Schaltplan Akku laden - Warum so?

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Autor
Schaltplan Akku laden - Warum so?
Suche nach: schaltplan (24602) akku (11508)

    







BID = 871052

erwinelektro

Gelegenheitsposter



Beiträge: 66
 

  


Hallo,

so wie im folgenden Bild zu sehen ist das Akkuladen in einem Haarschneider verdrahtet.



Die Richtung der Leutdiode koennte falsch sein, das konnte ich am Bauteil nicht erkennen, glaube aber das sie so richtig ist.

Wenn ich Akkus laden wuerde, wuerde ich das so machen:



Ist u.U. etwas naiv. Kann mir jemand erklaeren warum man die Akkus so laedt wie oben gezeichnet. Dabei habe ich insbesondere folgende Fragen:

1. Hat die Leuchtdiode irgendeine Wirkung oder ist sie nur zur optischen Anzeige dass die Akkus geladen werden?

2. Kann ich den Ohmschen Widerstand der beiden Dioden vernachlaessigen? Ich nehme an ja

3. Faellt an jedem Akku 2V Spannung ab? Ich nehme an ja, bin mir aber nicht sicher durch den "komischen" Stromfluss ob ich das so einfach sagen kann.

4. Hat die Diode irgendeine Funktion zur Spannungsstbilisierung oder Strombegrenzung?

5. Ist der Ladestrom durch beide Akkus gleich? Ich wuerde sagen durch Akku 2 fliesst ein geringer Strom.

Danke,
E.



BID = 871058

sub205

Schriftsteller



Beiträge: 921
Wohnort: Gründau

 

  

Die LED scheint richtig herum, die andere Diode allerdings nicht.
Das mit der LED hat m.E. den Zweck das diese, je nach Modell und Farbe bei >1.6V anfängt zu leuchten. Wenn nun eine Zelle diese Spannung erreicht hat sieht man dies an der LED, die andere Zelle sollte sich dann auf ähnlichem Niveau befinden.

Somit hat man eine sehr einfache Ladekontrolle.

Zum Laden nimmt man immer eine etwas höhere Spannung. Dein Netzteil wird wohl intern den Ladestrom auf <=20mA begrenzen.
Stabilisieren tut die LED da nichts, auch ist der Ladestrom durch beide Zellen nahezu identisch bis die LED anfängt zu leuchten.
Da die Zellenspannung aber unter der Minimalspannung der LED liegt macht das nichts. Die Zellen sind zu dem Zeitpunkt eh schon voll.



_________________
gruß, Stephan

sudo make me a sandwich

[ Diese Nachricht wurde geändert von: sub205 am 29 Jan 2013  7:54 ]

BID = 871062

Offroad GTI

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Beiträge: 12832
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Die LED scheint richtig herum,
Nur kenne ich keine LED, die schon bei 1,2V (im sichtbaren Spektrum) leuchtet.


Zitat :
Wenn ich Akkus laden wuerde, wuerde ich das so machen:
Eine LED in Reihe zum Akku ist nicht gerade Ideal (schon gar nicht ohne Widerstand), weil dann von den 2,4V nicht mehr allzu viel übrig bleiben würden.


Zitat :
2. Kann ich den Ohmschen Widerstand der beiden Dioden vernachlaessigen?
Wenn sie denn einen hätte. Sie hat einen sog. differentiellen Widerstand (bzw. diff. Leitwert, da es der Anstieg der I-U-Kennlinie ist).
Als ohmschen Widerstand kann man nur das Halbleitermaterial, aus dem sie besteht und die Anschlussdrähte, bezeichnen.


Zitat :
5. Ist der Ladestrom durch beide Akkus gleich? Ich wuerde sagen durch Akku 2 fliesst ein geringer Strom.
Durch den fließt gar kein Strom, weil die Diode ihn sperrt.


_________________
Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Offroad GTI am 29 Jan 2013  8:11 ]

BID = 871139

erwinelektro

Gelegenheitsposter



Beiträge: 66

Hallo,

okay einen Fehler gefunden, hatte in der Zeichnung + und - von der Stromquelle vertauscht, dann duerfte die Diode wieder richtig sein und die LED muss umgedreht werden. Die Schaltung sieht dann so aus:



Ich habe leider keine Idee warum die Diode da ist. Dachte erst es waere damit sich A1 nicht ueber die LED entleert wenn der Akku nicht angeschlossen ist, aber die LED ist ja schon in Sperrichtung fuer den Akku. Was macht also die Diode dort, Strombegrenzung?

