LiPo---Balancer--StepDown--Spannungsversorgung

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    • LiPo---Balancer--StepDown--Spannungsversorgung

      Hallo Forum
      dieses Thema steht in Verbindung mit 2 Beiträgen aus dem Thema Sim800L aus
      Codeschnipsel von Cable.Und zwar Seite 4 / Beitrag 74 und S5 / B 84.
      Bis auf nur erstmal eine Frage am Schluß , möchte ich hier mehr oder weniger nur ein
      Warnhinweis geben , für alle Die , die ähnliches vorhaben wie ich, in Bezug auf
      Spannungsversorgung mit LiPo´s ,, BalancerLadegerät und Step-Down.

      Beim ersten LiPo der zerstört war (2s , siehe o.g. Beiträge) , hatte ich noch gedacht:
      „ ….es sind sowieso zwei separierte Zellen aus einem alten , defekten 4s-LiPo....“
      Könnte sein, daß hier einer von den vermuteten „Noch-Ganzen“ auch nicht 100%-ig
      war.
      Also nahm ich anschießend für die Spannungsversorgung einen neuwertigen 3s LiPo.
      Nach kurzer Betriebszeit mußt ich feststellen,daß von diesem neu eingesetzten LiPo auch eine Zelle defekt war.
      Zur Info:
      Ich wollte gleichzeitig über den Balanceranschluß laden und über die Hauptleitungen
      meine Geräte versorgen.
      Siehe Bild1

      Block.pngBild 1
      Um festzustellen was da vor sich geht, habe ich meinen Oszi hinter dem Step-Down
      angeschlossen.
      Siehe Bild 2



      20210804_160841.jpgBild 2

      Man sieht hier die glatte 4V-Linie mit aufgesetzten „Impuls-Nestern“
      Schließ man den Oszi am LiPo (Hauptanschluß) an , ergibt sich ein ähnliches Bild.
      Nur eben die 3s Lipo-Spannung (ca.11,5V) und extrem höheren Nester-Impulsen.
      >>>geschätzt bis 20V<<<<wollte das nicht länger und genauer betrachten.---hab
      direkt ausgeschaltet.
      Da der Lipo pro Zelle maximal 4,2V darf, vermute ich das hier der Grund für die
      Zerstörung liegt---ich möchte das nicht wiederholen---mit Lipo´s sollte man nicht
      „spaßen“.
      Hab schon von Lipos gehört , die sich nach einer halben Std. nach Absturz
      eines Modellflugzeugs , lagernd im PKW unangenehm „selbstständig“ gemacht haben.
      Mit entsprechenden Abbrand des PKW.

      Meine Erkenntnisse:
      1.Lipo über Step-Down an Last ------geht.---glatte 4V

      2.Lipo separat über Balancer laden ---geht auch.

      3.Gleichzeitig den Lipo über Balancer laden mit
      angeschlossenem Step-Down -----geht nicht !
      Lipo kaputt


      Zum Schluß zu meiner oben erwähnten Frage:
      „Hat jemand schon ähnliche Erfahrungen gemacht? --- oder irgendwelche Erklärungen
      dazu?“

      Gruß
      Jürgen
      Quantenphysik hat keineswegs mit Fußpflege zu tun!---oder doch?

      Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von Tamu ()

    • Tamu schrieb:

      3.Gleichzeitig den Lipo über Balancer laden mit
      angeschlossenem Step-Down -----geht nicht !
      Lipo kaputt
      Hallo Jürgen,

      scheinbar hast du mit der Kombination Balancer / Step-Down-Wandler eine Anordnung gewählt, die so wie sie ist sehr zu unkontrollierten Eigenschwingungen neigt. Beide Baugruppen sind meist Schaltungen, deren Funktion ohnehin mit gewollten Frequenzen ihren Dienst tun.

      Der Balancer ist ja eigentlich nur gedacht, die niederohmigen Zellen zu laden. Ein Burst in der dargestellten Höhe wird der Zelle nicht schaden.

      Kommt nun noch der Step-Down-Wandler mit seiner Schwingneigung dazu, wird das sich zu einem was die Amplitude betrifft, unkontrollierten Burst aufschwingen.
      Als erste Maßnahme könnte eine Tiefpass-Anordnung am Ausgang der beiden Baugruppen Abhilfe bringen.
      Kann man ermitteln, mit welcher Frequenz der Ausgang schwingt, so bietet sich ein LC-Tiefpass an.
      Zum ersten Versuch eventuell eine Kondensator-Abblockung mit 100nF und vielleicht 100Micro-F.

      Gruß Rudi
      Immer Glück haben ist fast wie können..
    • Erfahrungen habe ich nicht mit dem Laden von Lipos per Ballancer mit gleichzeitigem Betrieb einer Last.

      Aber ein paar Anmerkungen habe ich schon.

      Die Impuls-Nester, wie du sie nennst, sind in ziemlich genau im Abstand von 10ms. Das deutet auf Netzfrequenz (100Hz nach Brückengleichrichter) hin.
      Vielleicht kannst du da mit einem dickeren Elko die Spannungsspitzen wegbekommen. Möglicherweise liefert der Ballancer nicht genug Strom, um zusätzlich die Last mit zu betreiben.
      Es sieht nach Brummspannung nach dem Brückengleichrichter aus.

