt einzeln in den Werten ermittelt/angepasst werden müssen und ist ohne eigene, neue Platine kaum sinnvoll zu verwenden.
Die Anforderungen an die Ladetechnik sind im vorliegenden Fall eher gering: es muss weder schnell gehen, noch ist hohe Genauigkeit gefragt: einfach automatisch nachladen, das wäre es auch schon. Hätte da jemand einen Tipp für ein einfacheres und preiswerteres Lade-IC für solch Zweierpack?
Grüße, picass

Peter

Mehrere Zellen gleichzeitig laden ist immer Käse.
Man weis nie ob die einzelnen Zellen noch in ordnung sind.
Am besten jede Zelle einzeln laden. Schalte die Akkus hintereinander und
lade sie dann einzeln mit einem lade IC. Also pro Akku ein lade IC.
Dann werden sie auch immer optimal geladen und sind immer gleich voll.

picass

Im Prinzip ja....., aber du hattest nicht beachtet, dass die Zellen im Regelfall nicht entnommen werden sollen. Eine nach sämtlichen Regelgrößen optimale Auslegung kann und soll auch gar nicht versucht werden, wofür auch gewisse Nachteile in Kauf genommen werden.
Beinahe hätte ich eben was Gutes gefunden: den MAX 712/713. Der kostet zwar auch fast 10 €, wäre aber für mehrere Zellen-Ladung nutzbar und vor allem im DIP- oder SO-Gehäuse greifbar. Aber dann kam der Horror so mancher Datenblätter: die Beschreibung ist Murks.
Da sollen mindestens ein "Thermistor", am besten gleich 3 davon verwendet werden, um die Temp zu überwachen. Leider ist im Datenblatt weder ein möglicher Typ genannt, noch sind wenigstens die technischen Daten aufgeschrieben. Und - ach ja - "Thermistor" ist ein Sammelbegriff, das könnte ein NTC sein, aber ebenfalls ein PTC. Also echt Schrott das Datenblatt von MAX. So leider nicht nutzbar.
Mist, wieder zwei Stunden mit ergebnislosem Suchen verbracht. >:(
Grüße, picass

picass

Die forschende Suche ging weiter, ohne allerdings ein helles Licht zu finden. Hatte auch – Asche auf mein Haupt – in einem gewissen, großen Forum geschnüffelt, nur um festzustellen, dass dort auch niemand ein Licht aufgegangen ist, in der Regel enden Freds ohne überzeugendes Ergebnis. Da habe ich wohl unwissendlich ein rechtes Fass geöffnet.
Weitere Beispiele:
- Max1501: der ist eigentlich für eine Zelle Lithium-Ion (Li+) mit 4.2 V gedacht, wird aber auch für 3x NiMH-Zellen angepriesen. Nützt mir mit meinen zwei Zellen aber nichts.
- BQ25172:  ein linear charger für 1 bis 6 NiMH Zellen.
Ein Lader, der bei Mouser als ,,neu" betitelt wird und sonst von keinem einzigen Versender angeboten wird. Eigentlich klingt das alles sehr gut: Es gibt nur sehr wenige und simple externe Bauteile und der Preis wäre super: genau 2 €. Aber gettz:
Das Package: WSON.  Bedeutet 2x2x0,9 mm; Anschlüsse alle unten; je 4 auf zwei gegenüber liegenden Seiten; nur bei mouser erhätlich; 20 € Porto für FedEx-Express; der Microling hat unten sogar eine Kühlfäche und die will berücksichtigt werden!!!

- Ltc4007:   sehr aufwendige externe Beschaltung mit u.a.  gleich 3x MosFets, mit Induktivität und 300 khz, 24 Pinne, tausende Bauteile nach Formel zu berechnen....

