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Akku mit hohen Impulsströmen entladen
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BID = 561598
P4CM4N
Gesprächig
Beiträge: 120
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Zitat :
Brenner hat am 5 Nov 2008 17:59 geschrieben :
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Moin,
ob das Sinn macht, die Impulse nochmals mit 100µs zu takten kann ich nicht beurteilen, wie die Akku's darauf reagieren.
Das "Mustergerät" scheint das nicht zu machen.
Letztendlich willst Du ja auch die ganze Ladung in kurzer Zeit verheizen. Was schätzt Du denn? Ehr um 10Min. oder ehr 1h?
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Da ich das Ding nicht im Rennbetrieb einsetzte, sondern nur um die Akkus im Winter fit zu halten, ist es nichtt so schlimm, wenn das 30 min oder gar 1h dauert. Die Hochstromimpuls sind aber auf jeden Fall wichtig. Dadurch werden die großen Kristalle an den Elektroden abgebaut, so wie ich das verstanden habe, die aufgrund der geringeren Oberfläche gegenüber vielen kleinen Kristallen, nur weniger Leistung abgeben.
Die Zeit dazwischen ist eher eine Abkühlpause.
Zitat :
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Wie die 100A-Sicherung dafür aussieht kann ich mir noch nicht wirklich vorstellen. Eine Hausanschlußsicherung willst Du ja sicherlich nicht nehmen. Gibt es da denn was aus dem RC-Bereich?
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Als Sicherung dachte ich an sowas:
http://www.luedeke-elektronic.de/pr......html
Zitat :
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Ein IRF1404 wär bei der Sache - je nach dem wie es denn letztendlich werden soll - hoffnungslos überlastet.
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Darum wollte ich ja auch den IRF3205 nehmen.
Zitat :
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Für den MOSFET sind Impulslängen >10ms ohnehin fast wie Dauerbetrieb zu bewerten. Maximal würd ich mit 1/3 der Dauerlastparameter rechnen. Und für die Wärmeabgabe den getakteten Mittelwert heranziehen.
Die im Datenblatt angegebene maximale Verlustleistung von 200W ist zum einen ein absoluter Grenzwert und gilt auch nur, wenn das Gehäuse dabei auf 25°C gehalten wird. Mit jedem Grad mehr reduziert sich der Grenzwert um 1,3W.
Mal angenommenen Arbeitstemperatur = 60°C und einer 2/3 Sicherheitsreserve heißt das unterm Strich ==> 55W je FET
Bei über 200W Dauerverlustleistung ==> 4 FET's
Kühlkörper ohne Lüfter?
Daumenwert wär da etwa 100cm^2 für 5...10W ==> 200W ==> 0,2...0,4m^2 Kühlfläche.
Da würde ich ehr ordentliche Lüfter spendieren.
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Soweit habe ich in diesem Gebiet keine Erfahrungen. danke für den Tip. Ich hätte wahrscheinlich rausgefunden, das der Kühlkörper viel zu hei´ß wird.
Zitat :
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Die Spannungsstabilisierung würd ich dann ehrlich gesagt auch noch spendieren. Die macht letztendlich den Kohl nicht fett und das ganze ist dann unabhängig von jeglicher Steckdose. Hat auch den Vorteil, das bei einem Kurzschluß oder Defekt durch den Spannungseinbruch die FET's abgeregelt werden.
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Wie würde das dann aussehen?
Zitat :
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Was hast Du denn eigentlich für regelbare Widerstände?
Mit extra Lasten kannst Du natürlich die Verlustleistug in den FET's deutlich reduzieren, oder meinst Du damit die FET's?
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Widerstände hab ich noch keine, da muss ich noch auf einen Tipp von eurer Seite hoffen 
Zitat :
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Und wie willst Du das regeln? Hast Du ein Ampermeter für diesen Bereich? Die Steuerspannung für die FET's muß ja genau stimmen. 0,1V mehr oder weniger kann Dir die FET's auch ganz schnell an die Grenzen bringen.
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Die Stromstärke kann ich nicht messen. Ich hätte anhand der Spannungen die Stromstärke errechnet.