Gut eine Diode hat einen differentiellen Widerstand, wenn ich in der Schaltung jetzt aber mit einem Voltmeter messen wuerde, was wuerde das Voltmeter direkt ueber A1, ueber A2, ueber der LED und ueber der Diode anzeigen? Meine Vermutung ist dass es vom Ladezustand des Akkus abhaengt:

Akku leer: Ueber A1 und A2 fallen (nahezu) 0V ab, damit der Strom nicht unendlich wird (das Netzteil hat max. 150mA) ist die Diode dort. Da aber das Netzteil schon begrenzt ist das doch eigentlich egal. Da ueber A1 und A2 keine Spannung abfaellt muss an der Diode (fast) 4V abfallen, ebenso an der LED, die leuchtet damit.

Akku voll: Ueber A1 und A2 fallen je 2V (oder nur 1.2V?) ab. Die LED bekommt jetzt 2V (falls 2V pro Akku abfallen) oder 3.6V (falls pro Akku nur 1.2V abfallen). Aber fliesst ueberhaupt ein Strom, oder ist sie aus weil kein Strom mehr fliesst, da Akku voll?

Danke,
E.

PS: Auf Grund des Geraetezustandes kann ich leider nicht testen


BID = 871141

sub205

Schriftsteller



Beiträge: 921
Wohnort: Gründau

Ich habe dir doch schon alles erklärt:

- Diode als Verpolungsschutz und Schutz gegen Entladung über Ladebuchse
- LED als "Akku Voll"-Anzeige

Spannung der Zelle >= 1.6V -> Led geht an.



_________________
gruß, Stephan

sudo make me a sandwich

BID = 871142

Offroad GTI

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Beiträge: 12832
Wohnort: Cottbus


Zitat :
, wenn ich in der Schaltung jetzt aber mit einem Voltmeter messen wuerde, was wuerde das Voltmeter direkt ueber A1, ueber A2, ueber der LED und ueber der Diode anzeigen?
"Überlauf", weil die Messspannung nicht ausreicht, um die Diodenstrecke leitend zu bekommen.

Diese Messung wäre aber soundso nicht sinnvoll.



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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Offroad GTI am 29 Jan 2013 17:28 ]

BID = 871144

der mit den kurzen Armen

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Beiträge: 17437

Hier muss ich einfach mal Wiedersprechen!
Ohne Anschluss an die Ladebuchse würdest du über A1 die Spannung des Akkus 1 messen und über A2 die des Akkus 2 und über der LED die Spannung des Akkus1 vermindert um etwa 0,7 V
Mit angeschlossenem Ladegerät Bezugspunk ist der Pluspol
Über der Diode etwa 0,7V am Verbindungspunkt zum Akku 1, über dem Akku1 die Ladespannung dieses Akkus und über A2 dessen Ladespannung
über der Led hast du die 0,7 V der Diode + die Spannung am Akku1.
Die Summe der Spannung über der Diode + die Spannung über A1 + die Spannung über A2 muss die gesamte Ladespannung ergeben.
Gruß Bernd

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Tippfehler sind vom Umtausch ausgeschlossen.
Arbeiten an Verteilern gehören in fachkundige Hände!
Sei Dir immer bewusst, dass von Deiner Arbeit das Leben und die Gesundheit anderer abhängen!

BID = 871157

erwinelektro

Gelegenheitsposter



Beiträge: 66

@sub205: die Nachfrage kam daher dass ich nicht alles verstanden hatte, halt Grundlagen Forum..

Habe leider immer noch nicht alles verstanden


Zitat :
Diode als Verpolungsschutz und Schutz gegen Entladung über Ladebuchse


Verpolungsschutz, in dem Falle wohl theoretisch gemeint, da ich das Netzteil gar nicht falsch rum einstoepseln koennte. Aber wieso Entladung ueber Ladebuchse? Sehe ich das falsch dass die Ladebuchse nicht wie ein offener Schalter ist wenn kein netzteil angeschlossen ist? Wie sollte sich da was entladen?


Zitat :
Über der Diode etwa 0,7V am Verbindungspunkt zum Akku 1, über dem Akku1 die Ladespannung dieses Akkus und über A2 dessen Ladespannung
über der Led hast du die 0,7 V der Diode + die Spannung am Akku1.

