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Hallo,

ich verwende folgenden Akku (NiMh, 4,8V, 1900mAh):
https://www.reichelt.at/at/de/shop/produkt/akku-pack_nimh_4_8_v_1900_mah_4_zellen_graupner-103155?PROVID=2807&gad_source=1&gclid=CjwKCAiArKW-BhAzEiwAZhWsIErVycpzErylWgCiRYA4HjlSn1RRQ_-5qYTp0nf-oJ7VShdkwnmXxxoCToMQAvD_BwE

Ich will diesen Akku für die Versorgung einer Elektronik verwenden, und den Akku gleichzeitig mit einem Netzteil laden. Das Netzteil hat 12V DC und kann einen Strom von 2A liefern. Ich will den Akku mit einer sehr einfachen Ladeschaltung laden (also mit einer etwas höheren Spannung + Vorwiderstand). Z.B. mit 1,5V pro Zelle, also 6V. Ich habe einen DCDC der die Spannung von 9V auf 6V wandelt und einen Strom von 2A liefern kann.

Fragen dazu:
1.) Kann ich das mit dieser Spannung von 6V und einem Widerstand von 12 Ohm (für Ladestrom 100mA) laden? Mir ist klar, dass dies etwas Zeit erfordert, aber das ist egal - es soll einfach die einfachste Ladeschaltung sein.

2.) Ich will den Akku dann auch für die Versorgung einer Elektronik verwenden, wenn nicht geladen wird (ohne dass abgesteckt werden muss. Kann ich hier einfach die Akkuspannung parallel abnehmen oder ist diese Spannung dann nicht "stabil", weil sie ja auch mit der Ladeschaltung verbunden ist?

Danke schon mal!

Helmut

NiMH Akkus sind für so einfache Ladeschaltungen ungeeignet.

» NiMH Akkus sind für so einfache Ladeschaltungen ungeeignet.

Ich denke, du verwechselst das mit LiPo Akkus?!

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» Ich denke, du verwechselst das mit LiPo Akkus?!

Im Gegenteil. Die sind einfacher zu laden.

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» » Ich denke, du verwechselst das mit LiPo Akkus?!
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» Im Gegenteil. Die sind einfacher zu laden.

Ich will für den NiMh einfach nur eine Schaltung für Dauerladen (Trickle CHarging) bauen, mit sehr kleinem Ladestrom von 100mA. Das müsste mit NiMh ohne Probleme funktionieren. Wenn der Akku "voller" wird, geht der Strom zurück (wenn der Akku die 6V erreicht hat, fließt kein Ladestrom mehr). Das sollte doch funktionieren?

» Dauerladen

Schädigt NiMH.

» » » NiMH Akkus sind für so einfache Ladeschaltungen ungeeignet.
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Grundsätzlich lassen sich NiMH-Akkus mit relativ einfachen Ladeschaltungen laden. Ich kann das so sagen, weil ich seit etwa 20 Jahren meine NiMH-Power-Packs für meine Modellflugzeuge mit einem Eigenbau-Ladegerät lade, und das mit gutem Erfolg. Es sind jedoch ein paar Dinge zu beachten: 1.) Es sollte mit Konstantstrom geladen werden. Mein Ladegerät erfüllt diese Bedingung, da lade ich die Akkus in 3 Stunden voll, nach vorheriger definierter Entladung. 2.) NiMH-Akkus haben den berüchtigten Memory-Effekt, es empfiehlt sich, sie vorher auf etwa 0,9 V Leerlaufspannung zu entladen. 3.) Sie dürfen nicht überladen werden, jedenfalls nicht mit großen Strömen, sonst werden sie sehr heiß und verlieren massiv an Kapazität. Die Ladung sollte beendet werden, wenn der Akku handwarm ist. In warmem Zustand verringert sich der Innenwiderstand des Akkus, ein ungeregelter Ladestrom würde ansteigen und den Akku erst recht erhitzen, was zu einer Art Lawineneffekt führt und den Akku schädigt, wenn man nicht sofort eingreift. (Als ich noch unerfahren in dem Thema war, habe ich auf diese Weise ein paar Akkus verheizt.) Mein Ladegerät hat deshalb eine zuverlässige thermische Abschaltung bekommen.

