Bauanleitung für sicheren Notlader / Batterieerweiterung

Wenn dann die, Batterien , Akkus dann nicht mehr die Spannung liefern,
die sie sollen hast du ein Problem weil, ´man nicht mehr genung Spannung hat und die im Palm eingebaute Lade-Regelung (Falls man dass so nennen kann.) abschaltet da aber immer weitr Strom kommt wir die Lade-Elektronik heiß. Und könnte durchschmoren.

Zitat

Original von Marvin
Wenn dann die, Batterien , Akkus dann nicht mehr die Spannung liefern,
die sie sollen hast du ein Problem weil, ´man nicht mehr genung Spannung hat und die im Palm eingebaute Lade-Regelung (Falls man dass so nennen kann.) abschaltet da aber immer weitr Strom kommt wir die Lade-Elektronik heiß. Und könnte durchschmoren.

[hessisches Fragewort mit drei Buchstaben]

Häh

Zitat

Original von Gast
Hmm...
Ein Blick ins Datenblatt sollte schon sein!
http://eu.st.com/stonline/books/pdf/docs/2144.pdf

Zumindest die zwei Kondensatoren (im Datenblatt Seite 3) würde ich setzen, um eventuelle hochfrequente Regelschwingungen zu vermeiden. Diese würden wahrscheinlich dem Palm nicht schaden, jedoch den Wirkungsgrad weiter vermindern.

Ausserdem sollte der Ausschalter im Pluspfad der Batterie liegen, da der Stabi ansonsten mit einem Ruhestrom von 4-6mA an der Batterie saugt.

Das ist alles nicht so trivial!

Die Kondensatoren müssen sein, da die hochfrequenten Svhwingungen erstens den externen Stabi zerstören können, zweitens den internen des Palm und drittens (wenn 1 und 2 nicht auftreten) im Eingang garantiert als Gleichspannung demoduliert werden, wodurch der Palm eine zu hohe Eingangsspannung sieht.

Gruß

Helge
Edit: der Ausschalter im Primärkreis läßt aber den Stabi im Spannungslosen Zustand am Palm. Inwiefern hier Rückströme fließen, bleibt zu untersuchen (siehe auch T3-Cradle-Bug!), evtl. muß hier eine Diode im Ausgang sein, mit allen damit verbundenen Nachteilen

Prinzipiell eine recht gute Schaltung.

Vielleicht noch ein paar Anregungen dazu:

1) der Längsregler ist natürlich die einfachste aber auch die schelchteste Lösung. Der Strom, der aus der Batterie herausfließt, fließt auch so in den Palm. Der Längsregler vernichtet dabei schon mal 2V bei voller Batterie und schaltet wahrscheinlich bei spätestens 6V (typisch) Eingangsspannung ganz ab (laut Datenblatt bei 7V!!).
So holt man aus 6 Zellen mit 2300 mAh gerade mal eine einzige Volladung für einen T3 heraus

2) Der Längsregler ist nicht fehlersicher, er kann im Fehlerfall "durchlegieren", d.h. am Ausgang liegt dann die Eingangsspannung an, was den Palm garantiert grillt

3) Die vernichteten 2V (bei 7V) bzw. vernichteten 15V (bei 20V) produzieren bei einem leeren, eingeschalteten T3 ca. 2 Watt bzw. 15W Leistung - nichts für die Aktentasche aber im Winter ganz hilfreich

Fazit: Für jemand mit Universal Connector ist das Power ToGo sicher die bessere Lösung, da gibt es aus einem Bruchteil des Bauraumes zwei komplette Volladungen und man braucht kein zusätzliches Ladegerät.

Gruß

Helge

Hi,
endlich wieder einmal Elektronik..
Disclaimer: Ich hatte vor einem halben Jahr einen Unfall und habe seither nie wieder eine Schaltung angerührt. Alles hier gesagte stammt aus meiner Errinnerung!!

1) Man kann den Längsregler durch eine Zenerdiode absichern. Das sollte das Problem (kurzzeitig)lösen!
2)In der Tat ist ein Linearregler nicht gerade optimal. Ein Schaltregler ist nicht allzu teuer(Maxim-ICs verwednen, spottbillig und gut), und ist wesentlich effektiver. In der vorliegenden Konfiguration würde er rund 2W verbraten, da ein M505 mit 1A lädt!
3)Überladene NiMH-Zellen können explodieren
4)Unterladung killt NIMH zuverlässig

Ich finde die Schaltung aber im Prinzip sinnvoll. Über die Konensatoren würde ich gar nicht debattieren-kosten eh fast nichts und brauchen auch so gut wie gar keinen Platz.

