Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Spannungsregler 1 - 9 V
Suche einen Spannungsregler bis 3A, der eine einstellbare Spannung von 1 bis ca. 9 V liefert.
versuchs mit diesem hier:
lm2576 adj
http://cache.national.com/ds/LM/LM2576.pdf
Ist schon nahe dran, aber er gibt eine Spannung von 1,25 bis ... Volt aus.
Mir ist aber eine Mindestspannugn von 1 Volt oder sogar weniger wichtig. Ich will damit ein Ladegerät bauen und wenn ein Akku auf 0.8 Volt entladen ist, wird am Anfang sehr hoher Strom fließen, wenn ich 1,2 Volt anlege.
Andererseits wird ein Shunt zwischen Spannungsregler und Akku sein, der die Spannung von 1,2 auf 1V senken könnte.
edit: Der passt, danke.
Du kannst den Akku doch mit einem Konstantstrom laden
Das will ich auch. Aber um den Strom konstant zu halten, muss ich die Spannung anpassen.
Du kannst einen LM1085 als Konstantstromquelle schalten.
Siehe dazu Application Notes http://www.national.com/an/LB/LB-35.pdf#page=1 Bild 4
Wie kann ich einen Spannungsregler mit einem uC steuern?
edit: R2R Netzwerk?
ps: Danke für den Link.
du kannst auch einfach eine shottkydiode dahinter setzen, dann gehts nochmal um 0,7V (0,55V) runter, warum so kompliziert ?
die "geregelte" spannung mußt du halt danach gegenmessen, nicht davor.
Verstehe ich nicht. Wozu die Diode und warum die Spannung runtersetzen?
Ich möchte ein uC-gesteuertes Ladegerät. Der uC soll den Ladevorgang überwachen und den Strom so nahe wie möglich an der Einstellung halten. Wenn das funktioniert, kann man auch delta peak integrieren.
Der "Schaltplan" ist abstrakt und soll die logische Beschaltung verdeutlichen.
Kann ich mit einem D/A-Wandler die Ausgangsspannung eines Spannungsreglers steuern? Wie genau muss man sie miteinander verbinden?
das mit der diode ist völlig unabhängig von deinem µC
und sollte dein "Problem" mit der zu hohen mindestspannung lösen
Es setzt die minimale ausgangsspannung einfach um 0,7V herab.
anstatt 1,25V hast du dann minimal 0,55V was eigentlich für jeden akku niedrig genug sein sollte.
nat. fällt dann bei 3A und 0,7V eine Heizleistung von 2,1W an der Diode ab..
bezogen war meine Aussage hierauf:
Zitat:
"Ist schon nahe dran, aber er gibt eine Spannung von 1,25 bis ... Volt aus.
Mir ist aber eine Mindestspannugn von 1 Volt oder sogar weniger wichtig. Ich will damit ein Ladegerät bauen und wenn ein Akku auf 0.8 Volt entladen ist, wird am Anfang sehr hoher Strom fließen, wenn ich 1,2 Volt anlege."
auch mit einem µC bekommst du die spannung an dem regler nicht unter 1,25V ..
Jetzt klar was ich dir damit sagen wollte ?
Wenn Du mit Spannungsregler eine Schaltung meinst, die mittels eines Regelkreises eine Spannung zu regeln vermag: ja sicher, kann man. Wenn Du einen integriereten Spannungsregler meinst, kann man das sicher auch, aber entweder musst Du einen haben, dem man eine Referenz vorgibt (und so doch wieder den Regelkreis selbst baut) oder die Spannung über einen Widerstand steuern. Aber wie Du mit der Schaltung oben ohne eine Möglichkeit der Spannungsmessung eine delta-Peak-Abschaltung machen willst ist mir schleierhaft.
@PsiQ: Jetzt ist es mir klar geworden.
