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Sel(R)

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Radebeul,
02.10.2018,
20:08
 

Ladegerät Bleiakku - ein Versuch... (Elektronik)

Hallo,

ich versuche einfach mal bestimmte Schaltngen selbst zu entwickeln und bissel zu lernen. Klar gibts im Netz Vorlagen, die kann ich im Notfall immer noch verwenden.

Hier mein erster Versuch fürs Ladegerät für kleine Bleigelakkus. Bisher existiert nur der Schaltplan.



Mit R1 und R2 stelle ich die Grenzen des regelbaren Strombereichs ein, in meinem Fall also 100mA bis 700mA. Der einstellbare Spannungsbereich wird mit R3 und R4 festgelegt, bei mir etwa 6V bis 16V. Die genauen Grenzen sind jetzt erstmal nebensächlich.

Wenn ich nun den Akku verkehrt herum anschließe, so fliegt mir die sekundäre Sicherung um die Ohren, aber wahrscheinlich verabschiedet sich auch der LM358. Was kann ich dagegen tun? Parallel zum Ausgang könnte ich eine Diode schalten, danach direkt zum Ausgang eine Sicherung. Perfekter Schutz der Schaltung, jedoch fällt an so einer Sicherung auch Spannung ab (ca. 0,2V). Das will ich nicht. Schließe ich nun den positiven Eingang des OPV vor der Sicherung an (vom Ausgang her gesehen), so wird mir bei Falschpolung der Batterie der OPV ebenfalls durchbrennen.

Bitte mal paar Gedanken für mich :-)

LG Sel

xy(R)

E-Mail

02.10.2018,
20:17

@ Sel

Ladegerät Bleiakku - ein Versuch...

Relais und Diode, und noch einen 555, der den Ladestrom periodisch abschaltet.
.

Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
03.10.2018,
11:10
(editiert von Sel
am 03.10.2018 um 11:10)


@ xy

Ladegerät Bleiakku - ein Versuch...

» Relais und Diode, und noch einen 555, der den Ladestrom periodisch
» abschaltet.
»

Gehts auch so?


Natürlich könnte ich statt der Sicherung auch eine Diode einbauen.
Die Frage ist, wie übel nimmt mir der 358 eine kleine negative Spannung an seinem Eingang? Laut Datenblatt leider sehr übel, wenn ich das richtig lese.

LG Sel

simi7(R)

D Südbrandenburg,
03.10.2018,
11:21

@ Sel

Ladegerät Bleiakku - ein Versuch...

» » Relais und Diode, und noch einen 555, der den Ladestrom periodisch
» » abschaltet.
» »
»
» Gehts auch so?
»
»
» Natürlich könnte ich statt der Sicherung auch eine Diode einbauen.
» Die Frage ist, wie übel nimmt mir der 358 eine kleine negative Spannung an
» seinem Eingang? Laut Datenblatt leider sehr übel, wenn ich das richtig
» lese.
»
Das wäre auch mein Vorschlag gewesen. War nur mit dem Zeichnen nicht so schnell.
Die Dioden hab ich weg gelassen (kein Platz in der Zeichnung).
Und noch ein Hinweis: die rote Linie.


Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
03.10.2018,
14:56

@ simi7

Ladegerät Bleiakku - ein Versuch...

» Die Dioden hab ich weg gelassen (kein Platz in der Zeichnung).
» Und noch ein Hinweis: die rote Linie
»
»

Uuuups... Da habe ich glatt einen Schaltfehler bei mir gefunden. Also so jetzt:


LG Sel

xy(R)

E-Mail

04.10.2018,
16:28

@ Sel

Ladegerät Bleiakku - ein Versuch...

» Uuuups... Da habe ich glatt einen Schaltfehler bei mir gefunden. Also so
» jetzt:
»

Nimm für die eine Diode keine 1N4007, sondern was dickeres. Das Schmelzintegral üblicher 800mA Sicherungen ist zu groß für eine 1N4007.

Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
04.10.2018,
19:49

@ xy

Ladegerät Bleiakku - ein Versuch...

» » Uuuups... Da habe ich glatt einen Schaltfehler bei mir gefunden. Also so
» » jetzt:
» »
»
» Nimm für die eine Diode keine 1N4007, sondern was dickeres. Das
» Schmelzintegral üblicher 800mA Sicherungen ist zu groß für eine 1N4007.

