Re: Conrad Ladeautomatik - ein paar Grundüberlegungen

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Geschrieben von Theodor Wadelow am 29. September 2011 14:48:35:

Als Antwort auf: Re: Conrad Bausatz umbauen - grundsätzlichere Überlegungen zur Batterieladung geschrieben von Alex am 28. September 2011 23:22:35:

Hallo,
> So wie ich das im Layout sehe, sind die IC´s über das Ladegerät versorgt. Der Akku geht nur zum Relaiskontakt und an R2 zur Spannungsüberwachung.
Dann müßtest Du mal einen aktualisierten Schaltplan zeichnen :-) Solche Details kann man ja schlecht erraten.
Das im Produktdatenblatt auf Seite 25 angegebene Layout und die Anschlußbeschreibungen sind also falsch ?

Damit sollte über R2 und R1 permenaent der Akku ein bischen entladen werden. Dürfte knapp 1mA Entladestrom sein. Wie sinnvoll ;-)
Gut, 1mA ist bei 88Ah Akkukapazität nicht wild, aber immerhin.

Also, es ist eine Mobile anlage, mit einem Car hifi Verstärker.
Der ist an der Batterie angeschlossen. Ist nun eine Steckdose in der Nähe (UND der Verstärker ist an), so soll das Ladegerät direkt mit der Batterie verbunden werden (13,8V)
Jetzt wird das Bild klarer. OK.


> Die Ladeautomatik wird hauptsächlich nachts arbeiten müssen. Dient also hauptsächlich zum verhindern von überladung...
Mit einem 13.8V Netzteil ist es schlichtweg unmöglich, eine Autobatterie zu überladen. Wenn die Spannung vom Netzteil ausreichend genau eingestellt ist, dann solltest Du keine Probleme haben. 13,8 V ergibt eine hübsche Pufferladung. Zum zyklischen Volladen auch ein bischen mehr Spannung, etwa 14,4 Volt.
Ein Pufferladung andererseits braucht keine Ladeautomatik.

c) Batterie wird über ein Powerbase Netzteil aus dem Modellbaubereich geladen.
Siehe: www.modellbau-metz.com/t2m-netzteil-powerbase-12v-20a.html
Das ist wahrscheinlich kein Ladegerät ! Der feine Unterschied ist, daß ein Netzteil die Spannung konstant hält. Ein Ladegerät hingegen kann verschiedene Funktionen haben, üblich ist
1. Laden mit konstantem Strom (die bekannten 1/10 C)
2. Laden bis zu einer Ladeschlußspannung, danach Abschaltung
3. Erhaltungsladung bei einer bestiommten Spannung.
Die meisten Ladegeräte erfüllen eine oder mehrere dieser Funktionen.
Ganz einfache Ladegeräte (z.B. aus dem Baumarkt) begrenzen den Strom mit mit einem Streufeldtransformator.


Ob der den Strom begrenzt, kann ich nicht sagen. Hab keine Stromzange, mit der ich die Stromaufnahme von Batterie und verstäker messen könnte. Spannungseinbruch konnte ich auch nicht feststellen.
Da ist natürlich die Frage, wie das Setup beim Messen war. Am Netzteil mit Batterie und Verstärker wirst Du kaum Spannungseinbrüche sehen, weil eine Autobatterie verdammt gut puffert.


Mir ist klar, dass der Ladestrom max. 1/10 der Kapazität betragen sollte. Bei mir also max. 8,8A
Das sind Daumenwerte für eine schonende Ladung. In Autos werden die Akkus gerne mal mit 30 A geladen, da solltest Du dir keine allzu großen Sorgen machen :-) Ich sorge mich aber ein bischen um dein Netzteil.


Ich würde sagen, dass das Netzteil den Strom auf max. 20A begrenzt. Wissen tue ich es allerdings nicht.
Das zu wissen ist aber sehr wichtig!
Stell Dir vor, nach langer Benutzung ohne Netzteil ist die Batterie entladen, sagen wir auf 10,8 V, die übliche Entladeschlußspannung.
Nun klemmst Du dein Netzteil mit 13.8V / 20A an den Akku und was passiert ? Großer Überstrom ! Das mag a) der Akku nicht, Du hast ja selbst von 1/10 C = 8,8A Ladestrom berechnet und b) wird der Strom auch schnell mal im Bereich von 30, 50 oder 80 A landen. Das mag das Netzteil nicht.

Du kannst das Ladeverhalten recht einfach selber testen. Nimm ein Multimeter, die könne meist bis 10A messen, oft auch bis 20A.
Entlade die Batterie sagen wir auf 13.5 V und miß den Ladestrom, wenn Du das Netzteil an den Akku klemmst.
Achtung: Die meisten Multimeter dürfen volle 10A nur ca. 15 Sekunden lang messen, sonst droht Überhitzung. Also nicht als Dauer-Setup benutzen.