@shaun: Ich weiß ja, dass Vcc immer 12 Volt sind (als Beispiel). Ich weiß auch, dass der Shunt einen festen Widerstdand von 1 Ohm hat. Mit dem A/D Wandler messe ich die Spannung zwischen GND und Shunt-Akku und kann dann auf die Spannung am Akku zurückrechnen und somit auch den Strom berechnen.
edit: Natürlich fehlen im Bauplan oben noch zwei Spannungsregler, welche jeweils 5V liefern. Einer versorgt den uC und alle anderen Logikbausteine und der andere liefert eine Referenzspannung für den uC und den D/A Wandler. Habe gelesen, dass man für Referenzspannungen am besten separate Spannungsquellen nehmen soll, da sie nicht von anderen Signalen gestört werden.
Wenn der Lader eh an einer anderen spannungsquelle hängt (12V),
brauchst du keinen extra 5V spannungsregler.
So genau sind deine akkus nicht, dass das lohnt :-) (0,01V ??)
Die einizige Last die stören könnte ist der ladeblock,
mußt nur den 5V regler für deinen ic richtig entstören und puffern.
Genauer wird dein adc bei gleichen Bauteilen mit nem extra regler nur dafür auch nicht.
edit: die spannung brauchst du nur über dem shunt messen, nicht über dem gesamten akku+shunt.
Der stromfluß ist auch im shunt gleich
Der spannungsabfall über dem shunt ist proportional zum stromfluß.
ohne anspruch auf vollständigkeit, richitgkeit o.ä. , siehe Anhang:
So ähnlich könnte mans machen...
Über den adc wird die abfallende spannung am shunt eingelesen (begrenzt auf 5,1V per z-diode zum ic-schutz)
die ansteuerung des lade-ic ist dann nochmal was anderes..
benutz doch einfach mal noch die forumssuche, das kam schon öfters..
EDIT: Aktuelle Schaltung siehe neuere Posts
Danke. Hast du die Schaltung gezeichnet?
Die Idee mit der Z-Diode ist gut. Ich überlege noch andere Sicherungsmechanismen einzubauen, damit das Ding idiotensicher wird.
In Reihe zum Akku will ich einen Tranisstor einbauen, damit sich der Akku im ausgeschalteten Zustand nicht irgendwie entlädt. Oder ist das überflüssig? Ein FET wäre wahrscheinlich genau das Richtige. Kenne mich mit FETs aber nicht sonderlich aus.
ps: Habe mal gelesen, dass so ein Spannungsregler es einem sehr übel nimmt, wenn die Ausgangsspannung plötzlich höher als die Eingangsspannung ist. Das wäre doch genau der Fall, wenn das Netzteil aus ist und der Akku dran hängt, oder?
edit: Ah, ich sehe gerade, die Diode D3 verhindert, dass die Spannung am Ausgang des Spannungsreglers größr als am Eingang ist.
Ja, den plan hab ich schnell in egale zusammengestümpert.
Eigentlich kann da die Spannung nach dem 5V Regler nicht größer sein, weil da keine großen kondensatoren o.ä. sind.
Die Lastschaltung läuft ja komplett über den lade-ic, und da sollte tunlichst nichts raus oder rüberkommen kommen zum µC.
Damit der Akku sich nicht entlädt, setzt du einfach die bereits angesprochene stromfähige Diode davor..
die spannung sinkt um 0,7V und der akku kann sich nichtmehr entladen, auch wenn der lade-ic durchbrennt.
Ich weiß ehrlich gesagt auch nicht wie der oben genannte lade-ic ohne so eine diode reagiert wenn mans netz (12V) wegnimmt, weil dann wäre die spannung am akku ja auch größer als die Spannung am lade-ic, somit könnte der genauso abrauchen wie ein spannungsregler.