Aber was ist die Ladespannung? Die Spannung die der Akku hat, also leer 0V, voll 1.2V oder die Spannung die ich von aussen vorgebe? Also unabhaengig vom Ladezustand des Akkus? Auf Grund der Diodenkennlinie sollten an der Diode immer so ca. 0.7V abfallen, je Akku muessten daher bei angeschlossenem 4V Netzteil also 1.65V abfallen. Die LED leuchtet also immer wenn das Netzteil angeschlossen ist. Egal ob Akku leer oder voll. Wenn das Ladegeraet nicht angeschlossen ist ist die LED immer aus, da Sperrrichtung. Ist das so richtig?


Was ich auch nicht verstehe wenn an der LED 2,35V (0,7V der Diode plus 1.65V vom Akku1) abfallen, und ich mir die Stromkennlinie einer roten LED anschaue muesste der Strom durch die LED _sehr_ hoch sein. Spielt hier jetzt die Begrenzung des Netzteils auf 150mA eine Rolle? Sprich wenn das Netzteil bei 10A begrenzen wuerde dann koennte man das Geraet als Heizung verwenden? Ich war bisher immer davon ausgegangen dass man ein Netzteil immer auch durch eines einer hoeheren maximalen Leistung austauschen kann, da es eben nur die maximale Leistung ist. Die Geraetebauer scheinen dann aber die Begrenzung expliziet auszunutzen und ein Austausch des Netzgeraetes kann das Geraet kaputt machen. Richtig?

Danke,
E.


BID = 871163

der mit den kurzen Armen

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Beiträge: 17437

Der Akku selbst hat je nach Ladung eine eigene Spannung. Damit ein Akku geladen werden kann, muss die Ladespannung über der des Akkus liegen.
So gehen wir von einem Akku mit 1,2 V aus dann ist die Spannung da eben 1,2 Volt zum Laden werden aber ca 1,5 V gebraucht. Bei 1,5 Volt würde aber keine LED leuchten. Deshalb ist da die Diode drin, diese erhöht die Spannung für die Led eben auf 1,5V+0,7V =2,2V. Der Strom durch die Led wird dem Akku 2 als zusätzlicher Ladestrom zugeführt.
Bei steigender Spannung an den Akkus geht aber der Ladestrom etwas zurück und begrenzt den Strom durch die LED.
Die 2te Aufgabe der Diode ist es zu verhindern das sich die Akkus bei ein gestöpseltem Ladegerät über dieses entladen können. (ein gestöpselt aber nicht am Netz).
Bei 4 Volt vom Ladegerät fallen rund 0,7 V über die Diode ab . Deshalb verbleiben für die 2 in Reihe geschaltete Akkus nur 4V-0,7V = 3,3 V 3,3V:2= 1,65V maximale Ladespannung je Akku.
Und mit diesem Wert am Akku 1 =1,65V+0,7V = 2,35 V an der LED !

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BID = 871164

Offroad GTI

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Wohnort: Cottbus


Zitat :
Hier muss ich einfach mal Wiedersprechen!

Da hatte ich mich verguckt. Bin von einer Widerstandsmessung ausgegangen, weil davor noch mal von differentiellen Widerstand die Rede war



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BID = 871168

erwinelektro

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Beiträge: 66


Zitat :
der mit den kurzen Armen hat am 29 Jan 2013 19:15 geschrieben :

Der Akku selbst hat je nach Ladung eine eigene Spannung. Damit ein Akku geladen werden kann, muss die Ladespannung über der des Akkus liegen.
So gehen wir von einem Akku mit 1,2 V aus dann ist die Spannung da eben 1,2 Volt zum Laden werden aber ca 1,5 V gebraucht. Bei 1,5 Volt würde aber keine LED leuchten. Deshalb ist da die Diode drin, diese erhöht die Spannung für die Led eben auf 1,5V+0,7V =2,2V. Der Strom durch die Led wird dem Akku 2 als zusätzlicher Ladestrom zugeführt.
Bei steigender Spannung an den Akkus geht aber der Ladestrom etwas zurück und begrenzt den Strom durch die LED.
Die 2te Aufgabe der Diode ist es zu verhindern das sich die Akkus bei ein gestöpseltem Ladegerät über dieses entladen können. (ein gestöpselt aber nicht am Netz).
Bei 4 Volt vom Ladegerät fallen rund 0,7 V über die Diode ab . Deshalb verbleiben für die 2 in Reihe geschaltete Akkus nur 4V-0,7V = 3,3 V 3,3V:2= 1,65V maximale Ladespannung je Akku.
Und mit diesem Wert am Akku 1 =1,65V+0,7V = 2,35 V an der LED !



