Z-Dioden

    Hallo QRP'ler ( und auch andere Bastler ;) )


    Ich bin nun endlich mal dabei meine /p Accuversorgung zu optimieren.
    Dazu baue ich grad eine Einzelzellenüberwachung für die Entladeschlussspannungs-
    warnung bei LiPoAccus - die da ja recht empfindlich sind.


    Nun bleibt ja eine Z-Diode in typ. Sperrrichtung ( boa - neue teure Rechtschreibung ) ja
    niederohmig so lange die angelegte Spannung größer ist als ihre Nennspannung.


    Im Bereich der kleinen Spannungen die ich nun brauche ( ZPD2.4 ) habe ich da aber ein
    nicht ganz klares Ergebniss - gibt es da noch mehr Abhängigkeiten vom mind. Strom
    der durch die Z-Diode fließen muss o.ä. ?


    Angelegte 3.7V über 1K R ergeben ca. 1.9V an der Diode, erst ab R=150 Ohm liegt an
    der Diode die Nennspannung von 2.4V an, bei R=100 Ohm wird die Spannung sogar
    noch höher als 2.4 V - mehr wollt ich nicht testen, es roch in der Küche schon vom
    "hindremeln" der Lochrasterplatine nach heißem Epoxy... .


    Oder ist der Spannungsunterschied zu klein ?


    Die Schaltung funktioniert nun zwar, aber es bleibt ein großes "?" .


    Wenn alles fertig ist gibts nat. eine kleine Doku - FT100 als Umhängetranceiver mit
    5Ah Lipoaccu und P-out Max = 100 - naja nicht mehr QRP ;)
    Die Spannungsregelung (Reduzierung) in kleiner Form muss auch noch realisiert werden.
    ( 4Z Lipo im vollen Zustand hat zuviel Spannung für 13.8 V ausgelegte TRX'se, dazu habe ich
    eine alte bewährte Schaltung, aber die ist zu groß, die Minivariante ist aber schon ausgetüftelt )


    73 de Bernd

    Moin Bernd,

    Zitat

    Im Bereich der kleinen Spannungen die ich nun brauche ( ZPD2.4 ) habe ich da aber ein
    nicht ganz klares Ergebniss - gibt es da noch mehr Abhängigkeiten vom mind. Strom
    der durch die Z-Diode fließen muss o.ä. ?


    sehr richtig, Z-Dioden haben im Bereich < 10mA meist eine "sehr krumme" Kennlinie. Ich habe mal
    einen Hinweis bekommen, dass sich bei geringen Spannungen auch LEDs (natuerlich in "Leit"-Richtung)
    sehr gut zur Erzeugung von "Referenzspannungen" eignen sollen. Leider fehlte mir bisher die Zeit, dieses
    zu ueberpruefen... Es ist vielleicht mal ein Experiment wert?


    73 de Roland / DK1RM

    Hallo Bernd,


    soweit ich der Literatur entnommen habe, benötigen LI-Akkus eine recht genaue Einhaltung der Lade-/Entladespannung. Bei den Z-Dioden müßte da auf alle Fälle die Spannungstoleranz der Bauelemente hinterfragt werden. Außerdem, wie von Roland bereits angemerkt, gibt es im Bereich kleiner Ströme eine recht krumme Kennlinie (Datenblatt anschauen), und die Spannungen weichen dann um einiges vom Aufdruck ab.
    In der Praxis werden deshalb für diesen Zweck Schaltkreise verwendet, die einen genauen Umschaltpunkt und sicher auch eine Anpassung der Temperaturkennlinien von Akku und Elektronik besitzen. Im Eigenbau sind da einige Experimente gefragt, um brauchbare Werte zu erreichen. Aus diesem Grund bin ich nach jedem Schielen auf Li-Akkus wieder bei NiMh gelandet. Aber vielleicht meldet sich jemand, der schon etwas weiter ist mit Li-Akku-Selbstbau.


    73 Reiner

    Zitat

    Original von DL6BFL
    Wenn alles fertig ist gibts nat. eine kleine Doku


    Hallo Bernd,


    so was würde sich vielleicht auch als Kit der DL-QRP-AG eignen, was meinst Du? Ich hätte auf alle Fälle Interesse, auf LiPo umzusteigen. Ohne, dass es allzu gefährlich wird :)


    73 Daniel DM3DA

    Hallo Bernd,


    > Ich bin nun endlich mal dabei meine /p Accuversorgung zu optimieren.
    > Dazu baue ich grad eine Einzelzellenüberwachung für die Entladeschlussspannungs-
    > warnung bei LiPoAccus - die da ja recht empfindlich sind.


    ich habe mich auch schon etwas mit der Materie beschäftigt, zumal die LiPos ja ein verlockendes Verhältnis von Gewicht und entnehmbarer Leistung bieten. Das Buch "Moderne Akkumulatoren richtig einsetzen" von Jossen/Weydanz hat mir da sehr geholfen. Meine Erkenntnis im Hinblick auf die LiPo-Akkumulatoren: BITTE benutze aus Gründen der Sicherheit für Dich und andere NUR die in bzw. an den Zellen ein- bzw. angebaute Ladeelektronik. Durch sie werden die Ladespannung und der Ladestrom so geregelt, wie es die Zellen erfordern. Also: Bitte keine Spielchen mit Z-Dioden als Spannungsreferenz. Die LiPos, die in den diversen Akkuschraubern usw. enthalten sind, nutzen alle eine umfangreiche Regelung, die unter anderem auch auf die Wärme der Akkus reagiert.


    Sieh Dir bitte auch mal den Beitrag "Lithium-Akkumulatoren - Wachablösung für NiCd" in der Zeitschrift Funkamateur (FA 1/09, S. 48-52) an. Dort verrät Michael Hermes sehr viel zum Thema LiIon-, LiPo- und LiFePO-Akkus. Da Du ja mehrere Zellen in Serie betreiben willst, ist demnach noch ein Balancer erforderlich.