Als "hauptsicherung" könntest du nen START-Schalter einbauen der erst nach dem anstecken den ic-hochfährt, die Software startet, und dann den akku zuschaltet. (z.b. per mosfet)
Für den "angesteckt und OK" zustand wäre zb ein mikroschalter im ladeschachtdeckel gut:
Akkupack anstecken
Akkupack in Fach legen (mit luftlöchern rundum,evtl lüfter)
Deckel schließen
-mikroschalter *klick*
1 sek softwarepause etc=>
Akku zuschalten
=> Start..
Wenn dann maln akku platzt ist auch die sauerei net so groß ;-)
#
den adc eingang kannst du zb auch noch mit nem 3:1 spannungsteiler
schützen, bei maximal 12V liegen dann maximal 4V an, also unterm dem ic maximum.
# 2 Potis zum einstellen von max-strom und max-spannung am ic fehlen auch noch
#n display wäre auch noch schön..
-nur mal ne Frage am Rand:
warum willst du das "nur" mit 3A maximal machen?
Wenn du das ganze Ding schon so aufwändig machst mit µC, kannst du doch gleich ein richtiges teil bauen..
Als "hauptsicherung" könntest du nen START-Schalter einbauen der erst nach dem anstecken den ic-hochfährt, die Software startet, und dann den akku zuschaltet. (z.b. per mosfet)
Genau das habe ich gemeint. Man zieht das Gate vom FET mit einem pull-down auf 0V. Beim Einschalten bleibt der FET dann erstmal hochomig und wird erst leitend, wenn man der Software sagt, dass alles OK ist und die Ladung beginnen kann. Sobald (versehentlich) der Stecker gezogen wird, wird der FET ja sofort wieder hochomig.
-nur mal ne Frage am Rand:
warum willst du das "nur" mit 3A maximal machen?
Wenn du das ganze Ding schon so aufwändig machst mit µC, kannst du doch gleich ein richtiges teil bauen..
Na ja, mit mehr als 2A einen NiCd Akku zu laden ist nicht gut. Oder warum sollte das Ladegerät sonst mehr als 3A liefern können?
Des Weiteren denke ich darüber nach, in der Version 2.0 vier Zellen parallel zu laden und jede Zelle einzeln zu überwachen und zu steuern.
Deine Argumentation mit Vcc=12V und Shunt=1R kann ich so nicht nachvollziehen. Bedenke bei einem MOSFET als Lastschalter bitte, dass die Dinger eine Body-Diode haben, uU erreichst Du genau das Gegenteil von dem, was Du willst; der MOSFET muss "falsch" herum eingesetzt werden, Source zur Quelle und Drain zum Akku.
also nochmal:
Wenn du ne diode davor setzt, kann sich der akku nicht entladen.
-egal wie-
der mosfet zum lade-start geht am einfachsten so: siehe Anhang
(Hinweis:
Der Mosfet muß nach die Last(en).
Wenn du ihn davor setzen würdest müßtest du eine stepupschaltung einsetzen, damit die spannung gate-source über 5V über dem akku liegt, damit der mosfet voll durchschaltet)
PS.:
Welcher stecker wird gezogen?
PPS.:
Ich hoffe du kannst programmieren, ich kanns nicht ;-)
edit:
Mosfet position korrigiert, muß ganz nach unten, "unter" den shunt.
Der mosfet ist mit einem widerstand von 0,006ohm bei LADEN quasi zu vernachlässigen beim strommessen ist aber mit drin in der gemessenen abfallenden spannung am shunt "oben"
edit:
R5 pullup zum ic
R6 pulldown nach GND
Shunt 1Ohm
D5 spannung -0,7V und entladestopp, achtung: ausreichend stromfest
editxx:
den mosfet umgesetzt, und für shaun die spannungsmessung:
natürlich nur solange nicht geladen wird, und nat. mit spannungsteiler.