Zitat :
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4mm^2 für die Anschlußleitung zum Akku sollte OK sein. Möglichst kurz halt. Du brauchst im Gerät eine möglichst saubere Akkuspannung für den Entladegrenzwert. Im Gerät selber kannst Du dann den Querschnitt reduzieren und das in die Lastbetrachtungen einfach mit einbeziehen. Sollte nur keine schmelzende Isolierung haben.
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Gut, das werde ich aber später nochmal aufgreifen.
Ich hab jetzt nochmal eine Schaltung mit Relais gebastelt.
Gibt es Programme, mit den man solche Schaltungen simulieren kann? Da könnte man dann auch die theoretisch auftretenden Stromstärken ablesen oder?
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BID = 561604
dl2jas
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Wieder ein kleiner Fehler in der Schaltung.
D und S kommen direkt an den Akku. Momentan fließt der Strom erst durch die Relaisspule und dann durch den MOSFET.
Nennwerte des Akkus sind 4,2 Ah und 7,2 Volt. Erfolgt die Entladung über eine Stunde, mußt Du zeitlich gemittelt 30 Watt Wärmeleistung ableiten. Bei 30 min wären es dann 60 Watt. Dafür ist ein Prozessorkühler durchaus geeignet. Ist er temperaturgeregelt, wird es auch einfacher mit UGS und dem resultierenden Entladestrom.
DL2JAS |
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BID = 561607
P4CM4N
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Ja, na muss es doch aber auch oder? Woher soll das Relais sonst wissen, wann der Akku 6V hat, damit es abschaltet?^^
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BID = 561612
dl2jas
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MOSFET und Relaisspule parallel an den Akku anschließen!
Schalte das Relais so, daß es sich selbst hält, die Spule nicht dauerhaft mit dem Akku verbunden bleibt. Werden die 6 Volt unterschritten, unterbricht es den Stromfluß durch die eigene Relaisspule. Damit Du starten kannst, ist ein zusätzlicher Taster notwendig, damit es anziehen kann oder ein Elko für einen kurzen Stromimpuls zwischen den beiden offenen Kontakten. Der sorgt dann für den nötigen kleinen Stromimpuls, damit das Relais anzieht.
DL2JAS
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BID = 561627
Ltof
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Ich habe jetzt nicht den ganzen Thread gelesen und erlaube mir dennoch einen Kommentar. Das Relais fällt bestimmt nicht genau bei 6 Volt ab, sondern macht irgendwas.
Ich würde dafür einen geeigneten PROFET mit Selbsthaltung nehmen. Der stellt dann gleich die Sicherung mit dar.
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„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)
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BID = 561629
P4CM4N
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Also so?
Was wären denn geeignete PROFETs und wie integriere ich die in den Schaltplan?
[ Diese Nachricht wurde geändert von: P4CM4N am 5 Nov 2008 20:21 ]
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BID = 561659
sepp@kaernten
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..auch nicht, keine Hysterese...die brauchst du aber, um definiert aus oder ein zu schalten...ansonst klappert das Relais...oder sonst was..
profet:
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..was man nicht begreift, verlernt man nicht..:(
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BID = 561661
sepp@kaernten
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zum Thema Fensterdiskriminator:
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BID = 561664
sepp@kaernten
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und die beschreibung:
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BID = 561728
dl2jas
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Mein lieber sepp @ kaernten, etwas unbeholfen die Links. 
Hier eine recht einfache Schaltung, wie man nicht nur eine Endabschaltung mit Relais einstellbar realisieren kann, siehe Bild.
Einschaltfall:
Durch C1 und C2 bekommt die Relaisspule kurzzeitig volle Betriebsspannung und zieht an. Der frisch geladene Akku hat etwa 8 Volt. Ein Relais 9 Volt schaltet damit sicher. Auch Relais 12 Volt sollten da noch schalten.
Ausschaltfall, 6 Volt werden unterschritten.
Die Elkos sind jetzt uninteressant. Der Haltestrom wird nur noch vom Poti bestimmt. Das wird so eingestellt, daß bei den gewünschten 6 Volt das Relais abfällt.