    Wie Du siehst, sind LiPos nicht so einfach zu laden. Irgendwo habe ich auch mal ein Video gesehen, in dem ein solcher Akku im wahrsten Sinne des Wortes explodierte und dann abbrannte. Das war für mich der Punkt, LiPos nur dann zu verwenden, wenn ich die Zellen UND die passende FERTIGE Elektronik bekommen kann. Ich bin sonst immer für den Selbstbau, doch in diesem Fall ist mir mein Leben lieber. Derzeit sind es noch BleiGel und NiMH.


    73/72 de Ingo, DK3RED - Don't forget: the fun is the power!

    An Ingo die Info, ich bin mit LiPo's kein Anfänger, die Risiken sind mir bekannt.


    Ich verwende Zellenpacks aus dem Modellbaubereich, geladen werden diese mit
    entsprechender Ladetechnik von Fa. Schulze-Elektronik, und das nat. auch mit
    Balancer - allein schon wegen der nicht ganz günstigen Accus.


    Ich habe schon viele Geräte - vor allem in meinem QRL ( Handwerk ) auf LiPo
    modifiziert, und das mit guten Erfahrungen.


    Die Warnung von Ingo ist nat. wichtig - und die Probleme von Lipo's sollten
    auch immer bedacht werden:


    Überladung / Überlastung ( Kurzschlüsse ) / mech. Beschädigung kann zu heftigem
    Brand führen.


    Eine Tiefentladung quittiert die Zelle meist mit Exitus - daher meine Schaltung.


    Der Balancer sorgt für den Ausgleich der Zellen beim Laden, sonst gerät eine Zelle u.U.
    zu sehr ins Defizit und wird bei normaler Entladung schon tiefentladen, bevor man das bemerkt.
    Daher nützt eine Gesamtspannungsüberwachung nur wenig.


    Hitze ( Auto... ) mögen Lipo's GAR nicht - dito Gefahr des Brandes und mind. deutliche
    Lebenszeitverkürzung.



    Nach Verwendung von 150 Ohm Widerständen habe ich sehr gute Werte erreicht,
    die Schaltung macht recht genau bei 3V dicht.


    Die LiFe-Zellen sind wohl Risikoärmer, aber vom Modellelektrohubschrauber habe ich halt
    eh die Accupacks.


    Danke für all die Antworten, mal wieder etwas dazugelernt !


    73 de Bernd


    Edit, wenn alles stabil UND SICHER läuft gibts nat. Schaltpläne und Bauinfo's.
    Die Anschaffung eines tauglichen Laders ist aber als erste Pflicht anzusehen.
    Ansonsten brauch ich erst mal einen Kaffee, da grad mein heutiger Unfallpartner seine
    rote Ampel übersehen hat, wofür ich zum Glück genug Zeugen habe - kann aber sein
    das ich nun ein neues QRL-Mobil brauche - und nat. neue Antennenfüße ;-).
    Das Auto ist auf alle Fälle nun etwas kürzer - besser zum Einparken.

    Einmal editiert, zuletzt von DL6BFL ()

    Hallo Bernd


    Das Thema hatte ich vor einiger Zeit auch in Arbeit und mit Z-Dioden keine befriedigenden Ergebnisse erzielt. Nicht zuletzt muß man auch auf den Temperaturgang achten. Am besten sind meiner Erfahrung nach OPV für den Zweck geeignet. Gut stabilisierte Spannung und Widerstands-Spannungsteiler reichen dann aus.

    73
    Hagen

    Am einfachsten setzt man, wenn es etwas genauer sein soll, den TL431 ein, der als Parallelregler genauso wie eine Zenerdiode reagiert und ab 2,5V einsetzbar ist.
    Die Genauigkeit der Referenzspannung ist mit 1% spezifiziert (und bei mir auch immer gewesen); mit zwei 1% oder ausgemessenen Widerständen bekommt man eine stabile, genaue und temperaturunabhängige Z-Diode.
    Kostet mittlerweile auch nix mehr, da in fast jedem Computer-Schaltnetzteil eingesetzt.


    Für kleine Spannungen setze ich in der Tat gerne LED ein; typ. sind 1,7V Spannung. Aber nur, um z.B. eine Konstantstromquelle mit einem Transistor zur realisieren (auch wenn es dafür mit dem LM334 eine viel bessere Lösung gibt), etc.

    Hallo,


    der TL431 ist in der Tat eine exellente elektronische Z-Diode mit Bandgap-Element. Glückwunsch, wer kennt heute noch den LM334.


    73 de Gerd, DM2CDB

    Wie so üblich geht die Entwicklung halt weiter, interessante Info's.


    Wobei meine Schaltung nun soweit steht, aber mit der Problematik das aufgrund
    der einfachen Herausführung bzw. direkten Verbindung der Zellen im Pack noch
    geringe Ausgleichsströme fließen, die ich unterbinden muss.
    Das werde ich wohl mit norm. Dioden realisieren können, gestern war ich
    aber nicht mehr ganz so fitt, und hab es gelassen ( Fehlergefahr ).


    Einen ersten Praxistest mach ich heute, aber mein Ladegerät hat ja auch entspr.
    Entladeprogramme, mal sehen wer zuerst Accu leer meldet, wobei der Lader
    später abschalten müsste als meine Warnschaltung ( 2.8V/Z vs. 3.0V/Z )
    Bei 5Ah dauert das entladen ab wohl auch 5 Std. aufgrund der Leistungsbeschränkung
    meines Laders - aber das läuft parallel bei der Arbeit im Hintergrund.


    73 de Bernd