EDIT: Aktuelle Schaltung siehe neuere Posts
Ganz groß, und wo misst Deine Schaltung die absolute Akkuspannung? Naja macht ihr mal.
garnirgends :-)
bisher wollte er nur
-5V ADC
-den ladestrom messen
-verhindern dass der akku sich entlädt
-nen mosfet zum schalten
wegen 2 strippen wirst du doch jetzt nicht anfangen hier rumzumeckern,oder?
-die Ansteuerung vom "lade-ic" findest du so also anscheinend in ordnung O:)
bissken soll er ja noch selber mitdenken..
PS.: Bisher nen miesen Tag gehabt?
Habs oben ergänz + u got PN
@shaun: Ich weiß ja, dass Vcc immer 12 Volt sind (als Beispiel). Ich weiß auch, dass der Shunt einen festen Widerstand von 1 Ohm hat. Mit dem A/D Wandler messe ich die Spannung zwischen GND und Shunt-Akku und kann dann auf die Spannung am Akku zurückrechnen und somit auch den Strom berechnen.
ÄÄÄh, hab grad nochmal durchgeblättert..
irgendwas passt da bei dir vom verstädnnis net,oder vom beschreiben :-)
1. Spannung am Akku
Die spannung die am oberen akkupin anliegt ist ja nicht immer VCC
bzw, sollte beim messen jedenfalls nicht vcc sein weil du willst ja nicht vcc messen, sondern den akku.
Die Ladung muß also beim messen kurz unterbrochen werden, evtl mit kurzer strombelastung zum "messen unter last"..
da beim messen kein strom fließt (fließen sollte), ist der shunt dazwischen egal. (evtl spannungsteiler auf 20k;10k erhöhen)
(siehe anhang)
2. Der Stromfluß wird beim shunt WÄHREND dem laden gemessen über
R=U/I
Es wird die Spannung gemessen die am shunt abfällt:
bei 1A , 1Ohm = 1Volt
R=U/I => I*R=U
I*R=U => 1A*1Ohm = 1Volt
0,5A*1Ohm = 0,5V
3A*1Ohm= 3V
usw..
Ganz groß, und wo misst Deine Schaltung die absolute Akkuspannung? Naja macht ihr mal.
Hatte ich auch gar nicht vor. Ich will nur den Strom beim Laden messen. Aber jetzt, wo du das sagst. Es wäre schon praktisch, wenn das Ladegerät die Akkuspannung anzeigen könnte. Dazu müsste ich den Akku direkt durch einen Spannungsteiler an den A/D Wandler durchleiten.
Die Idee ist auch gar nicht so schlecht. Ich will ja auch noch eine Entladefunktion reinbringen. Da wäre eine direkte Spannungsmessung am Akku natürlich sehr passend.
PS.:
Welcher stecker wird gezogen?
PPS.:
Ich hoffe du kannst programmieren, ich kanns nicht Zwinkern
Der Stromstecker war gemeint. Programmieren kann ich, auch wenn so ein Projekt meine Kentnisse ausreizen wird. Aber ich will dabei ja auch etwas lernen. Habe mir zwei Bücher über Akkus und Ladegeräte im Selbstbau bestellt. In ein paar Wochen werde ich (um einiges) mehr wissen. :-)
Deine Argumentation mit Vcc=12V und Shunt=1R kann ich so nicht nachvollziehen.
Was genau kannst du nicht nachvollziehen? Ich kann doch den Spannungsabfall am Shunt messen und somit ist die Spannung am Akku = 12V - V_shunt. Zusätzlich weiß ich durch V_shunt, welcher Strom fließt.
Hmm, da mein weniger sachlicher wiederholter Einwand wohl nicht die gewünschte Wirkung zeigte, versuch ich's nochmal.
Solange Du die Akkuspannung nicht misst, kannst Du keine delta-U-Peak-Abschaltung implementieren, und wenn mich nicht irre, war das eingangs gerade Deine Forderung. Wenn das nicht mehr aktuell ist und Du ein anderes Abschaltkriterium (Welches? Temperatur?) implementiest, vergiss meinen Einwand.