      Diese Impuls-Frequenz stammt bestimmt von einem der Netzteile (vor oder nach dem Akku).

      Man solle auch bedenken wie Akkus geladen werden. Ob nun Lipos mit Konstantstrom zu laden sind weiß ich nicht, aber wenn man diesen Konstantstrom dann mit einer wechselnden Last betreibt, ist das eigentlich keine gute Idee. Welcher Strom soll denn nun eingestellt werden bei wechselnder Last?

      Und eine Weitere Frage drängt sich dann auf. Welches Kriterium dient der Ladeelektronik als Abschaltung des Ladevorgans?
      Meines Wissens ist das eine Spannungsgrenze, die nur sehr wenige mV Range hat. Mit Belastung ist das wohl eher nicht zuverlässig festzustellen.

      Aber ich hätte vielleicht noch eine Idee, wie du das Problem umgehen kannst.

      Verwende 2 Lipos. Während der eine deine Schaltung versorgt, wird der 2 Akku geladen und umgekehrt.
    • Mitch64 schrieb:

      Verwende 2 Lipos. Während der eine deine Schaltung versorgt, wird der 2 Akku geladen und umgekehrt.
      Genau ,das habe ich gemacht
      Ich hab das Problem des gleichzeitigen Ladens über den Balancer
      und Belasten des LiPo´s umgangen.

      Übrigens, auf diese Weise läuft die Sim800 schon seit ein paar Tagen im Test.
      Bis auf ein paar ungewollte SMS Ausgaben , zB beim Einschalten
      der Lötstation oder beim Abschalten einer Leuchtstoffröhre im Raum,
      funktioniert die Sim800 einwandfrei.

      Zur Funktion:
      Zur Speisung der Sim800 und des AVR nehme ich nur noch eine LiPo-Zelle aus
      einem Zweier-Pack---also direkt aus einer Zelle zum Sim 800 und dem AVR.
      Spannung ist zwar nicht stabilisiert, aber die beiden funktionieren damit.
      Die nichtaktive Zelle aus dem Zweier-Pack wird unterdessen separat geladen.
      Ist nun die aktive Zelle runter bis auf 3,7V , tauscht mir ein Relais über
      Wechslerkontakte die beiden Zellen.Abfragen werde ich die Zellenspannung später über einen ADC-Eingang.
      Damit beim Umschalten der Wechselkontakte kein Spannungseinbruch entsteht ist vor der Last ein 3300uF-Kondensator verbaut.
      Die zu ladende Zelle wird nicht mehr mit einem Balancer-Ladegerät geladen.
      Dazu nehme ich einen Step-Down den ich auf 4V eingestellt habe mit einer Strombegrenzung von 500mA.
      Siehe Bild 1

      20210807_213119.jpg
      Die Ladeschlußspannung ist also 4V (aus Sicherheitsgründen—dürfte natürlich 4,2V)
      Die Strombegrenzung deswegen: Weil ich noch nicht weiß ,welchen Strom sich der LiPo
      bei 4V nimmt wenn er mal weiter runter geladen ist.
      Bei 4V Ladespannung und Startspannung von 3,85 am LiPo ,nimmt er sich 40mA.
      Drehe ich die Ladespannung auf 4,2V hoch , nimmt er sich schon 110mA.
      Da ich die beiden LiPo-Zellen mechanisch nicht trennen will und kann,
      habe ich mir folgende Schaltung ausgedacht.
      Siehe Bild 2
      Unbenan.png
      Somit würde im Wechsel die eine Zelle geladen und die andere versorgt meine
      Schaltung.

      Die Schaltung habe ich aber noch nicht komplett ausprobiert.

      Ich hoffe das funktionert später alles so.---Ich fühle es schon ---irgendwo , weit im
      Hintergrund tritt dann ein nächstes Problem auf .
      Wie das Problem mir der Sim800 aus dem anderen Beitrag.
      Ich vermute , daß diese „Frequenz-Nester“(aus Beitrag 1) mit dem anfänglichen „Nicht-Funkionieren“der Sim800 auch zu tun hatten.

      Gruß
      Jürgen
      Quantenphysik hat keineswegs mit Fußpflege zu tun!---oder doch?

      Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von Tamu ()

    • Tamu schrieb:

      Ich hoffe das funktionert später alles so.---Ich fühle es schon ---irgendwo , ...
      Bei deinem Schaltplan-Entwurf befürchte ich genau das!
      Kontrolliere mal die Stromkreise bei den unterschiedlichen Relay-Stellungen!

      Im Grunde würden 2 Wechsel-Schalter reichen, sofern immer ein Akku am Ladegerät hängen soll.
      Einer schaltet Plus vom Step-Down auf Lipo A oder B, der andere Kontakt schalter Plus vpm Lipo A/B zum Verbraucher.
      Masse ist komlett durchverbunden..