Das Poti ist im Schaltbild mit 470 Ohm angegeben, Richtgröße. Je nach Relais kann der Wert variieren, eher höherer Wert bei kleinen Relais, auch 4,7 kOhm könnten noch sinnvoll sein. Ich gehe davon aus, daß die Relaisspule etwa einen Widerstand von 200 Ohm hat.
DL2JAS
[ Diese Nachricht wurde geändert von: dl2jas am 6 Nov 2008 1:59 ]
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BID = 561807
Brenner
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Moin,
die Relaislösung halte ich für ungeeignet. Zu langsam und zu unsicher. Abschaltung soll bei erreichen der Entladespannung von 6V während eines Entladeimpulses (schätzte mal 5....10ms) erfolgen.
Entladedauer 30Min....1h ist schon mal gut. Das reduziert die Anforderungen etwas.
Brauchst Du die 80...90A Impulsstrom denn wirklich, oder würden auch 30A reichen?
Welche Impulslängen werden mindestens gebraucht, um diesen Kristallabbau sicher zu erzeugen?
Damit kenn ich mich nicht aus.
Entladung über 1h bei 4,2Ah und Impulsstömen von 80...90A mit 5 Impulsen/Min. ergäben sich Impulsdauern von etwa 5...10ms.
Da würde ich 2 oder zur Sicherheit 3 (wegen der Stromverteilung) IRF1404S nehmen. Oder von mir aus auch den IRF3205S, der ist aber ehr schlechter bzw. bei diesen Betriebsparametern nahezu gleich gut.
Laß dich nicht von irgend welchen Angaben im Datenblatt blenden.
Vom Gehäuse her sind die auf 75A limitiert. Das kannst Du nur überschreiten, wenn Du Impulse im µs-Bereich verarbeitest.
Oder was meinst Du, wie lange die Beinchen das denn auch mitmachen?
Außerdem solltest Du unbedingt die S-Variante im D2-Pack verwenden.
Die TO262 Gehäusevariante ist nur für Low-Current-Anwendungen.
Die von Ltof vorgeschlagene Variante mit den PROFET's halt ich für interessant. Mit denen hab ich aber noch nix zu tun gehabt. Schau Dir einfach mal selber das Datenblatt zum BTS555 an. Da kostet allerdings einer rund 8€. Hat aber einige extra Funktionen, die für Dich nicht uninteressant sein dürften.
Schätze aber, das Du auch mit dem keine 5...10ms-Impulse bei 200ms Periodendauer und 90A über ein einzelnes Bauteil machen kannst.
Zur Spannungsstabilisierung, schau Dir einfach mal das Datenblatt zum LF50...52...55 an. Ist nen simpler Drei-Bein Spannungsregler. Nur eben halt eine Low-Drop-Variante, die mit unter 0,5V Spannungsdifferenz zwischen Ein- und Ausgangsspannung auskommt. Ich hängs mal als PDF an.
Ich würde den 1%-Typ LF52ABPT mit extra Pin zur Abschaltung wahrscheinlich nehmen.
Regelbare Widerstände brauchst Du nicht. Wenn Du die Verlustleistung im FET etwas begrenzen willst, kannst du z.B. mit einem Eisenblechstreifen arbeiten. Zusätzlich hast Du aber sowieso noch das ein oder andere an Leitungs- und Übergangswiderständen.
Wie das mit dem genauen Einstellen gehen soll ist wohl noch ein Problem. Welche Spannung willst Du denn wo messen? Dann brauchst Du einen hinreichend genauen Messwiderstand, der 90A problemlos mit macht. Und dazu ein Oszi, um die Impulse messen zu können.
Du kannst natürlich auch gleich die Sicherungen im Dutzend kaufen und tüftelst so lange, bis die nicht mehr durchbrennen 
Oder Du suchst Dir jemanden mit einem guten mOhm Messgerät und bastelst Dir aus einem Eisenstreifen einen eigenen Messwiderstand mit 10mOhm oder so.