PsiQ: was macht der MOSFET in der Plusleitung des Lade-IC da eigentlich? Dessen Genesis ist irgendwie an mir vorüber gegangen. War es irgendwo erforderlich geworden, das Lade-IC abzuschalten? Ausserdem wird der N-Kanäler hier wohl Probleme bekommen zu leiten - mit maximal 5V am Gate gegenüber Masse. Also entweder weglassen, P-Kanal einsetzen oder die Ladeschaltung um das dubiose Lade-IC herum anderweitig abschaltbar machen.
Der Spannungsteiler zur U-Messung könnte uU etwas gefräßig sein, wenn der Akku angeschlossen bleiben kann, wenn die Schaltung mal nicht lädt. Ich habe in meinem Laderegler die Spannungsteiler mit MOSFETs abschaltbar gemacht, da meine Schaltung permanent am Akku hängt.
Doch, ich messe die Spannung. Ich messe sie am Shunt und rechne zurück auf die Akkuspannung. Das ist zwar, wie du sagst, keine absolute Messung, aber das delta-peak Verfahren funktionert auch so. Man muss nicht zuerst den Strom unterbrechen und eine Messung durchführen.
Ich habe ein Akkupack mit einem Labornetzteil geladen. Der Strom betrug 1 A, die Spannung habe ich manuell ständig angepasst. Am Anfang musste ich ständig die Spannung erhöhen, damit der Strom bei etwa 1A blieb. Dann immer seltener und zum Schluss musste ich innerhalb einer halben Minute die Spannung wieder merklich zurückdrehen.
Das delta-peak Verfahren ist also auch während dem permamenten Laden erkennbar. Nur ist es nicht die sinkende Spannung, sondern der steigende Strom. Und weil der uC ihn wieder auf die Vorgabe absinken lassen muss, wird er die Spannung senken. Da haben wir doch wieder unser bekanntes delta-peak Verfahren ...
@shaun
DER mosfet (irl3803) schaltet bei 5V schon voll durch.
den hab ich eingebaut, weil der wunsch kam den ladevorgang per software zu starten.
Dein Einwand mit dem zu niedrigen spannungsteiler ist berechtigt,
da kann bei Bedarf noch n "schalter" rein, oder die widerstände dementsprechend vergrößern.
Bei 12V und 20.000kOhm als Spannungsteilerhälfte Läge der maximale Kriechstrom (in den IC) unter 1mA, nach gnd hin unter 0,5mA
(Teiler 20k/10k)
@cipoint:
Wenn du die spannung am akku misst, während der geladen wird, misst du nicht die akkuspannung, sondern die ladespannung !!
Deswegen mußt du das Laden unterbrechen,
kurz warten bis der akku seine "eigene" sapnnung hat (bzw kurz belasten)
und dann die akkuspannung auslesen, wie ich da oben geschrieben habe ist bei fast keinem stromfluß der spannungsabfall an dem 1Ohm im vergleich zum akku zu vernachlässigen.
Bei NiMH ist die absinkende Spannung meines Wissens nach 20mV.
Ansonsten eine schöne Idee!
Die Akkus, die ich kenne, haben Delta-Peak-Vorgaben von 5mV/Zelle und weniger. Wenn Du das unabhängig von Schwankungen Deiner Vcc, der Übergangswiderstände, der Temperaturdrift von Diode, sonstigen Halbleitern und nicht zuletzt der Akkus selbst im bestromten Ladefall erkennen kannst - Respekt!
@PsiQ: ich weiss dass das ein Logic-Level-FET ist, aber auch die haben ihre Gate-Source-Schwellspannung zwischen Gate und Source, und Source ist bei Deinem Schaltplan weit von der Masse entfernt. Oder habe ich was übersehen?
@PsiQ: ich weiss dass das ein Logic-Level-FET ist, aber auch die haben ihre Gate-Source-Schwellspannung zwischen Gate und Source, und Source ist bei Deinem Schaltplan weit von der Masse entfernt. Oder habe ich was übersehen?
