Ladeschaltung

  • Hallo


    Ich hab hier diese Schaltung zum laden eines 6V Akkus nachgebaut, sie ist für ein H&B T2201 Messgerät.
    Ich versteh die Schaltung aber nicht.


    Versteht die Schaltung jemand, und kann mir kurz erklären wie sie funktioniert?
    Welches Poti regelt was?


    Gruß Klaus

  • Hmm so hab ich das auch vermutet, aber verstanden hab ichs nicht.


    T152 hängt ja an der konstanten Basisspannung, und scheint deswegen die Abschaltung bei erreichen der Spannung zu machen.
    Aber T151 scheint der zu sein der die Akkuspannung misst.


    Nur Blicken tu ichs irgendwie nicht.
    Wenn die Akkuspannung steigt, steigt die Spannung am Emitter von T151.
    R153 und R154 bilden dabei einen Spannungsteiler.
    Die Spannung am Emitter von T152 steigt dann, und wenn sie die mit R156 eingestellte Spannung erreicht sperren T152 und T153.
    Damit regeln aber beide Potis die Spannung.


    Irgendwas stimmt in meiner Überlegung nicht :(


    Wofür ist T151 überhaupt drin, könnte man doch auch direkt mit R153 verbinden.

  • Die Antwort von tvfan ist leider nicht ganz zutreffend: Es ist nicht die Umschaltung zwischen Schnell und Konstantstromladung. sondern es wird mit Konstantstrom (R153 zur Einstellung) bis zum Erreichen der Ladeendspannung (R156) geladen.


    Nebenbei: diese Art Ladeschaltung ist typisch für die 60er-80er Jahre beim Ladne von sogenannten NiCD-Masseelektroden-Akkkus. Erkennt man an der Bezeichnung "DKxxx" mit xxx Kapazität in mAh.


    Zur Funktion: Konstantstromquelle mit T153 sollte erkennbar sein.


    T151 und 152 bilden einen Differenzverstärker (vereinfacht Spannungskomparator, die Profis die hier mitlesen mögen Nachsicht üben, denn der moderne Spannungskomaparator kann natürlich mehr als die einfache Differenzverstärkerschaltung).


    Bedingt durhc dne aufbau: Beide Potis beeinflussen sich geringfügig (man sieht dies DEUTLICH wenn man ein hochauflösendes Digirtalmultimeter zum abgleich benutzt.


    Ebenso ist die Schaltung etwas temperaturabhängig. Für den Einsatz im begrenzten "Raumtemperaturbereich ist die abhängigkeit aber so gering, dass sie sich nciht negativ auf die Lebensdauer des Akkus auswirkt.


    hth,
    Andreas

  • Ok,


    Danke für die Antworten, ich glaub mir ist das jetzt schon ein bisschen klarer.
    Eigentlich wollte ich die Schaltung durch irgendeinen IC ersetzen, der das besser kann.
    Leider hab ich keine einfacherere Lösung gefunden.
    Und da ihr scheinbar auch meint das sie Funktioniert, werde ich diese Schaltung einfach nochmal bauen.


    Gruß Klaus

  • Der schaut sehr gut aus, aber anscheinend braucht der auch einen Rsense zwischen Minuspol der Akku und Masse.
    Leider ist mein Akku im Ggerät bereits mit Masse verbunden, und da will ich nicht eingreifen.

  • Was für einen Akkutyp hat das H&B denn? Einen Pb-Akku kannst Du
    nicht mit einem Delta-U-NiCd/NiMh-Lader laden!


    Den Komparator und die Konstantstromquelle aus der diskreten Schaltung
    kann man durch nen LM339 und einen LM317 ersetzen, aber macht die
    Schaltung nicht wirklich einfacher...

    "As we know, there are known knowns. There are things we know we know. We also know there are known unknowns. That is to say we know there are some things we do not know. But there are also unknown unknowns, the ones we don't know we don't know." (Donald Rumsfeld)
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    "Ich weiß nicht mal, dass ich nichts weiß." (Simba2)
    "Ich weiß' alles" (Alpina-Katze)

  • Ist original ein Nickel Cadmium.


    Ich hab halt auch gedacht das es heute einen Fertigen IC mit 4 Beinchen gibt, den ich an Spannung und den Akku anschließe, über ne Diodenstrecke oder so die anzahl der Akkutypen angebe und dann lädt das teil auf modernste weise meinen Akku.


    So einfach isses leider anscheinend noch nicht. :(


    Auf der Maxim Seite gibts zwar wirklich Inreresante IC´s, aber leider keinen so simplen.


