Ladestrom bei Kleingeraet mit eingebautem Akku

05/05/2013 - 11:26 von Timo | Report spam
Hallo,

bitte seht mein folgendes Anliegen auch unter dem theoretischen/
akademischen Aspekt, da es mir nicht nur um die Lösung eines
konkreten Problems geht, sondern auch um eine Auffrischung
meines eher sehr rudimentàren Basiswissens über Elektronik:

Ich habe einen Apparat in dem ein 3,7 Volt-Lithium-Ionen-Akku
mit zwei Kontakten (+) und (-) mit einer Kapazitàt von 1200mAH
verbaut ist. (Sanyo 7030925)

Wenn der Akku anfangs voll aufgeladen ist, kann ich den
Apparat ca eine halbe Stunde lang benutzen bis der
Akku leer ist und das Geràt abschaltet und das "Akku-aufladen"-
Signal aufleuchtet.

Lustigerweise bietet der Hohlraum des Gehàuses noch genug Platz
und ich habe mir gedacht, rein theoretisch könnte ich die Zeitdauer
bis zum Abschalten verlàngern, indem ich statt eines solchen Akku
mehrere solche Akku parallel schalte. Also alle (+)-Pole der ins Auge
gefassten Akkus verbinde und alle (-)-Pole der ins Auge gefassten
Akkus verbinde.

Die Spannung, die in voll aufgeladenem Zustand an den Polen des
parallel verschalteten Akku-Pack anliegt, dürfte die selbe sein, wie
die Spannung an nur einem voll aufgeladenen Akku und die Elektronik
des Apparates dürfte keinen Schaden nehmen. Ist das richtig?

Die Kapazitàt würde sich von 1200mAH entsprechend der
Anzahl an parallel verschalteten Akku vervielfachen. Ist das richtig?

So weit so gut.

Zum Apparat gehört aber auch ein Ladegeràt, welches in die
240-Volt-Wechselstromsteckdose eingesteckt und mit einem zweipoligen
Stecker an den Apparat angeschlossen wird. Auf dem Ladegeràt
steht drauf: Braun 5210; Input: 100-240 V~/ac 50-60Hz / 7W
Output: 12V--/dc/400mA.

Wenn ich Akkus parallel schalte, verringert sich der Gesamtwiderstand
und bei gleichbleibenden 12Volt Gleichspannung könnte (I=U/R)
dadurch die Stromstàrke beim Aufladen grösser werden und die
erlaubten maximal 400mA überschreiten, sodass das Ladegeràt
Schaden nehmen könnte. Ist das richtig?
Wie muss ich rechnen, um herauszufinden, ob das verwendete Ladegeràt
bei der Akku-Parallelschaltungsaktion Schaden nehmen könnte, bzw,
um zu wissen, wieviele solche Akku ich parallel schalten kann ohne
dass das Ladegeràt Schaden nimmt?

Was soll ich eigentlich aus dieser 7-Watt-Angabe am Ladegeràt
schliessen? Bezieht sich die auf "Vollast", also auf den Fall, dass
bei den 12 Volt tatsàchlich der maximal erlaubte Strom von 400mA
fliesst?
Wenn am Ausgang bei 12 Volt ein Strom mit der maximal erlaubten
Stromstàrke von 400mA fliesst, macht das für mich 12Volt * 400mA 4,8 Watt. Also bezogen auf die 7-Watt-Angabe eine Differenz von
2,2 Watt, die wohl fürs Aufwàrmen des Ladegeràts oder dergleichen
draufgehen...

Es kann ja sein, dass meine Überlegungen, was eine mögliche
Beschàdigung des Ladegeràts angeht, völlig unbegründet sind.
Aber mir fehlt in Hinblick auf Elektronik noch ein bisschen
das Gefühl für Grössenordnungen und dafür, was wo eine Rolle
spielt und worüber man sich keine Gedanken zu machen braucht.
Was muss ich tun, um für so etwas ein Gefühl zu bekommen?

Freundliche Grüße

Timo
 

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#1 Joerg
05/05/2013 - 16:35 | Warnen spam
Timo wrote:
Hallo,

bitte seht mein folgendes Anliegen auch unter dem theoretischen/
akademischen Aspekt, da es mir nicht nur um die Lösung eines
konkreten Problems geht, sondern auch um eine Auffrischung
meines eher sehr rudimentàren Basiswissens über Elektronik:




Kein Problem, wir haben alle mal angefangen.


Ich habe einen Apparat in dem ein 3,7 Volt-Lithium-Ionen-Akku
mit zwei Kontakten (+) und (-) mit einer Kapazitàt von 1200mAH
verbaut ist. (Sanyo 7030925)




Was fuer ein Apparat?


Wenn der Akku anfangs voll aufgeladen ist, kann ich den
Apparat ca eine halbe Stunde lang benutzen bis der
Akku leer ist und das Geràt abschaltet und das "Akku-aufladen"-
Signal aufleuchtet.

Lustigerweise bietet der Hohlraum des Gehàuses noch genug Platz
und ich habe mir gedacht, rein theoretisch könnte ich die Zeitdauer
bis zum Abschalten verlàngern, indem ich statt eines solchen Akku
mehrere solche Akku parallel schalte. Also alle (+)-Pole der ins Auge
gefassten Akkus verbinde und alle (-)-Pole der ins Auge gefassten
Akkus verbinde.