Zitat

Original von Tam Hanna
Hi,
endlich wieder einmal Elektronik..
Disclaimer: Ich hatte vor einem halben Jahr einen Unfall und habe seither nie wieder eine Schaltung angerührt. Alles hier gesagte stammt aus meiner Errinnerung!!

1) Man kann den Längsregler durch eine Zenerdiode absichern. Das sollte das Problem (kurzzeitig)lösen!
2)In der Tat ist ein Linearregler nicht gerade optimal. Ein Schaltregler ist nicht allzu teuer(Maxim-ICs verwednen, spottbillig und gut), und ist wesentlich effektiver. In der vorliegenden Konfiguration würde er rund 2W verbraten, da ein M505 mit 1A lädt!
3)Überladene NiMH-Zellen können explodieren
4)Unterladung killt NIMH zuverlässig

Ich finde die Schaltung aber im Prinzip sinnvoll. Über die Konensatoren würde ich gar nicht debattieren-kosten eh fast nichts und brauchen auch so gut wie gar keinen Platz.

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Hallo Tam,
ich vermute, Deine 4 Punkte beziehen sich nicht auf meine 3 Anmerkungen, bin mir aber nicht ganz sicher?

1) Die Zenerdiode sichert leider gar nichts, da sie entweder immer im Eingriff sein könnte (Uz <= 5V) oder auf Grund der Bauteilstreuung und Stromabhängigkeit eine zu hohe Spannung (>5,3 V) erlaubt.
Der Palm kann da sehr empfindlich sein.

2) Ein Schaltregler kann auch so gebaut werden, daß er weniger verbrät (< 1W)

3)+4) Mir sind die beiden Bemerkungen zu NiMh nicht ganz klar? Wie Fabian die Rundzellen lädt hat er doch gar nicht erwähnt?

Gruß

Helge

Zitat

Original von Gast
Diode ist ganz schlecht!
Besser einen zweifach - Ausschalter verwenden, der die Batterie und den Palm gleichzeitig trennt.

Das der Lm kaputt wird ist IMHO nicht wahrscheinlicher als ein kaputtwerden der internen Regelung. -Oder des original Palm PHIHONG Steckernetzteils.
Ein ausreichend genauer Überspannungsschutz verkompliziert die Sache jedenfalls um einiges.

Fliesst wirklich 1A in den Palm?
Auf meinem Steckernetzteil steht jedenfalls 500mA max.

Um möglichst viel Wirkungsgrad zu erreichen sollte die Akkuspannung nicht zu hoch sein und ein Low-Drop Spannungsregler verwendet werden.
Bei nur 6 Zellen ist so ein Teil zu empfehlen.

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Hallo Namenloser,
1) Zweifach Ausschalter ist vermutlich am Besten
2) Daß der LM (oder 7805) kaputt geht ist wahrscheinlicher, als Du glaubst
Die Dinger sind nicht außerordernlich robust, etwas Kurzschluß bei höherer Temperatur etc. und das wars.
3) Ja es fließt bis 1A bei voll entladenem Palm und gleichzeitig eingeschaltetetem Palm, wenn bei Dir 500mA steht, ist es entweder ein älterer Palm oder das falsche Netzteil
4) niedrige Akkuspannung mit Längsregler heißt zwar etwas höherer Wirkungsgrad der Regelung aber gaaanz schlechte Ausbeute der Batteriespannung.
Um bei einer Alkali-Mangan etwa 80% - 90% der enthaltenen Energie aus der Batteriie zu kriegen, muß man den Bereich von 1,6V (voll) bis 1,1V (leer) komplett ausnutzen.
Das heißt bei 1,1V müssen noch 7V am Eingang des Stabi sein.
Das ergibt (7/1,1) 7 Zellen.
Die haben dann ganz voll (7*1,6) etwa 11,2 V. Da werden dann im vollen Zustand ca. 55% "verbrannt".
Man kann nun, wie Fabian nur 6 Zellen nehmen, die "verbrennen" im vollen Zustand am Regler "nur" 48% Leistung, aber man kann nur ca. 70% der enthaltenen Ladung nutzen.

fabian,
1) mit der Rechnung (48% Anfangsverlust und 70% Gesamtausbeute) kommt man schnell darauf, daß aus 2300mAh nur ca. 900-1100 mAh Netto an 5V herauszuholen sind. Nun noch der Verlust der Ladeschaltung im Palm (auch nur Längsregler) und des Akkus eingerechnet, da bleiben allerhöchstens noch 700-800 mAh übrig, der Akku eines T3 hat 900mAh.