    Ich werd die Originalschaltung nachbauen, das hab ich schonmal gemacht, und das Layout hab auch ich wieder gefunden.
    Ist also am einfachsten.


    Die Einstellung war nur etwas komisch, weil ich die Schaltung eigentlich nicht verstanden hab, und mit jedem Poti der Strom geregelt wurde.
    Ausserdem wird der Transistor sauheiss.
    Aber das scheint er ja auszuhalten.


    Gruß Klaus

  • Laderegler gibt es auch von ON (z.B. MC33340, MC33342) und LT.
    Schnelllader müssen abschalten, die messen den Delta-U-Abschaltzeitpunkt, die
    Anzahl Zellen ist dabei unerheblich.
    Der diskrete Lader schaltet bei Erreichen einer Endspannung ab, die laden
    i.d.R. mit kleiner 1C. Der maximale Ladestrom ist bei der diskreten Schaltung
    nicht einstellbar, wenn doch, hast Du was falsch gemacht.
    Imax ca. = (2 x Uf - Ube) / R152 = 450mA.
    Den T153 kühlen.

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  • Video2000: Der Transistor T153 muss einen Kühlkörper bekommen! Das Schrieb Dir ja auc hschon tcfkao.


    Ich würde nach den Angaben im Schaltplan einen kleine KK mit 12 k/W nehmen. Schau halt rum was Du so in der Bastelkiste findest. Wen nix da ist: Aluminiumblech 1.5 mm dick, 8 x 8 cm. Wärmeleitpaste nciht vergessen.


    Das sich die Potis etwas beeinflußen: Schrieben wir ja hier schon. Das ist nun mal so bei Schaltungen dieses Alters. Was aber nichts Schlechtes ist:


    Normalerweise findet sich in der Beschreibung zum Schaltplan eine Abgleichanweisung.


    Etwa so in der Art: "Ersetzen Sie den Akku durch eine Glühlampe (Typ/Spannung/Leistung), schließen Sie ein Multimeter an .. und .. an. Stellen Sei nun Poti .. so ein und Poti so ... ein. Wiederholen Sie dies bis ... sich nix mehr äandert."


    Frage: 1. Hast Du den KK montiert?
    2. Hast du da beim Plan eine Anleitung gefunden zum Einstellen?
    3. wenn Du zu 2. nix hast, dann bitte mal hier die Beschriftung des Akkus posten (z.B. Varta DKZ 6/225 o-ä.).


    Der Orignal Akku im H&B Meßgerät war übrigens *nicht* schnelladefähig, also mach Dir da keine Hoffnung das die Schaltung sowas kann bzw. dazu gebracht werden kann das zu können.


    bis denne, hth


    Andreas


    andreas

  • @ tcfkao: Das ist auch nicht ganz richtig das der Ladestrom nicht einstellbar ist: Durch Einstellen mit R153 ändert sic hder durch die beidne Diodne fließende Strom und damit ändert sich die Spannung über den Dioden (die wie tfckao richtig schreibt dne Ladestrom beinflußt).


    Natürlich kannste hier nicht geawltig den Strom ändern, sonden nur in kleinen Grenzen.


    wichtiger war es den Schaltungsentwicklern wohl, eine Einstellmöglichkeit zu haben bei der der TK der Gesamtschaltung (TempKo für die akkuladung) optimal auf den Akku abgestimmt ist.


    So entnehme ich das jedenfalls hier einer alten Beschreibung einer sehr ähnlich aufgebauten Schaltung von Varta .


    hth,
    Andreas

  • Video2000:
    Wie vorstehend geschrieben sollte der Strom so
    um die 450mA sein und sich nur geringfügig ändern
    wenn die Potieinstellungen variiert werden. Da wäre ich doch mal neugierig welcher min/max. Strom eingestellt werden kann?


    Gruß
    Wilfried

  • Hallo Zusammen


    Das Messgerät (H&B T2201 / Grundig DM44) hat standartmässig keinen Akku eingebaut, im inneren ist aber ein Fach dafür vorgesehen und in der Anleitung steht drinnen das ein NICD Akku nachgerüstet werden kann.
    Der Schaltplan der Ladesteckkarte war freundlicherweise auch im Schaltplan drinnen, und auch eine Abbildung wie man die Karte einbaut.
    Auf dieser Abbildung hat der BD136 keinen Kühlkörper.
    Nachdem der aber dann so heiss geworden ist hab ich dem einen verpasst.
    Einen kleinen Kupferkühler von einer Video2000 Ablaufsteuerung etwas zurechtgesägt.
    Die Bezeichnung der Originalakkus habe ich nicht, ich hab damals einfach einen Camcorderakku aus der Wühlkiste beim Conrad genommen, der passte gut rein.
    Für mein 2. Gerät für das ich das jetzt nochmal bastel habe ich noch keinen Akku rausgesucht.
    Eventuell was zwischen 1 und 2 Ah. 6V
    Schnelladen will ich garnicht, nur das Teil etwas Mobil machen.


