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Thema: LM317 als NiCD-Lader

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Jaecko
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    LM317 als NiCD-Lader

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    Moin.

    Für ein paar Projekte verwend ich 6V-NiCD-Akkupacks (5 Zellen). Da die auch mal geladen werden wollen, bin ich gerade dabei, aus nem LM317 ein einfaches Ladegerät aufzubauen. Der LM317 soll dabei einen Ausgangsstrom von 60mA halten.

    Kann mal jemand drüberschauen, ob das so alles richtig ist? (Formeln + Schaltung)

    Betriebsspannung soll zwischen 8-15V liegen; werden aber wohl 12V aus nem PC-Netzteil.
    Der Ausgangsstrom für den Akku soll 60mA betragen. Da der LM317 auf eine Spannungsdifferenz von 1,25V zwischen ADJ und OUT regelt, müsste der Widerstand R1 = 1,25V / 0,06A = 20,83 Ohm sein.
    Von der Leistung her muss der Widerstand P = 1,25V * 0,06A = 75mW aushalten können.

    Die Verlustleistung im LM317 müsste PL = I * (Uin - UAkku - 1,25V) =0,06A * (12V - 6V - 1,25V) = 285mW sein, d.h. als Kühlkörper müsste es reichen, das Ding einfach ohne Kühlkörper auf die Platine zu schrauben.

    mfG
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken lm317_a.gif  
    #ifndef MfG
    #define MfG

  2. #2
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    Hallo,

    ich habe zwar wenig Ahnung von Akkus, aber so würde ich das auf keinen Fall lösen. Du musst vor den LM317 auf jeden Fall noch eine Spannungsbegrenzung bauen, denn so würdest du den Akku (theoretisch) auf 12V - 1,25V aufladen. Praktisch wird dir dadurch der Akku irgendwann explodieren.

    Ein einfacher Laderegler, den ich schon öfters für solche Probleme verwendet habe ist der Max712 oder Max713, je nachdem wie groß der Akku ist.

    Viele Grüße
    Andreas

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo!

    Die Konstantstromquelle mit dem LM317 ist i.O. Mann könnte noch, falls der LM317 eine Neigung zum Schwingen zeigt, an seinen Pins IN und ADJ einen Kerko um 0,1 µF hängen.

    Bei den Ni-Cd Akkus tritt ein Memory Effekt auf und vorm Laden sollten sie immer ganz leer sein (ca. 0,9 V pro Zelle). Ausserdem der Lader mit LM317 sollte immer durch Zeitschaltuhr, der auf 14 bis 16 Stunden eingestellt ist, betrieben werden, damit die Akkus nicht überladen werden.

    Ich habe immer für Ni-Cd Akkus die Methode der Festspannung (1,5 V pro Zelle) angewendet. Das Laden dauert zwar ein bischen länger, geht aber ohne Timer, weil der Strom mit der Zeit sinkt und die Akkus dürfen am Ladegerät ewig bleiben, ohne Schaden zu nehmen.

    MfG

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Jaecko
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    Also das mit den Max71* wäre schon was. Nur wenn man mal den Preis davon anschaut, sind da doch merkliche Unterschiede. Zudem liegen die LM317 schon rum.

    Das mit der Spannung hab ich übersehen. Aber eigentlich logisch; der LM317 würde ja auch bei nem Kurzschluss so lange regeln bis wieder 1,25V anliegen.
    Zur Begrenzung der Spannung hätte ich es so gemacht, dass ich während dem Laden einfach die Spannung am Akku überwache. Bei NiCD wars doch so, dass bei Ladeschluss die Spannung wieder kurz absinkt.

    Als Steuerung hab ich eh vor, nen AVR hinzuhängen. Da könnten dann mehrere Kanäle überwacht werden.

    Das mit der Festspannung wäre auch ne einfache Idee. Sollte sich ja auch mit dem LM317 machen lassen.
    #ifndef MfG
    #define MfG

  5. #5
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    Zitat Zitat von Jaecko
    Bei NiCD wars doch so, dass bei Ladeschluss die Spannung wieder kurz absinkt.
    Ja, das ganze nennt sich dann -dU Verfahren. Das funktioniert bei NiCd aber nur zuverlässig mit einem Ladestrom >0,5C (besser wären 1C) !!!
    Vielleicht hilft Dir das hier weiter:
    http://www.panasonic.com/industrial/...rgeMethods.pdf

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Das mit dem deltaU ist nicht zuverlässig, vor allem, wenn ein paar Zellen seriell geschaltet sind, weil die Spannungsabsenkung nicht bei allen Zellen gleichzeitig auftritt. Sogar eine µC gesteuerte Ladegeräte die die Zellen einzeln überwachen, haben ein Timer der notfalls die Ladung beendet.

    Ich habe Ladegeräte für NI-Cd Akkus schon vor zig Jahren gebaut, wenn die deltaU Methode noch nicht bekannt war. Zum Beispiel auf Mainboards von PCs waren früher als Setup Puffers Ni-Cd Akkus angewendet, die mit Festspannung Methode geladen wurden und meistens das Mainboard überlebt haben.

    MfG

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Jaecko
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    Wenn ich die 7,5V (5-Zellen-Akku) mit dem LM317 "erzeuge", reichts dann, wenn ich nur einen LM317 für 4-6 Akkupacks verwende oder wärs besser, für jeden Akku nen eigenen zu verwenden?
    #ifndef MfG
    #define MfG

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Die Spannung muss genau 1,5 V pro Zelle betragen, es muss also für bestimmte Anzahl von Zellen eingestellt sein. Es kann eben nicht, so wie bei Strom für verschiedene Anzahl von seriell geschalteten Zellen gleich sein. Beim LM317 kann man aber mit Umschalter die Spannung für gewünschte Anzahl einstellen. Wenn es nicht gleiche Zellen seien sollten, wäre die Einzellösung besser.

    MfG

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Jaecko
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    Von der Zellenanzahl her sind alle gleich; 5x 1,2V NiCd. Der einzige Unterschied ist die Kapazität, die je nach Alter des Packs von 600 - 1800 mAh geht.
    #ifndef MfG
    #define MfG

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Dann wäre doch besser sie einzeln zu laden, weil dann jede Zelle sich nur so viel Ladung "nimmt", die ihrer noch vorhandener Käpazität enspricht und die schwächere nicht überladen werden.

    MfG

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