Schutzschaltung für Li-Po

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Hallo!

Ich musste noch eine Schaltung aufbauen und praktisch ausprobieren, weil alle bisherige meine Anforderungen auf Strombegrenzung beim Laden des leeren Akkus (auf 75 mA) und niedrigen Spannungsabfall bei geringem Ladestrom (um 300 µA) nicht erfühlt haben. Mein Fehler war, dass ich den Transistor T1 sowohl als Konstantstromquelle (KSQ) und als gesättigten Schalter verwenden wollte, was natürlich gleichzeitig unmöglich ist.

            R1 47            D                 R6 5R6
             ___     T1                        ___
       +->>-|_*_|-+--   ---->S----+---------+-|___|-<<-+
      +|    0,5W  |  v /          |         |          |
     .---.        |  ---         .-.        |+        .-.
     |   |        |   |          |*|R4      -  Akku   | |RL
     |SC |       .-. .-.     T3  | |5M6    ---(Li-Po) | |(Last)
     |   |     R2| | | |R3       '-'        |-        '-'
     '---'    10M| | | |1M   D    |         |          |
       |         '-' '-' +----||--+---+    ===    +-<<-+
       +->>-+     |   |  |  ->||G |   |    GND    |
            |     | |/   |  +-|| .-.  |          ===
           ===    +-| T2 |  |S   | | --- C       GND
           GND    | |>   |  |  R5| | --- 10n
                  |   |  |  | 10M'-'  |      T1 = BC516 (ß=~150 000)
                  |   |  |  |     |   |
  SC = Solarzelle |  === | ===   === ===     T2 = BC546A (ß=~90)
                  |  GND | GND   GND GND
   D = 1N5817     +------+                   T3 = IRFU120N (UGSth=~3V)

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In der hoffentlich letzter Schaltug habe ich R1 als Strombegrenzung und T1 als gesättigten Schalter verwendet. Jetzt beträgt bei 7V aus SC der Ladestrom bei Akkuspannung 3V max. 75 mA und der Spannungsabfall auf R1 + T1 + D bei Ladestrom 300 µA um 0,75 V. Dazu wurde ich gezwungen, als ich bemerkt habe, dass ich die SC nicht "kurzschliessen" darf, weil sie beim vollem Akku noch einen Goldcup für Antrieb meines Spielzeugs laden soll. Diese Schutzschaltung wegen niedrigen Spannungsabfall eignet sich zum Laden von Li-Po's mit 5V z.B. aus USB.

WARNUNG: Die Schaltung schutzt nicht vor Tiefentladung des Akkus und eignet sich nur als Lader !!!

Die Löchrasterplatine mit Anschlussbuchse ca. 8x8 mm drauf ist jetzt grösser 11x37 mm (4x14 Löcher), wegen R1 mit 0,5 W, jedoch nicht viel breiter, als der Akku selbst. Solche Schutzschaltung eignet sich nach anpassen des Ladestroms und der Schlussladespannung auch für andere Akkutypen z.B. Li-Ion, usw.

Wenn jemand eine fertige stromsparsame Schutzschaltung hat, kann die zu große Ströme für vorhandenen Li-Po mit Widerstanden verringern, wie in folgender Skizze:

             Last A
                  |
                 .-.
                 | | R2
                 | |
          D  R1  '-'
             ___  | .----.             SC = Solarzelle
       +->S-|___|-+-|    |--+
       |            |    |  |           D = Schottky Diode
     .---.          |    |  |+
     |SC |          | SS |  - Li-Po    R1 = Ladestrombegrenzung
     '---'          |    | --- 3,7V
       |            |    |  |-         R2 = Entladestrombegrenzung
       +------------|    |--+
                    '----'             SS = Schutzschaltung


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Zuletzt habe ich mir bei Ebay ein paar billigen Schutzschaltungen um 1$/St. ( http://www.ebay.de/itm/221214647149?...84.m1439.l2648 ) mit folgenden Parameter gekauft, weil ich meistens ungeschützte Li-Pos habe:

Model No :	1S PCM
Package list:	10 Pcs
Condition:	Brand New
Brand:		FMA
Current Limit:	2A Cont.
V(P+~P-):	Output 2,5V - 4,2V
V(B+~B-):	3,7V	
Size:		3*15mm
P+:		Input/Output + 	
P-:		Input/Output -
B+:		Battery +
B-:		Battery -

Its main function to battery are:

1. Over charge protection;
2. Over discharge protection;
3. Short circuit protection;
4. Over current protection;
5. Reverse charge protection;
6. Over heat protection.

Specifications

1. Voltage
   Charging voltage				4,2V
   Balance voltage for single cell		N/A

2. Current
   Balance current for single cell		N/A
   Current consumption 				10µA
   Maximal continuous charging current		3A
   Maximal continuous Discharging current	3A

3. Over charge Protection
   Over charge detection voltage		4,325 ±0,025V
   Over charge detection delay time		0,96S — 1,4S
   Over charge release voltage			4,075 ±0,025V

4. Over discharge protection
   Over discharge detection voltage		2,50 ±0,05V
   Over discharge detection delay time		115mS — 173mS
   Over discharge release voltage		2,9 ±0,05V

5. Over current protection
   Over current detection voltage		150 ±15mv
   Over current detection current		4,5 ±1A
   Detection delay time		  		7,2ms — 11ms
   Release condition				Cut load

6. Short Circuit protection
   Detection condition				Exterior short circuit
   Detection delay time				200 - 500us
   Release condition				Cut load

7. Resistance Protection circuitry(MOSFET)	50mΩ

8. Temperature Operating Temperature Range	-40 - +85°
   Storage Temperature Range			-40 - +125°

Ich hoffe, dass die vorherige Schaltungen auch für andere Zwecke hilfreich seien könnten.