    Sieht übrigens so aus:
    Eine Beschreibung der Schaltung ist leider nicht vorhanden,


    Das mit dem Spannungskomparator ist mir jetzt klar
    Aber :rolleyes:
    Mit R153 stell ich doch den Emitterstrom für T151 und T152 ein ,der Emitterstrom von T152 ist doch gleichzeitig der Steuerstrom für den T153 in Stromregelschaltung.
    Damit müsste doch der R153 die Stromregelung Beeinflussen.


    Damals als ich das eingestellt habe, haben beide Potis den Strom stark beeinflusst.
    Da ich die Schaltung nicht so ganz geschnallt hatte habe ich versucht mit R156 die Spannung und mit R153 den Strom zu regeln, und das ganze habe ich sehr Lasche ingestellt damit vorsorglich nix schiefgeht.
    Deswegen wird der Akku auch nicht wirklich voll und streikt schon nach einer Stunde statt nach 8.


    Bei der neuen Karte, die ich heut in der Nachtschicht gebastelt habe fehlt noch der BD, dann muss ich die eh einstellen und schauen was sie tut.
    Ich hoffe das ich die richtig einstellen kann.


    Gruß Klaus

  • Ok, wenn man den differentiellen Widerstand der Dioden D151/D152 betrachtet, ändert
    sich der maximale Ladestrom... dann sollte man aber auch betrachten, dass die Ube-
    Kennlinie des T153 temperaturabhängig ist, und der wird ja richtig warm... ;)


    Mit R153 kann man den Ic des T152, je nach Spannungsabgriff an R156 (6...7,5V),
    zwischen ca. 2,65...6,8mA einstellen. Laut Philips-Datenblatt hat der BD136 bei
    Ic=400mA ein Hfe von typisch 110. An der unteren Grenze reicht das in der Tat nicht
    mehr aus, um den vollen Ladestrom zu liefern, also tatsächlich eine Abhängigkeit -
    das hatte ich in meinem vorherigen Posting nicht bedacht, sondern war davon ausgegangen,
    dass der Strom stets ausreicht, die Dioden D151/D152 voll aufzusteuern.
    Hat der verwendete BD136 ein kleineres Hfe (Exemplarstreuung ist hier sehr groß),
    dann ist die Abhängigkeit natürlich noch größer.


    Meines Erachtens dient R153 aber hauptsächlich dazu, die Verstärkung des mit T152/T151
    aufgebauten Currentmirrors einzustellen (in "richtigen" Schaltungen ist da eine Konstant-
    stromquelle drin), und damit die "Schärfe" des Übergangs zwischen Laden mit Konstantstrom,
    und Erhaltungsladung mit Konstantspannung einzustellen.
    Große Temperaturkompensation kann ich in der Schaltung nicht entdecken, alleine die
    Zener dürfte den grössten TK beitragen... (vielleicht ist das ja die Absicht).
    Wenn man den differentiellen Widerstand der Zenerdiode betrachtet, gibt es auch eine
    Abhängigkeit der Ladeendspannung von der Speisespannung, der ist aber minimal.
    Z.B. BZX83C7V5 @ 1mA = 50Ohm, das macht bei Speisung von 9...14V ca. 20mV Unterschied
    in der Ladeendspannung aus (wenn ich R151 = 12K richtig entziffere).


    So, genug über diese einfache Schaltung...

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    Einmal editiert, zuletzt von tcfkao ()

  • Das ist schon ganz richtig bemerkt das die verschiedenen Abhängigkeiten (differentiellen Widerstand der Dioden D151/D152 , Ube von T153, ZF7,5 , TK der Widerstände, etc.) das "Ladeverhalten " beeinflussen. Sogar in Grenzen das Ladeverhaltne des akkus kompensieren.


    Und genau das ist auch beabsichtigt.