Die Endabschaltung bei 6V unter Last würde ich wahrscheinlich mit ner Referenzdiode (LM336...) und nem OP oder kleinen Transistorstufe machen. Und dann als reine Fangschaltung realisieren. Soll heißen, einmal kurzzeitig während des Lastimpulses unterschritten darf keine eigenständige Einschaltung wieder erfolgen. Höchstens manuell.
Wenn ich Deine erste Verschaltung mit dem Relais so sehe, habe ich ja glatt das Gefühl, das der Weg noch lang ist.
Gruß Holger
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BID = 561833
Beckenrandschwimmer
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mit "Dauerentladestrom" meinte ich den im Mittel fließenden Strom durch die Akkus. Bei 100A und einem Tastverhältnis von 1:3 sind es ca. 25A. Hatte aus Toleranzgründen 30A zur Berechnung der Abwärme herangezogen.
Da die Entladung auch eine ganze Stunde dauern kann, würde ich wieder auf das Tastverhältnis von 1:35 zurückgreifen. Dann sind die Akkus in einer Stunde leer. 10s aus, 0.3s an. Macht dann ganze 3A und ca. 24W Abwärme im Mittel. Das schafft dann auch ein einzelner IRF1404, wenn sich der Kühlkörper nicht sonderlich stark erwärmt.
Wenn man will kann man auch die 10-Fache Frequenz wählen, das ist für den FET besser.
Edit: ich halte den IRF1404 für besser geeignet, da dieser einen kleineren thermischen Widerstand zum Gehäuse hat, als der IRF3205.
Und dadurch 333W abkann, was mehr sind, als 200W beim 3205er.
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Beckenrandschwimmer am 6 Nov 2008 13:59 ]
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BID = 561956
dl2jas
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Zitat :
Brenner hat am 6 Nov 2008 12:15 geschrieben :
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Moin,
die Relaislösung halte ich für ungeeignet. Zu langsam und zu unsicher. Abschaltung soll bei erreichen der Entladespannung von 6V während eines Entladeimpulses (schätzte mal 5....10ms) erfolgen.
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Gerade das soll ja nicht passieren.
Die Relaisschaltung ist so gewählt, daß sie recht träge ist. Beim Entladeimpuls wird, abhängig vom derzeitigen Innenwiderstand, die augenblickliche Spannung auch beim vollen Akku unter 6 Volt sinken. Es soll ja erst getrennt werden, wenn der Akku als leer gilt.
DL2JAS
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BID = 562001
Brenner
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Moin,
mit Akkuverhalten kenn ich mich nicht gut aus.
Allerdings war im Eingangsfred bei der Musterschaltung eben genau das Angegeben --- Abschaltung bei 1V je Zelle unter Last. Was jetzt nun letztendlich für die Akkus besser ist weiß ich nicht.
Gruß Holger
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Brenner am 6 Nov 2008 21:05 ]
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BID = 562278
P4CM4N
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Hi,
sry, konnte gestern nicht ins Inet.
Ist ja einiges geschehen in dieser zeit.
Als erstes zur Abschaltspannung. Die soll definitiv unter Last sein. Bei einer Leerlaufspannung von 6V ist das zu spät. Also scheidet ein Relais wohl aus.
Dann gibt es irgendwie immer Widersprüche: der eine meint ein MOSFET reicht aus, der nächste sagt, man braucht min. 2 besser mehr.
Einen Impulsstrom von an die 90A brauch ich schon, so wies auch beim Mustergerät ist. Die werden sich schon was dabei gedacht haben.
Der Impulsstrom sollte bei 1/100 Sekunde liegen, um einen Abbau zu gewährleisten. (laut einer Quelle, die ich jetzt aber nicht mehr finde)
Und jetzt hab ich nochmal eine Bitte: Kann mir jmd. ne Schaltung basteln. Es ist nicht so, dass ich keine Lust darauf habe, sondern das ganze einfach nicht mehr richtig verstehe 
Wäre echt klasse. Danke und Mfg
Impulsdauer 10ms ist ok. Dann Ruhepause 190ms. 90A sollten es schon annähernd sein. Abschaltung bei 6V unter Last. 12V Stromversorgung steht zur Verfügung.
[ Diese Nachricht wurde geändert von: P4CM4N am 7 Nov 2008 18:46 ]
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