Es gäbe ja auch die Möglichkeit, einen PIC mit einem Ladeprogramm zu versehen. Spannungen zu kontrollieren ist ja ein eher geringeres Prob. Aber eigentlich wollte ich nicht alle Räder wieder neu erfinden und dem Prob, zwei in Reihe geschaltete Akkus zu laden nicht eine Woche Zeit opfern. Immerhin sind NiMH-Akkus entweder gar nicht oder nur sehr unvollkommen in der Änderung der Ladespannung zu kontrollieren. Eher schon nach der Temp- Entwicklung. Da dann am besten mindestens zwei Thermistoren einsetzen. Ach ja, den Stromfluss kontrollieren, eine zeitliche Sicherheitsabschaltung, alles so was, wo man selbst über ganz viel Erfahrung verfügt und das programmtechnisch mal so eben kurz anfügt.

Eine Lösung, die praxisgerecht wäre, ist noch nicht in Sicht, möglicherweise entscheide ich mich für was ganz Simples, einfach, um voran zu kommen. Wenigstens eines ist geklärt: der ominöse "Thermistor" fand sich in Datenblättern für andere Regler. Es ist ein NTC mit 10 kO Nennwert, z.B. ein "AT103-2".
Grüße, picass

picass

Bei weiteren Recherchen wirds immer wüster:
- BQ25173:  ohne externen ntc, nur für ,,Super-Kondensatoren", also keine Akkus, sondern so was wie ,,Goldcaps" mit je 2,7 Volt Ladespannung
- BQ25125: wäre gut, auch im WSON-Gehäuse, aber nur mit Nano-Lötbällchen drunter !!
- BQ25155: nur mit Nano-Bällchen

Meine Entscheidung:
Auf längere Sicht werde ich den BQ25172 ausprobieren. Den gibts inzwischen bei DigiKey/USA mit 18 € Transport, bei Alibaba mit ca. 8 € Transport, aber unklarer Lieferzeit: mal 15 Tage, mal 2 Monate. Wenn genug anderes Material zusammen kommt, dann wären die Transportkosten verschmerzbarer, dann vielleicht doch bei Mouser.

Fürs Erste wird aber eine einfache und schnelle Lösung genommen: der Strombedarf des Gerätes, hier solche ,,Dampflok" aus meinem Maulwurf-Fred, wurde gemessen: ca. 370 mA (bei zwei Zellen). Das Gerät wird ja intermittierend betrieben, sprich: es legt Pausen ein. Und in den Pausen wird mit Konstantstrom nachgeladen. Das wird dann einfach berechnet, sodass theoretisch die entnommene Energiemenge wieder genau ersetzt wird. Wobei das halt schlicht über die Zeit gesteuert wird.
Vorteil: es geht einfach und es geht mit einem meiner kleiner Steuer-PICs. Nachteil: über längeren Zeitraum wird sich natürlich eine Differenz ergeben. Wird zu wenig nachgeladen, bleibt die Lok irgendwann stehen, was aber erst nach sehr langer Zeit passieren wird und abgesehen von den platten  Akkus keine weiteren Nachteile hat. Wird zu viel geladen, gibts halt Überladung. Da sind aber NiMH-Akkus überhaupt nicht empfindlich. Die können bis zu 10 Stunden Überladung verkraften, natürlich nur unter bestimmten Bedingungen. Eine zeitlich kurze Überladung mit dem angestrebten 1/8 C werden sie sehr lange weg stecken können.

Also mal wieder was fürs PICCEN ! Kein schlechter Ausgang!
Grüße, picass

vloki

#5
Vielleicht Overkill, aber falls du mal was mit Überwachung der einzelnen Zellen suchst,
könntest du dir noch den DS2711Z+ anschauen.

Gibt es bei Farnell, Digikey, Mouser
MPLABX  XC8  KiCAD

picass

Volker, du Lurchie! 25 Minuten früher !
Nach meinem Entschluss, es mit einer Einfachst-Ladung für den Anfang vorlieb zu nehmen, musste ich noch ,ne Kleinigkeit bei Reichelt bestellen. Und bei die Gelegenheit ;)  warf ich noch einen Blick in die verfügbaren Lade-IC-Angebote und wurde mir bewusst, dass mir der dort u.a. vorhandene MAX712 ja durchaus gefallen hatte, nur die unklare Angabe des ,,Thermistors" hatte mich abgehalten. Nachdem das anderweitig geklärt war, schlug ich da gestern zu und billig war der leider nicht.

