Mikroprozessorgesteuertes ELV-Ladegerät für 8 R6-Zellen
(Für geringere Wärmeentwicklung in Akkunähe sollte der Leistungstransistor
von der Mitte der Leiterplatte auf ein Kühlblech am Trafo versetzt werden.)
Fotos:
Schaltplan (Handskizze).
Interessant ist hierbei die Reihenschaltung der Akkumulatoren trotz
einzelner Lade- und Messfähigkeit.
Neu:
Disassemblierter Schaltplan eines chinesischen
Balancer-Ladegerätes
für bis zu 6 LiIon-Zellen in Reihenschaltung.
Nennt sich B6AC;
gemeint ist wohl „Batterie-Reihenschaltung max. 6 Zellen,
mit AC-Netzspeisung“.
Davon sollte sich Bosch 'ne Scheibe abschneiden,
denn die gängigen Ladegeräte für Werkzeugakkus unterstützen
kein Balancing.
Schaltplan Hauptplatine als Vektorgrafik.
Die Spannungswandlung erfolgt komplett mikrocontroller-gesteuert
mit einem kombinierten Hoch/Tiefsetzsteller über eine einzige Drossel.
Das Balancing erfolgt mittels Spannungsmessung über simple Widerstandsteiler
an den Abgriffen sowie zuschaltbarer Lastwiderstände ca. 20 Ω,
also mit maximal 0,25 A.
Hier sehe ich zum ersten Mal einen 32-Bit-Controller mit 5 V!
Einen CMS32L051.
Als Anzeige dient eine bastlergängige LC-Textanzeige mit 2×16 Zeichen.
Neu: Abschaltautomatik
mit Einzelzellenüberwachung(!) für LiIon-Akkupacks
mit ATtiny13 und CD4052, also ohne Spezialschaltkreis,
für Akkupacks mit 2..6 Zellen in Reihe (sogenannt 2S, 3S, 4S, 5S, 6S).
Schaltplan für 2S und 3S,
als abgespeckte Bestückungsvariante v.a. zum besseren Verstehen der Schaltung.
Dafür wurde der 4052 als alternatives Schaltungssymbol entworfen.
Firmware ist in Arbeit.
Der Reset-Jumper dient der Kalibrierung:
5× hintereinander brücken leitet eine Kalibrierung ein:
Eine angeschlossene Widerstandskette, gespeist von einem Labornetzgerät,
liefert gleiche Differenzspannungen.
Davon berechnet die Firmware nach diversen Checks:
Anzahl der Zellen sowie Präsenz von U3 (mindestens 2, maximal 6)
A/D-Werte für den Ladezustand „leer“ (3,0 V; wenn weniger als 20% vom rechnerischen Minimalwert entfernt, untereinander weniger als 5 %)
Dazu wird das Labornetzgerät entsprechend eingestellt.
Die gespeicherten Werte kann man aus dem EEPROM des ATtiny13 auslesen.
Im Fehlerfall gibt die Firmware ein „Blinksignal“ an den Schalttransistor ab.
Hochvolt-Programmierung ist nicht erforderlich.
Die Anschlussbelegung ist so gewählt,
dass die Kondensatoren C2 und C5 nicht den
ISP stören.
Die Platinenform ist so gestaltet,
dass die Platine zwischen die Rundzellen eines jeden Akkupacks passt.
Platinen wurden bei JLCPCB gefertigt.
Gedacht für den Einbau in LiIon-Werkzeugakkus; diese sind zumeist 5S.
Und zwar bevor sie tot sind! Die Schaltung hat einen extrem geringen Eigenstromverbrauch
im Bereich von 10 µA
und kann sich bei Unterspannung nach längerer Zeit mit weit unter 1 µA
komplett zurückziehen, muss dann allerdings per Reset neu gestartet werden.
Das Laden des Akkupacks wird nicht behindert.
Reparaturen
E-Bike-Ladegerät Kuberg K-FR546V
So sieht's aus
Symptom: Rote LED leuchtet, sonst keine Funktion
In der Mitte war der defekte Elko
Reparatur: Das in der Mitte (siehe Bild)
war das einzige defekt gefundene Bauteil: Ein Elko 2200 µF / 35 V.
Der Ersatz ist etwas zu groß und deshalb langbeinig eingebaut.
Alle anderen wurden geprüft, 5× 4,7µ getauscht (lagen genug herum; wirkungslos).
Trotzdem macht das Netzteil tuckernde Geräusche ca. 5 Sekunden
nach dem Einschalten, dann legt es los.
Symptom: Lautloser Totalausfall nach sekundärseitigem Kurzschluss.
Keine sichtbaren Schäden.
Rätselhafte „aktive Diode“ — wie ich das Bauteil zu interpretieren versuche,
die übliche Pinzuordnung für ein MOSFET (SSSGDDDD) kann nicht stimmen.
Es ist zu vermuten, dass eine ganze Schaltung dahintersteckt.
Eine die „aktive Diode“ entlastende Schottky-Diode (Durchsteck) ist nicht bestückt.
Problem: Ladegerät für eigenintelligente Li-Ion-Akkus 12 V fehlt — mal schnell.
Diese Akkus haben Ladezustandsanzeige, Überladeschutz, vmtl. Tiefentladeschutz, vmtl. Balancing eingebaut,
und kosten für 15 Ah auch schon mal 50 €.
Obwohl diese Akkus mit 15 A (sog. „1C“) geladen werden dürfen,
sollte man diesen Strom niemals über Hohlbuchsen schicken!
In so einem Fall ist die Buchse zerschmolzen, und es gab Kurzschluss für das Ladegerät
(= Sicherung löst aus) und den Akku (= Folgen unbekannt).
Daher bieten sich dafür die eher leistungsschwachen Ladefix-Geräte an,
die 3 oder 5 A Ladestrom liefern.
Und wenn man schon dabei ist, eine Hohlbuchse einzubauen,
gleich die folgenden Umbauarbeiten:
Neugestaltung der Frontplatte (3D-Druck oder spanende Bearbeitung)