Muss man aufpassen dass die auch alle eine interne Abschaltung z.B. bei
Unterspannung haben. Nicht dass einer den anderen mitreisst. Li-Ion
Akkus koennen explodieren und wenn die brennen kann man das so gut wie
nicht loeschen.


Die Spannung, die in voll aufgeladenem Zustand an den Polen des
parallel verschalteten Akku-Pack anliegt, dürfte die selbe sein, wie
die Spannung an nur einem voll aufgeladenen Akku und die Elektronik
des Apparates dürfte keinen Schaden nehmen. Ist das richtig?




So isset.


Die Kapazitàt würde sich von 1200mAH entsprechend der
Anzahl an parallel verschalteten Akku vervielfachen. Ist das richtig?




Jawoll.


So weit so gut.

Zum Apparat gehört aber auch ein Ladegeràt, welches in die
240-Volt-Wechselstromsteckdose eingesteckt und mit einem zweipoligen
Stecker an den Apparat angeschlossen wird. Auf dem Ladegeràt
steht drauf: Braun 5210; Input: 100-240 V~/ac 50-60Hz / 7W
Output: 12V--/dc/400mA.




Vermutung ins blaue hinein: Es ist eine Wandwarze mit Gleichrichter und
Elko, aber ansonsten ungeregelt. Selbst wenn ein Schaltregler drin ist,
dieses Ladegeraet uebernimmt nicht die Laderegelung fuer den Akku weil
12V, ist also technisch gesehen nur ein Netzteil.

Die Laderegelung fuer Li-Ion ist aufwendiger. Wenn beim Start der Ladung
die Spannung unterhalb eines bestimmten Wertes ist muss die
Ladeschaltung den Ladevorgang aus Sicherheitsgruenden verweigern.
Ansonsten werden Li-Ion meist erstmal mit Konstantstrom geladen und bei
Erreichen der Ladeschlusspannung (etwa 4.2V) wird der Ladestrom auf fast
Null zurueckgeregelt. Denn nur wenige hundert mV mehr koennen den Akku
zur Explosion bringen wenn nicht eine interne Schutzschaltung vorher
abtrennt. Daher vermute ich dass der eigentliche Laderegler im Apparat
sitzt.


Wenn ich Akkus parallel schalte, verringert sich der Gesamtwiderstand
und bei gleichbleibenden 12Volt Gleichspannung könnte (I=U/R)
dadurch die Stromstàrke beim Aufladen grösser werden und die
erlaubten maximal 400mA überschreiten, sodass das Ladegeràt
Schaden nehmen könnte. Ist das richtig?




Sollte es nicht. Eine gescheite Ladeschaltung (die wie gesagt wohl eher
im Apparat sitzt) hat eine fest eingestellte Strombegrenzung. Diese ist
normalerweise so gewaehlt dass weder das Limit des Akkus noch die
Leistungsgrenze des externen Netzteils ueberschrfitten werden.


Wie muss ich rechnen, um herauszufinden, ob das verwendete Ladegeràt
bei der Akku-Parallelschaltungsaktion Schaden nehmen könnte, bzw,
um zu wissen, wieviele solche Akku ich parallel schalten kann ohne
dass das Ladegeràt Schaden nimmt?

Was soll ich eigentlich aus dieser 7-Watt-Angabe am Ladegeràt
schliessen? Bezieht sich die auf "Vollast", also auf den Fall, dass
bei den 12 Volt tatsàchlich der maximal erlaubte Strom von 400mA
fliesst?
Wenn am Ausgang bei 12 Volt ein Strom mit der maximal erlaubten
Stromstàrke von 400mA fliesst, macht das für mich 12Volt * 400mA > 4,8 Watt. Also bezogen auf die 7-Watt-Angabe eine Differenz von
2,2 Watt, die wohl fürs Aufwàrmen des Ladegeràts oder dergleichen
draufgehen...




Vermutlich ist 7W die Leistungsaufnahme, unter Einbezug der Trafoverluste.


Es kann ja sein, dass meine Überlegungen, was eine mögliche
Beschàdigung des Ladegeràts angeht, völlig unbegründet sind.
Aber mir fehlt in Hinblick auf Elektronik noch ein bisschen
das Gefühl für Grössenordnungen und dafür, was wo eine Rolle
spielt und worüber man sich keine Gedanken zu machen braucht.
Was muss ich tun, um für so etwas ein Gefühl zu bekommen?




Den Apparat genauer analysieren. Drinne findest Du vermutlich eine
Schaltung zum Laden das Akkus. Diese koenntest Du als Schaltbild
aufzeichnen. Nennt sich "Reverse Engineering". Dann liesse sich erkennen
wie sie den Strom regelt.

Was mit hoher Sicherheit geschehen wird ist, dass Dein Apparat die
gleiche Leistung aus dem Netzteil nuckelt, aber die Ladung erschoepfter
Akkus entsprechend laenger dauert. Dafuer muss dieses Netzteil
natuerlich fuer eintsprechend langen Betrieb (oder Dauerbetrieb)
ausgelegt sein. Wenn es nach der ueblichen zeit fuer die Ladung des
einen Akkus bereits knalleheiss ist haette ich da Bedenken.

Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

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