Wenn das mit 13.5 V Akkuspannung geht, dann entlade den Akku stückweise weiter, z.B. 200 mV und schließe dann mal kurz das Netzteil mit Multimeter zum Laden an. Den Strom notieren. Dann 200 mV weiter entladen und wieder den Ladestrom testen. So weitermachen bis der Akku entladen ist.
Du wirst sehen, der Ladestrom wird mit sinkender Akkuspannung förmlich explodieren.
Mit diesen Tests solltest du natürlich aufhören, wenn Du die Maximalbelastung des Multimeters erreichst. Ich vermute, 10A Ladestrom siehst Du noch bevor 12V erreicht sind ! Was dann bei 10,8V Akkuspannung passiert kannst Du Dir selber ausmalen.

Dementsprechend solltest Du dringend über eine Begrenzung des Ladestroms nachdenken.

Ein kleiner historischer Hintergrund zu den Conrad-Bausätzen:
Diese Bausätze stammen vom Design aus dem Ende der 70er Jahre, bis etwa zur Mitte der 80er Jahre. Damals war es üblich, daß man zuhause noch Batterieladegeräte für Autobattereien hatte, der ADAC kam nämlich noch nicht nach Hause um Starthilfe zu geben ;-)
So wie heute auch waren die Batterien gerade im Winter eher leer. Die damals üblichen Ladegeräte hatten einen Streufeldtrafo und begrenzten damit den Ladestrom auf z.B. 4, 8 oder 12 A. Das war in etwa so ausgelegt, daß man mit Kapazität / Ladestrom * 1.5 in etwea die Zeit raten konnte, die man braucht, damit der Akku voll war. Dem auf die Ladung folgenden Gasen begegnete man mit Aufschrauben der Zellen, bevor die Zentrale Akkuentlüftung erfunden war. Nach dem Ladevorgang wurde das durch das Gasen (2 H2O --> 2 H2 + O2) verlorene Wasser mit destilliertem Wasser ersetzt. Alle Zellen wurden mit sogenanntem "Batteriewasser" auf den Soll-Füllstand aufgefüllt. Das galt als gute Akku-Pflege ;-)

Es ist offensichlich, daß es so unmöglich war, das Ladegerät "einfach mal so" für längere Zeit an einen Akku anzuschließen, der Akku hätte sich totgegast.

Einsatzfall wäre beispielsweise einen halb entladenen Akku über Nacht zu laden, damit er am folgenden Tag einsatzfähig ist oder den Akku am Ladegerät zu lassen, während z.B. ein Auto längere Zeit irgendwo rumstand.

Da kam der Conrad-Bausatz genau richtig, denn mit seinem Relais trennt er das Ladegerät vom Akku, sobald eine gewisse Ladeschlußspannung erreicht ist.
Dies Ladeschlußspannung stellt man kurz unterhalb der Gasungsspannung ein. Das verhindert das Gasen, weil das Ladegerät dann kurz vor der erreichen der Gasungsspannung abgetrennt wird. So wird automatisches Laden möglich. Das Nachrüsten eines solchen Bausatzes in ein vorhandenes Ladegerät (die Blechgehäuse hatten dafür meist mehr als genug Platz) war am Anfang der 80er ein durchaus übliche Sache, es gab mehr Bastler als heute.

Deshalb steht im Bausatz auch nicht "Plus/Minus Netzteil" auf Seite 25 sondern "Plus/Minus Ladegerät".
Der Bausatz sollte IC1 und IC2 dringend von der Siete des Akkus versorgen, denn wenn man die "üblichen" Ladegeräte vom Akku trennte stieg ihre Ausgangs-Spannung schnell mal auf 20 oder sogar 35 V ! Das wäre für die Chips auf der Platine tödlich !

Bitte überdenke unbedingt noch mal den Fall, daß der Akku relativ leer ist (10,8V) und an dein Netzgerät angeschlossen wird. Was passiert dann ?

d) Verstehe ich nicht so ganz. Meinst du ob aus meinem Netzteil noch andere Spannungen, wie die Ladespannung kommt? Fals du das meinst, muss ich dich enttäuschen..es gibt nur die Batterie + dieses Netzteil. Alle anderen Spannungen für Audioschaltungen ect. werden über einfache Spannungsregler der 78er-Serie bereit gestellt...

Das ist Ok, aber wie willst du dann feststellen, daß das Ladegerät an ist und tatsächlich Strom liefert ?
Wenn das Laderelais geschlossen ist, ist der (+)-Ausgang des Netzteils mit dem (+)-Pol des Akkus verbunden.
Wenn jetzt das Netzteil ausfällt (Stromausfall, Stecker gezogen etc.) dann hängt die Ladeautomatik am Akku und saugt ihn langsam leer. Das kann doch nicht der Sinn der Übung sein.
Kannst du vielleicht im Netzteil eine Spannung abgreifen, z.B. mit einer zusätzlichen Diode *vor* dem 12V/20A Gleichrichter ?
Diese Spannung könntest du dann als "Monitor-Spannung" für Netzversorgung benutzen.

Ist das Netzteil eigentlich ein klassisches Netzteil mit Trafo oder ein Schaltnetzteil ?

> Ich hoffe, du kannst mit meiner Beschreibung ein bisschen besser nachvollziehen, um was es genau geht...
> Falls du noch etwas wissen musst, werde ich das gerne nachmessen und nachreichen!
Ich will noch jede Menge wissen :-)
Aber deine Beschreibungen sind ausführlich und gut. Weiter so.

-Theo

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