Gettz kommst du mit 25 min Verspätung und dem DS2711/12 um die Ecke. Beim Lesen dessen Datenblattes beschlug mir die Brille: Der passt nicht nur wie ,,Faust aufs Auge", nein, der passt wie Faust auf beide Augen! Der kann genau 2 in Reihe geschaltete NiMh-Akkus laden, das sogar individuell über den Mittelabgriff – so was hatte ich noch nie gesehen - , der kostet eher wenig Geld, kann mit vergleichsweise wenig externen Bauteilen auskommen, ist u.a. im SO-Gehäuse lieferbar und, und... und mittels zweier NTC's kann die Temp jeder der beiden Zellen überwacht werden! Voll der Hammer, genau gesagt: voll die zwei Hämmer oder auch: das ist das Rund-um-Sorglos-Lade-Paket!
Egal, welcher Kill auch immer, an dem Angebot kann ich schon aus Neugier nicht vorbei gehen. Seit Jahren ärgere ich mich, dass in meinem recht guten und auch mal teueren Akku-Lader immer wieder Zellen keinen Ladeschluss finden wollen und sich insgesamt eine wenig ausgewogene Balance zeigt: von zwei gleichzeitig im Lader gewesenen Zellen fällt gerne mal eine deutlich früher aus als die andere. Für Hausgebrauch will ich das hier angestrebte Ladeequippment ja gar nicht haben. Aber im Spezialzweck werden die kleinen Mignons schon etwas überstrapaziert und damit die überhaupt ,ne Weile das durchhalten, wäre wenigstens gute bis optimale Ladung ,ne feine Sache.

Ist mein Einfach-Konzept damit auf den Haufen geworfen? Nix! Geplant ist – das war aber schon bevor ich was vom DS2711 wusste – für die erste Einsatzstufe, wobei 10 min Betrieb sich mit 15 min Pause abwechseln und das Ganze dann 10 mal in Schleife, die Einfach-Nachladung zu nutzen. In der nach der Schleife längeren Pause – mehrere Stunden – soll dann die optimale Ladung erfolgen. Das wird schon was werden, dauert allerdings. Die Bestellung an Farnell ist eben raus, aber es wird wohl nötig werden, eine Platine zufertigen und den Aisler-Buben anzuvertrauen. 25 min früher...... knurr ! Aber danke trotzdem.
Grüße, picass



vloki

Zitat von: picass am 19.01.2023, 15:49:17 CETDer kann genau 2 in Reihe geschaltete NiMh-Akkus laden, das sogar individuell über den Mittelabgriff – so was hatte ich noch nie gesehen -
Das wäre in der Tat supergenial - ist aber nicht ganz so.

Der "Mittelabgriff" bei der Serienschaltung ist nur zum Messen!
(Es wird also nicht eine weiter geladen, wenn die andere voll ist)
MPLABX  XC8  KiCAD

picass

Ja, das ist mir beim wiederholten Lesen des Datenblattes auch aufgefallen. Könnte aber zumindest die halbe Miete werden, wenn sich nach mehreren Lade- u. Entladesequenzen die gespeicherten Energiemengen angleichen sollten.

Im Moment bewegt mich für die von mir zunächst geplante Einfachladung - also ohne dieses Lade-Ic - noch die Frage nach genau diesem Wechsel, genauer gesagt: wann denn die entnommene Energiemenge wieder eingefüllt ist. Würde zum Laden genau die Strommenge eingestellt, die vom Entladen bekannt ist, und auch die beiden Zeiten gleich gehalten, wäre dann der Gleichstand wieder hergestellt? Ich meine mich von den Zeiten der Ni-Cad-Zellen her zu erinnern, dass es da so einen Faktor 1,2 gegeben hätte, also der Ladestrom entsprechend größer oder die Zeit länger sein müsste.
Grüße, picass

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