*nochmal anguggt*..was macht der Mosi denn da vorne..
OHA!
woppsa!
Der muß natürlich in die minus-zuleitung des Lade-IC, net ins plus :-b
(-Ziel: an/ausschalten des lade-ic's per Software)
*krikkel-krakkel*
siehe Anhang 8-[
PS.: Den doppelten minusanschluß hab ich mal noch drangelassen, auch wenn der anfangs genannte ic eigentlich nur "einen" hat
Warum kennst du dich eigentlich so gut mit dem PIC aus, wenn du nicht programmieren kannst? Ich hätte jetzt z. B. nicht auf Anhieb gewußt, dass der 2 AD-Eingänge hat.
So nebenbei, ich werde sehr wahrscheinlich einen ATMega8 oder ATmega16 nehmen oder vielleicht (eher unwahrscheinlich) den AT89S8253.
ich hab meine sitzheizungsregelung mit nem pic in mühsamer kleinarbeit zusammengestückelt, und bisschen erweitert..
das wärs dann schon, C und so kreig ich net wirklich hin, war alles ASM und sprut-wissen ;-)
da, unter anderem:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=27487&highlight=pwm
PS.: Der PIC16F876A 28pin hat meines wissens nach 5 ADC eingänge..
Update: Habe endlich die Bücher bekommen und eins habe ich schon durch. Im Internet bin ich auf das CCS-Ladeverfahren gestoßen, welches leider in keinem der Bücher erwähnt wird, sie sind dafür einfach zu alt. Das CCS-Ladeverfahren ist zur Zeit das modernste und unterstützt alle (!) Akkus. Als Abschaltkriterium dient die Auswertung der inneren Impedanz von Akkus. Diese verhält sich bei allen Akkus gleich. Anhand der Impedanz wird auch die Ladespannung und der Ladestrom eingestellt. Eine manuelle Einstellung der Zellenzahl u.s.w entfällt. Der größte Vorteil von CCS (computerized charging system) ist die "100%ige Erkennung" eines vollen Akkus.
Das Verfahren ist patentiert und deshalb findet man nichts darüber, wie es genau funktioniert. Ein Nachbauen mit einem uC ist also nicht möglich, was eigentlich aber kein Problem wäre.
Von der Firma, die das Ladeverfahren entwickelt hat, gibt es aber verschiedene Chips, welche den Ladeprozess steuern. Beim großen C gibt es z. B. den CCS9620SL. Der große Hacken ist der Preis von ca. 15€/Chip.
Ich habe bereits eine Anfrage an den CCS-Entwickler gesendet, auf die ich auch schon eine Antwort bekam. Der CCS9620SL Chip liefert einen Ladestrom von max. 1,2A, kann aber mit einem Spannungsrelger betrieben werden. Dadurch wird die Stromgrenze aufgehoben. Das hört sich schonmal ganz gut an. In der zweiten Anfrage wollte ich wissen, ob ein Chip gleichzeitig mehrere Akkus überwachen kann, sodass jeder Akku individuell geladen wird. Die Antwort sollte bald kommen.
Unter den Referenzen der Firma befinden sich bekannte Firmen und die deutsche Polizei. Die Funkgerät-Akkus werden mit CCS-Ladern geladen. Dadurch ist sogar ein Nachladen von NiCd-Akkus möglich, ohne Memory-Effekte.
Bei solchen Verpsrechungen sollte man immer vorsichtig sein. Aber nach langer Recherche konnte ich keine negativen Berichte über CCS finden. Die "schlimmsten" Fälle waren, bei denen die Akkus warm geworden sind. Bei anderen Ladeverfahren werden die Akkus aber immer warm. In der Regel schaltet CCS aber ab, bevor der Akku warm wird, lädt ihn aber trotzdem zu 100%.
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