Danke. Sonst hätte ich eine P600 reingebaut
Ich habe jetzt jedoch statt der Sicherung eine Diode drin, damit entfällt die linke Diode gegen Masse. Und meine Schaltung ist ausreichend geschützt bei Verpolung. Leuchtdioden zeigen den normalen und den fehlerhaften Anschluß der Batterie an.

Wie war das mit dem 555er gemeint? Was soll letztendlich eine immer wieder neu beginnende Ladung für den Akku bringen (im Minutentakt)? Ich habe jetzt ja erst Konstantstrom, dann Konstantspannung zum Laden. Die Dauer muß ich selbst bestimmen, da brauche ich keine End-Abschalt-Automatik.

LG Sel

xy(R)

E-Mail

04.10.2018,
20:36

@ Sel

Ladegerät Bleiakku - ein Versuch...

» Ich habe jetzt jedoch statt der Sicherung eine Diode drin, damit entfällt
» die linke Diode gegen Masse. Und meine Schaltung ist ausreichend geschützt
» bei Verpolung. Leuchtdioden zeigen den normalen und den fehlerhaften
» Anschluß der Batterie an.

???
Zeig mal.


» Wie war das mit dem 555er gemeint? Was soll letztendlich eine immer wieder
» neu beginnende Ladung für den Akku bringen (im Minutentakt)?

Das war wegen der Selbsthaltung des Relais.

cmyk61(R)

E-Mail

Edenkoben, Rheinland Pfalz,
05.10.2018,
11:27
(editiert von cmyk61
am 05.10.2018 um 11:28)


@ Sel

Ladegerät Bleiakku - ein Versuch...

Hallo Sel,

ich habe vor Jahren auch einmal ein Bleiaccu Ladegerät mit Erhaltungsladung gebaut.

Mein Fazit aus anderen Netzteilen hinsichtlich Kurzschlussfestigkeit und Verpolungssicherheit:

Das ist ein extrem heikles Thema.
Mann kann sich kaum vorstellen, wie schnell die Transistoren und Dioden bei einem satten Kurzschluss und falscher Polarität des angeschlossenen Accus durchlegieren, explodieren, in die ewigen Jadggründe entschweben...
Zum einen sind die (kurzschluss)Ströme von Accus extrem hoch, zum anderen scheint viel mit der Stromanstiegsgeschwindigkeit zusammen zu hängen. Elektronische Sicherungen sind einfach nicht immer schnell genug.
Mein Favorit ist eigentlich ein Verpolschutz-Relais am Ausgang, welches erst dann anziehen kann, wenn die Spannung an den Klemmen richtig gepolt ist.
Abfallen muss es, sobald kein Verbraucher mehr dran hängt, sprich kein Strom mehr fliest.
Also zwei Messwege:
Relais NOCH abgefallen: Spannungsmessung -> Entscheidung
Relais angezogen: Strommessung -> Entscheidung

Gruß
Ralf


» » »
» »
» » Nimm für die eine Diode keine 1N4007, sondern was dickeres. Das
» » Schmelzintegral üblicher 800mA Sicherungen ist zu groß für eine 1N4007.
»
» Danke. Sonst hätte ich eine P600 reingebaut
» Ich habe jetzt jedoch statt der Sicherung eine Diode drin, damit entfällt
» die linke Diode gegen Masse. Und meine Schaltung ist ausreichend geschützt
» bei Verpolung. Leuchtdioden zeigen den normalen und den fehlerhaften
» Anschluß der Batterie an.
»
» Wie war das mit dem 555er gemeint? Was soll letztendlich eine immer wieder
» neu beginnende Ladung für den Akku bringen (im Minutentakt)? Ich habe jetzt
» ja erst Konstantstrom, dann Konstantspannung zum Laden. Die Dauer muß ich
» selbst bestimmen, da brauche ich keine End-Abschalt-Automatik.
»
» LG Sel

xy(R)

E-Mail

05.10.2018,
11:33

@ cmyk61

Ladegerät Bleiakku - ein Versuch...