Danke, das macht es schon einiges klarer! Jetzt bleibt nur noch die Frage in Bezug auf die Strombegrenzung ueber. Wenn 2.35V an der LED anliegen, und wenn ich mir mal 2 Kennlinien zur Hand nehme:

Flache kennlinie

steile kennlinie

Was kann ich dann ueber die verbaute LED annehmen?

1. Sie entspricht der steilen Kurve, vertraegt aber nicht nur 20mA sondern 150mA und die Begrenzung des Netzteils ist fuer die LED ueberlebenswichtig.

2. Sie entspricht der flachen Kurve und bei 2.35V fliessen gerade mal 30-35mA und die Diode haelt das aus. Die Begrenzung des Netzteils auf 150mA spielt keine Rolle.

3. irgendwas ganz anderes....

Danke.

BID = 871175

der mit den kurzen Armen

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Der Strom durch die LED wird durch den Akku2 begrenzt!
Wie ich schon sagte geht mit zunehmender Ladung die Spannung am Akku hoch und der Strom runter. Bei derartigen billigen Ladegeräten kann das Ladegerät gar nicht den Strom liefern um die Led oder die Akkus ernsthaft zu gefährden. Diese Teile haben Bauart bedingt eine Strombegrenzung.

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BID = 871240

erwinelektro

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Zitat :
der mit den kurzen Armen hat am 29 Jan 2013 20:01 geschrieben :

Der Strom durch die LED wird durch den Akku2 begrenzt!
Wie ich schon sagte geht mit zunehmender Ladung die Spannung am Akku hoch und der Strom runter. Bei derartigen billigen Ladegeräten kann das Ladegerät gar nicht den Strom liefern um die Led oder die Akkus ernsthaft zu gefährden. Diese Teile haben Bauart bedingt eine Strombegrenzung.



Ich glaube wir reden aneinander vorbei, eine typische rote LED kann maximal 20mA verkraften, das Netzteil kann 150mA liefern, reicht also ca. 8 mal, mit "diese Teile" meinst du wohl das Netzteil. Akku 2 begrenzt den Strom richtig, aber was waere ein typischer Stromfluss durch Akku 2 bei leerem Akku? Sind das wirklich nur 20mA? Ich wuerde sagen - in der Theorie - bei einem ganz leeren Akku und verlustfreien Leitungen muesste der Strom unendlich hoch sein. Jetzt treffen diese Rahmenbedingungen natuerlich nicht zu und der Strom wird nicht unendlich sein, aber wirklich nur 20mA?

BID = 871248

Offroad GTI

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Beiträge: 12832
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Zitat :
eine typische rote LED kann maximal 20mA verkraften,
Nein, das ist nur der Nennstrom, mit welchem sie betrieben werden sollte.
Das heißt aber nicht, dass sie darüber gleich kaputt gehen.


Zitat :
Ich wuerde sagen - in der Theorie - bei einem ganz leeren Akku und verlustfreien Leitungen muesste der Strom unendlich hoch sein.
Ja, aber auch nur theoretisch.
Ein ganz leerer Akku wäre aber ein Totalschaden.



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BID = 871292

der mit den kurzen Armen

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Beiträge: 17437

Und bei einem normal entladenem Akku bricht die Ladespannung auf Grund des höheren Ladestromes zusammen. Liegt die Spannung unter der Flussspannung der LED fließt fast kein Strom durch die LED!
Angenommen Ufluß der LED beträgt 2,2 Volt dann würde die LED erst einen nennenswerten Strom bei einer Ladespannung von 2,2V-0,7V = 1,3 Volt bekommen. Da aber das Ladegerät nur max 150mA liefern kann fließt bis zum Erreichen der 1,3V am Akku der gesamte Strom als Ladestrom durch den Akku.
Mit zunehmender Ladespannung wird der Strom durch den Akku selbst verringert. Deshalb steigt die Spannung über dem Akku auch an.
Bei den genannten 1,3 V fließen aber dann nur rund 30 mA und dieser Strom nimmt immer weiter ab. Zur Weiteren Veringerung des Stromes liegt ja aber noch der Akku 1 parallel zu der Led und der Strom durch diesen Akku + der Strom durch die Led müssen durch den Akku2!

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