    Da hier aber keine Schnellladung angedacht ist (das war ürderartige Geräte nicht das wesnetliche, anders als heute für z.B .Camcorder oder Flugmodellakkus, etc.), ist auch kei nextremer Aufwand mit der Temperaturerfassung/Kompensatio ngetriebne worden.


    Es reichte daher den Herstellern , die Abgleichanleitung derart schlicht wie von mir skizziert zu gestalten, und der Akku hielt viele Jahre die Prozedur aus. So zumindest meine Erfahrung.


    T153 wird übrignes nur "richtig" warm wenn man das Kühlblech so WINZIG diemnsioniert wie auf dem foto erkennbar. Aber ic hwundere mich dass so was in einem derartigen Forum noch thematisiert wrid: Kühlung von Halbleitern solte doch immer "so viel wie irgend machbar" sein (Faustregel)


    Zur Berkung über "richtige Schaltungne enthalten da ein Stromquelle": Ja, wen man mit dem Differenzverstärker Meßtechnik (echter currentmirror) machen will, dann wäre ein Stromquelle die richtige Lösung. Aber da hiernur geringe anforderungen an die Reglegenauigkeit gestellt werden, genügt das so. Drum spricht man auch schlicht von Differenzverstärker. nicht zu verwechseln mit modernen mit OP aufgebautem Differnzverstärker. Tja, die Historie bedingt da leider etiliche Mehrdeutigkeiten.


    @ video2000: Zum Abgleich ohne Originalanleitung: versuch mal Folgendes: 6V/2.4W Birne ("Fahrradlämpchen") statt Akku anklemmen. Raumtemperatur so 22 Grad (sollte mit dem beginnenden Sommer wohl zu erhoffen sein). R153 so auf 1/4 seines Maximal-Widerstandes . Nun Spannung auf 7,0 bis 7,1 Volt einstellen mit R156 (ich hoffe ich habe die Potibezeichnung noch richtig im Kopf).


    Und das Kühlblech bitte vergrößern, sodaß man es noc hbequem anfassen kann ohne schmerzlich zusammen zu zucken.


    Dann solltest Du lange Freude an der LAdugn haben und uahc die 6-8 Stundne Betriebsdauer erreichen (brauchbarne Akkus vorausgesetzt.)



    hth,
    Andreas

  • Hi


    Also, habs gestern noch ausprobiert.
    Der R153 beeinflusst den Ladestrom tatsächlich nur im Abschaltbereich, bei voller Ladung garnicht.
    Ich hab ihn etwa in Mittelstellung gelassen.
    Der volle Ladestrom beträgt 280mA und ich hab die Abschaltspannung gestern auf 7,5V gestellt. (Laut Internetsuche 1,5V pro Zelle).
    Vom letzen mal waren es noch etwa 6,3V.
    Auf der Originalabbildung ist gar kein Kühlkörper montiert, und ich kann ihn wegen Platzmangel auch nicht weiter vergrößern.
    Größere Eingriffe wie woanders ins Gehäuse ein Loch bohren und den Transi dort montieren möchte ich nicht.
    Aber er ist gestern auch nur Handwarm geworden, warscheinlich war der Akku letzes mal zu weit entladen, was jetzt nicht mehr passiert denn das Gerät schaltet sich bei zu niedriger Akkuspannung aus.


    Vielen Dank an alle für die vielen Antworten und Beschreibungen, so ganz ist mir der Sinn von R153 zwar noch nicht ganz Klar, aber ich denke es wird wohl so auch tun.
    Ich werds mal so probieren, warscheinlich hatte ich die Schlussspannung nur zu niedrig eingestellt.


    Gruß Klaus

  • Hallo,


    ich würde sogar noch ei nwenig reduzieren: Du hast eine 5 zelligen akku, da sind 7,5 Volt schon 1.5 Volt pro Zelle.
    So 1.4 Volt würde ich nehmen, um Überladen tunlichst zu vermeiden. D.h. Du bist so bei den schon erwähnten 7.0 Volt.


    Experimentier halt mal ein wenig mit der Spannung, eine brauchbare Einstellung hat man dann recht zügig gefunden.



    Viel Erfolg, hth
    Andreas

  • Ok, ich wollte hier keine scholastische Rabulistik betreiben... ;) ;) ;)

    "As we know, there are known knowns. There are things we know we know. We also know there are known unknowns. That is to say we know there are some things we do not know. But there are also unknown unknowns, the ones we don't know we don't know." (Donald Rumsfeld)
    "Ich weiß, dass ich nichts weiß." (Sokrates)
    "Ich weiß nicht mal, dass ich nichts weiß." (Simba2)
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