» Mein Favorit ist eigentlich ein Verpolschutz-Relais am Ausgang, welches
» erst dann anziehen kann, wenn die Spannung an den Klemmen richtig gepolt
» ist.
» Abfallen muss es, sobald kein Verbraucher mehr dran hängt, sprich kein
» Strom mehr fliest.
» Also zwei Messwege:
» Relais NOCH abgefallen: Spannungsmessung -> Entscheidung
» Relais angezogen: Strommessung -> Entscheidung

Oder eben den Ladestrom periodisch kurz unterbrechen, dann reicht die Spannung an den Ausgangsklemmen.

Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
05.10.2018,
17:10
(editiert von Sel
am 05.10.2018 um 20:37)


@ cmyk61

Ladegerät Bleiakku - ein Versuch... + Edit und Frage

» Hallo Sel,
»
» ich habe vor Jahren auch einmal ein Bleiaccu Ladegerät mit Erhaltungsladung
» gebaut.
»
» Mein Fazit aus anderen Netzteilen hinsichtlich Kurzschlussfestigkeit und
» Verpolungssicherheit:
»
» Das ist ein extrem heikles Thema.
» Mann kann sich kaum vorstellen, wie schnell die Transistoren und Dioden bei
» einem satten Kurzschluss und falscher Polarität des angeschlossenen Accus
» durchlegieren, explodieren, in die ewigen Jadggründe entschweben...
» Zum einen sind die (kurzschluss)Ströme von Accus extrem hoch, zum anderen
» scheint viel mit der Stromanstiegsgeschwindigkeit zusammen zu hängen.
» Elektronische Sicherungen sind einfach nicht immer schnell genug.
» Mein Favorit ist eigentlich ein Verpolschutz-Relais am Ausgang, welches
» erst dann anziehen kann, wenn die Spannung an den Klemmen richtig gepolt
» ist.
» Abfallen muss es, sobald kein Verbraucher mehr dran hängt, sprich kein
» Strom mehr fliest.
» Also zwei Messwege:
» Relais NOCH abgefallen: Spannungsmessung -> Entscheidung
» Relais angezogen: Strommessung -> Entscheidung

Das ist eine super Idee! Werde das mal mir überlegen. Bis jetzt habe ich ja nur die Schaltung ohne Verpolschutz fertig aufgebaut. Und die Erweiterung ist ja gut nachrüstbar.

Das mit dem extremen Kurzschlußstrom von Bleigelakkus stimmt. Auch sehr kleine Akkus (unter 2Ah) kommen sehr leicht auf 200 Ampere und mehr Kurzschlußstrom. Und damit verdampft nicht nur die Schaltung augenblicklich.

Edit: die neue Schaltung


Die rote LED leuchtet wenn der Akku falsch angeklemmt ist oder kein Akku am Ladegerät, die grüne LED leuchtet wenn alles ok ist.
Für die Strommessung zum Abschalten des Relais (wenn kein Akku am Ladegerät ist, also kaum Strom fließt), soll ich direkt am Stromshunt abgreifen (würde den zweiten OPV vom LM358 verwenden)? Und warum der Optokoppler? Weil ich damit die wirkliche Trennung vom Akku erreiche, solange der nicht fest angeschlossen ist. Eventuell muß für das Relais noch ein Vorwiderstand rein, falls der Netztrafo doch zuviel Spannung rüberreicht.

LG Sel

Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
06.10.2018,
10:27
(editiert von Sel
am 06.10.2018 um 10:55)


@ Sel

weiter gehts mit Fragen...

Habe das jetzt so:


Zwar noch nicht ganz aufgebaut, aber müßte funktionieren. Jetzt kann die Batterie nur gelanden werden, wenn sie polrichtig angeschlossen wird. Ansonsten leuchtet nur eine rote LED.

Ist aber nun das einfache Ladegerät am Netz angeschlossen und die Batterie wird entfernt, so bleibt das Relais durch die anliegende Spannung vom Ladegerät angeschalten. Ein Schutz gegen eine verpolt angeschlossene Batterie ist nun nicht mehr gegeben. XY hatte vorgeschlagen die Batterie periodisch vom Ladegerät durch ein Relais zu trennen um festzustellen ob da am Gerät noch eine Batterie ist. Solche Prüfung müßte ja sinnvollerweise im Sekundentakt passieren. Damit fällt ein Relais als Schutz aus, ich müßte einen Mosfet einbauen. Der durch so eine Schaltung "pulsende" Ladestrom dürfte die Batterie zwar nicht interessieren, das weiß ich allerdings nicht sicher.