Bei kleinen Ladeströmen ist das ganze etwas unkritischer, die Akkus sollten aber auch da nicht unnötig lange am Ladegerät hängen. Die vorgeschlagene Lösung: Lade-Endspannung = Akku-Endspannung kann zwar funktionieren, aber die Akkus haben, fast wie Menschen, ihre "Launen", d.h., der Innenwiderstand kann, je nach vorausgegangener Nutzung (Memory-Effekt !), durchaus variieren, was logischerweise Einfluss auf den Ladestrom hat. Wenn man diese Lösung wählt, müsste die Lade-Endspannung relativ niedrig angesetzt werden, wobei aber der Akku nicht voll wird. Man stellt sich einen Akku immer gern wie einen Eimer Wasser vor, der eben voll oder leer ist. Diese Sichtweise ist aber zu kurz gesprungen. Die günstigste Lade-Endspannung ist bei kleinen Ladeströmen nur schwierig zu ermitteln. *** Wird eine Elektronik parallel betrieben, hat die Ladespannung einen Einfluss darauf, der Akku absorbiert nicht den ganzen Spannungsüberschuss. *** Noch ein Tipp: Als Vorwiderstand ein Glühbirnchen nehmen, das zeigt gleich, ob ein Strom fließt. Graupner hatte das in einem früheren Ladegerät auch so. *** Generell kann man NiMH-Akkus sehr einfach laden, nur ist das Ergebnis zuweilen unbefriedigend. Hängt halt, wie so oft, vom jeweiligen Einsatzfall ab.

» » » » NiMH Akkus sind für so einfache Ladeschaltungen ungeeignet.
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» Grundsätzlich lassen sich NiMH-Akkus mit relativ einfachen Ladeschaltungen
» laden. Ich kann das so sagen, weil ich seit etwa 20 Jahren meine
» NiMH-Power-Packs für meine Modellflugzeuge mit einem Eigenbau-Ladegerät
» lade, und das mit gutem Erfolg. Es sind jedoch ein paar Dinge zu beachten:
» 1.) Es sollte mit Konstantstrom geladen werden. Mein Ladegerät erfüllt
» diese Bedingung, da lade ich die Akkus in 3 Stunden voll, nach vorheriger
» definierter Entladung. 2.) NiMH-Akkus haben den berüchtigten
» Memory-Effekt, es empfiehlt sich, sie vorher auf etwa 0,9 V
» Leerlaufspannung zu entladen. 3.) Sie dürfen nicht überladen werden,
» jedenfalls nicht mit großen Strömen, sonst werden sie sehr heiß und
» verlieren massiv an Kapazität. Die Ladung sollte beendet werden, wenn der
» Akku handwarm ist. In warmem Zustand verringert sich der Innenwiderstand
» des Akkus, ein ungeregelter Ladestrom würde ansteigen und den Akku erst
» recht erh

Danke für die ausführliche Antwort!
ich könnte mit einem ausreichend dimensionierten PMOS den Akku von der Elektronik trennen, wenn die Netzteilspannung am EIngang (also die 9V) da sind, das Netzzteil über den Hohlstecker also angesteckt ist. Am SOurce die Akkuspannung, am GAte über einen Pulldown die EIngangsspannung von 9V. Bedeutet Netzteil angesteckt -> Ugs leicht positiv, PMOS sperrt, nur laden aktiv. Netzteil abgesteckt, GND an Gate, PMOS leitet, nur Elektronikversorgung über Akku aktiv, wenn die ELektronik an Drain angeschlossen ist...

Sollte funktionieren, oder?

Danke, lG
Helmut

» Lade-Endspannung

Gibt es bei NiMH nicht.

»
» Danke für die ausführliche Antwort!
» ich könnte mit einem ausreichend dimensionierten PMOS den Akku von der
» Elektronik trennen, wenn die Netzteilspannung am EIngang (also die 9V) da
» sind, das Netzzteil über den Hohlstecker also angesteckt ist. Am SOurce die
» Akkuspannung, am GAte über einen Pulldown die EIngangsspannung von 9V.
» Bedeutet Netzteil angesteckt -> Ugs leicht positiv, PMOS sperrt, nur laden
» aktiv. Netzteil abgesteckt, GND an Gate, PMOS leitet, nur
» Elektronikversorgung über Akku aktiv, wenn die ELektronik an Drain
» angeschlossen ist...
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» Sollte funktionieren, oder?
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» Danke, lG
» Helmut