      Bezüglich Ladestrom.
      Ich habe nochmal gegoogelt.
      Man kann Lipos mit Konstantstrom laden. Bei anderen Akkutypen nimmt man 10% der Ladekapazität an an.
      Also ein 2200mAh Akku kann man mit 10% des maximalen Stroms laden, also 220mA.

      Ich denke, verkehrt ist der Ansatz bei Lipos auch nicht. Wenn dann die Ladeschlussspannung erreicht ist, muss abgeschaltet werden.

      Mit Konstant-Spannung kann man auch Laden. Der Ladestrom ist dann von der Akkuspannung und der Ladeendspannung und
      dem verwendeten Strombegrenzungswiderstand abhängig.

      Nachteil ist, dass der Strom immer geringer wird und es so recht lange dauern kann, bis der Akku voll ist.
      Unter Umständen ist dann beim Umschalten der Akku noch nicht voll (Hängt vom Laststrom ab).
      Hat dann also nicht die volle Leistung.
      Häufiges Laden geht auch auf die Lebensdauer. Soweit ich mal irgendwo gelesen habe,
      kann man Akkus ca. 1000 mal laden, dann haben sie schon ziemlich Kapazitätsverluste.
    • (Hat oben nicht mehr reingepasst.)

      Ich persönlich würde die Konstantstrom-Variante verwenden mit Abschaltung.
      Umschaltung erfolgt erst, wenn der andere Akku auch wirklich leer ist (kurz davor).
      Weiterhin würde ich das Zuschalten mit FET machen. Das ist verschleißfreier als Relay-Kontakte und braucht auch weniger Strom.

      Der Dicke Elko in deiner Schaltung vor dem Verbraucher ist schön und gut.
      Aber beim Umschalten auf die andere Akkuspannung, wird es erst mal einen ziemlichen Impuls am Elko geben, der auch durch den Relay-Kontakt geht und den mit der Zeit verheizt.
      Das Umschalten dauert ja nur ein Bruchteil einer Sekunde. Da wäre auch ein deutlich kleinerer Elko reichen.
    • Mitch64 schrieb:

      Im Grunde würden 2 Wechsel-Schalter reichen, sofern immer ein Akku am Ladegerät hängen soll.
      Einer schaltet Plus vom Step-Down auf Lipo A oder B, der andere Kontakt schalter Plus vpm Lipo A/B zum Verbraucher.
      Masse ist komlett durchverbunden
      Das Problem : Die beiden Zellen sind mechanisch so mit + und - verbunden---die bekommt man schlecht,wenn garnicht
      auseinander.Bei dem ersten Akku damals,ging das gut----aber bei dem???????
      Gruß
      Jürgen
      Quantenphysik hat keineswegs mit Fußpflege zu tun!---oder doch?
    • >>>>Eine Lösung habe ich nicht, aber mir gefällt Ihr Problem<<<<
      Irgendwo habe ich das mal gelesen ^^
      @'Pac-Man
      Im Grunde hast du recht,man kann die Probleme meistens auch irgendwie umgehen.
      Aber ich hatte das jetzt einmal damit angefangen und wollte letztendlich irgendwo
      wissen wo der Wurm drin ist.
      Ich bin Rentner und nicht mehr auf der "Rennbahn" bzw nicht mehr in einer Firma
      wo es nur darum geht profitorientiert zu funktionieren.
      Wo Leute zwischen den Walzen gekommen sind und im Krankenhaus von Zimmer
      13 bis 50 liegen.Die "Herrn" kommen dann aus ihren Büros und fragen:
      "....wann können wir wieder anfahren?..."
      Sorry , jetzt bekomme ich sicher von Michael einen drauf weil ich vom Thema
      abgewichen bin----aber das mußte raus. a_17_af3b400f
      Gruß
      Jürgen
      Quantenphysik hat keineswegs mit Fußpflege zu tun!---oder doch?
    • Tamu schrieb:

      Könnte sein, daß normale Battarien den Strom nicht liefern können.
      Ich meinte Ja nicht AAA oder so sondern 12V/70AH. Woher nimmt der Wohnwagen sonst seine Energie für alles? Wie lädst Du die Lipos im Wohnwagen? Egal, möchte es nicht vertiefen, kenne mich da zu wenig aus.

      Ich sehe nur dass Du an zwei Fronten kämpfst. Zum Einen ist da die SIM800 und zum Anderen eine etwas ungewöhnliche Art der Versorgung. So wie ich das sehe versuchst Du da gleichzeitig die Probleme zu lösen. Das hat aber den Nachteil dass Du nie weißt wo nun genau das Problem her kommt.
    • Pac-Man schrieb:

      So etwa. Hier tut der Typ den Gastank füllen...
      Naja, Umweltsau und nicht gerade hell, wenn er ein unter Spannung stehendes Gerät mit dem Wassereimer löscht.

      @Tamu
      Normalerweise funktioniert das, was du da vorhast, ist schon seit Jahren erprobt.
      Du kannst ja mal verlinken, was du für Akkus/Balancer/Wandler du jetzt genommen hast.
      Vielleicht finden wir den Fehler.