Ich suche nun nach einer Möglichkeit, die angeschlossene Batterie auch ohne Abschaltung zu erkennen. Ich könnte den Strom überwachen, ist der zu klein, so ist keine Batterie angeschlossen. Dadurch wird allerdings ein "Starttaster" zu Beginn des Ladevorgangs notwendig. Ohne den würde die Schaltung durch den offenen Relaiskontakt von einer fehlenden Batterie ausgehen. Das gefällt mir aber nicht, nicht zu viele notwendige Bedienelemente sollen sein. Andererseits wird duch das abgefallene Relais bei einem Netzausfall die Batterie nicht wieder ans Ladegerät geschalten, was auch ein Vorteil sein kann.
Eine andere Möglichkeit wäre eine mechanische Erkennung an den Bananenbuchsen des Ladegerätes. Ist kein Stecker drin, so ist auch keine Batterie dran. So was wäre zwar nicht idiotensicher, aber besser als gar kein Schutz.
Auch gibts spezielle Schaltkreise für eine Schutzfunktion. Zum Beispiel mit einem sogenannten Profet (BTS555) wäre ich alle Sorgen los. So weit wollte ich es aber mit dem einfachen Gerät nicht treiben.
Letztendlich könnte ich ins Gerät eine verpolsichere Buchse einbauen, dann spare ich mir alles Gedöns. Dazu müßte ich allerdings auch die eingesetzten Batterien mit einem festen, unlösbaren und überall gleichem Kabel und Stecker versehen. Auch keine Lösung.

Bin bissel ratlos nun. Natürlich hilft auch: Vor dem Einschalten Hirn aktivieren...

Edit: Die Sache mit dem Relais sollte eigentlich auch bleiben. Denn wenn keine Batterie am Ladegerät dran ist, die Abschaltung doch mal funktionieren sollte, dann liegt auch keine Spannung an den Kabeln an. Solche rumfliegenden Kabel können durchaus Schaden mit der kleinen Spannung anrichten. Außerdem, sollte ein Kurzschluß passieren, so reicht der Kühlkörper vom L200 nicht mehr aus, dem wirds dann mächtig warm. Der hat zwar einen Thermoschutz, doch der ist ja wirklich nur für den echten Fehlerfall gedacht.

LG Sel

xy(R)

E-Mail

06.10.2018,
11:28

@ Sel

weiter gehts mit Fragen...

Die umständliche Relaisansteuerung ist nicht nötig, auf die paar mA Ladestrom kommts doch nicht an.

Und das Abschalten kannst du auch dem L200 überlassen, einfach den Feedbackpin als Power-Down missbrauchen.

Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
06.10.2018,
11:36
(editiert von Sel
am 06.10.2018 um 11:38)


@ xy

weiter gehts mit Fragen...

» Die umständliche Relaisansteuerung ist nicht nötig, auf die paar mA
» Ladestrom kommts doch nicht an.

Stimmt auch wieder. Meine Beschaltung hat jedoch den Vorteil, das sich die Batterie nicht übers Relais entladen kann (dauert natürlich odentlich lange).

» Und das Abschalten kannst du auch dem L200 überlassen, einfach den
» Feedbackpin als Power-Down missbrauchen.

Dazu muß ich nur noch die Erkennung der Batterie hinbekommen. Ansonsten ok.

xy(R)

E-Mail

06.10.2018,
11:39

@ Sel

weiter gehts mit Fragen...

» Erkennung der Batterie

Das macht doch das Relais, das zieht schon früh genug an. Und ein total leerer Bleiakku ist eh tot.

Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
06.10.2018,
11:58

@ xy

weiter gehts mit Fragen...

» » Erkennung der Batterie
»
» Das macht doch das Relais, das zieht schon früh genug an. Und ein total
» leerer Bleiakku ist eh tot.

Nein. Das Relais zieht an. ok. Aber wenn ich den Akku vom Gerät trenne, so bleibts Relais angezogen. Das ist mein Problemchen. Dabei ist es wurscht ob das relais vom Ladegerät oder vom Akku versorgt wird.