Könnte rein theoretisch betrachtet so gehen, aber die Praxis hat da immer so ihre Tücken. Ist halt Entwicklungsarbeit mit Probieren und Messen. Voraussagen könnte ich das jetzt nicht. Mein Wahlspruch ist: "Es gibt fast für alles eine Lösung, man muss nur lange genug suchen."
Ein Ansatz wäre auch ein OP-Verstärker, der einen N-MOS ansteuert. Tritt das Ladegerät in Aktion, wird über einen "gebremsten" Seitenzweig (Spannungsteiler) der invertierende Eingang beaufschlagt und der OP dreht dem N-MOS-Gate den Strom ab. Auch mit einem 555er könnte man so etwas machen, indem man eine der Schaltschwellen ausnützt, der hat ja mehrere davon. (PIN 2 / 4 / 7 bei der DIP-8-Bauform) So könnte man die Schaltschwelle per Poti sehr exakt einstellen. Den 555er kann man sehr universell zweckentfremden, ist ein richtiger Tausendsassa. Damit lassen sich auch Unter- und Überspannungen erkennen, signalisieren bzw. durch einen Umschaltvorgang darauf reagieren.

» » Lade-Endspannung
»
» Gibt es bei NiMH nicht.

Jein. Lade-Endspannung ist in diesem Zusammenhang vielleicht nicht der richtige Begriff, unbestritten. Ich meine damit in etwa den Bereich, wo mit zunehmender Ladung die Akku-Gegenspannung noch steigt. Sobald sich der Akku erwärmt, geht sie zurück. Aber danke für den Hinweis, korrekte Ausdrucksweise ist schon auch wichtig, keine Frage.

» zunehmender Ladung die Akku-Gegenspannung noch steigt. Sobald sich der Akku
» erwärmt, geht sie zurück.

Eine mögliche Abschaltbedingung, nennt sich -dU/dt.

» 2.) Ich will den Akku dann auch für die Versorgung einer Elektronik
» verwenden, wenn nicht geladen wird (ohne dass abgesteckt werden muss. Kann
» ich hier einfach die Akkuspannung parallel abnehmen oder ist diese Spannung
» dann nicht "stabil", weil sie ja auch mit der Ladeschaltung verbunden ist?
Kann ja nicht stabil sein. 5min nachdem du das Netzteil abklemmst hast du keine 6V mehr sondern eher um die 5V

» » 2.) Ich will den Akku dann auch für die Versorgung einer Elektronik
» » verwenden, wenn nicht geladen wird (ohne dass abgesteckt werden muss.
» Kann
» » ich hier einfach die Akkuspannung parallel abnehmen oder ist diese
» Spannung
» » dann nicht "stabil", weil sie ja auch mit der Ladeschaltung verbunden
» ist?
» Kann ja nicht stabil sein. 5min nachdem du das Netzteil abklemmst hast du
» keine 6V mehr sondern eher um die 5V

Ja, das stimmt... aber soll man hier die Entladung über die Elektronik vom Laden über den DCDC und Widerstand trennen (z.B. mit PMOS wie oben von mir beschrieben) oder nicht? Wenn ich das nicht mache könnte der DCDC über den Widerstand ja auch die Elektronik versorgen, oder? SInd da Probleme zu erwarten? Sauberer wäre es auf jeden Fall, das Laden und Entladen zu trennen, sodass nur der geladene Akku die Elektronik versorgt, wie seht ihr das?

Danke,
Helmut

Vergiss deine NiMHs und nimm Li-Ion Akkus.
Einer genügt, mit einem Step-Up Wandler für deine benötigte Geräteversorgung.
Dafür gibt es fertige Lademodule mit denen du jederzeit deinen Akku laden kannst.

» 2.) NiMH-Akkus haben den berüchtigten
» Memory-Effekt, es empfiehlt sich, sie vorher auf etwa 0,9 V
» Leerlaufspannung zu entladen.
Korrigiert mich, wenn ich falsch liege, aber soviel ich weiß, ist es -neben der höheren Kapazität- einer der Hauptvorteile von NiMH-Akkus, dass sie, anders als NiCd-Akkus, keinen Memory-Effekt haben. Ich habe ein automatisches Ladegerät, bei dem ich einstellen kann, ob es sich um NiCd- oder NiMH-Akkus handelt. NiCd-Akkus werden vor dem Ladevorgang komplett entladen, NiMH-Akkus nicht.

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Es ist unter der Würde eines Technikers, die Gebrauchsanweisung zu lesen!