2) Durchbrennen kann der schon, in guten Netzteilen wird daher eine Schutzschaltung am Ausgang verwendet, die im Störungsfall den Stabi abschaltet. Bei besseren Stabis ist die Schutzschaltung dann gleich integriert

3) Das meinte ich mit Platzbedarf

Die Schwingungen treten bei den genannten Stabis auf, wenn ungünstige Verhältnisse zusammenkommen. Jede Regelung (auch die einer Spannung) kann schwingen. Dagegen werden die im Datenblatt empfohlenen Cs eingelötet.

Der Thread macht Spaß

Gruß

Helge

Grüss euch :))

Jetzt hab ich mich mal angemeldet um nicht immer als Gast schreiben zu müssen.

Zum Schalter:
Ich meinte einen 2-poligen der sowohl die Batterie als auch den Palm wegschaltet. Jeweils einer der beiden Pfade im Pluspfad der Batterie und des Palm.

Zur Absicherung bei Überspannung durch defekten Spannungsregler:
Ziemlich aufwendig, (und IMHO übertrieben)da die Schaltung sehr genau sein muß und nicht allzuviel Eigenverbrauch haben darf. Mit einer Z-Diode gehts nicht genau genug.

Eine Möglichkeit wäre: Eine genaue Referenzspannung z.b. mit einem Lm317:
http://www.national.com/ds/LM/LM317L.pdf
Mittels eines Komparators die 5V mit der Referenzspannung vergleichen und einen parallel zur Batterie liegenden Transistor schalten. In serie zu batterie muss dann noch eine Sicherung sein!

Also: Überspannung von 5,4V- Komparator detektiert - Transi macht Kurzschluß- Sicherung löst aus- Schaltung stromlos.
Diese Schutzschaltung muss direkt von der Batterie versorgt werden

Es gibt auch andere Lösungen, aber mein vorschlag ziehlt darauf ab im normalbetrieb möglichst keinen Spannungsabfall zu produzieren (Wirkungsgrad)

Zum Schaltregler /Wirkungsgrad:
Also das ist Kanonen auf Spatzen schiessen!!
Wir sprechen hier von 6 Monozellen also 7,2V
Davon müssen wir 2,2V verbraten also 30% (worst-case)
Die Schaltung hat also 70% Wirkungsgrad.
Ich habe mich nicht über die angesprochenen Maxim Schaltregler informiert, ich bezweifle aber, dass sie in dem geforderten Leistungsbereich einen besseren Wirkungsgrad als, sagen wir mal, 85% haben.
Der Wirkungsgrad wird bei geringeren Ladeströmen in den Palm noch weiter sinken, da die Dinger wohl einen grösseren Eigenstromverbrauch als der Längsregler (6mA!) haben.
Also: Einfach Akkus mit 15% mehr Kapazität nehmen ist viel billiger und genauso gut

Zum verwendeten Spannungsregler:
Den würde ich nicht nehmen. Laut Datenblatt braucht der typisch 2V.
Das heisst, wenn die Batteriespannung auf 7,0V sinkt kann es schon Probleme geben. Wäre doch schade, wenn die Schaltung verhungert bevor die Batterien ihre Ladung an den Palm abgegeben haben.
Ich schlage einen Low drop Typen vor:
http://www.st.com/stonline/books/pdf/docs/1770.pdf
Der kommt mit 0,5V aus d.H. die Batteriespannung kann auf 5,5V absinken bevors knapp wird. Die Spannung an den Akkus sinkt also auf 75% ihrer Nennspannung. Da die Entladekurve nicht linear verläuft ist die Batterie dann praktisch entladen!

Zu den Schwingungen:
Es kann verschiedene Ursachen dafür geben. Das was hier angesprochen wird sind Schwingungen die sich aus der Regelung ergeben.
Du mußt dir das so vorstellen: Am Ausgang des Reglers wird die Spannung gemessen, wenn sie zu hoch ist wird der Q17 (siehe Innenbeschaltung Datenblatt seite 2) hochohmiger gemacht - worauf die spannung sinkt - dies wird von der Regelung festgestellt und Q17 wieder niedeohmiger gemacht. Wenn dieses Verhalten der Ausgangsspannung sehr schnell abläuft (also die Spannung schneller steigt/sinkt als der Regelmechanismus reagieren kann) kann der IC ziemlich hochfrequent zum Schwingen anfangen. Was dann genau mit der Ausgangsspannung passiert ist nicht definiert. Der kleine Ko am Ausgang ist ein Typ welcher auch bei hohen Frequenzen noch seine kapazitiven Eigenschaften behält (also z.b. KEIN Elko) der kann diese schnellen Spannungsänderungen verhindern.
Ahnlichen Sinn hat der Ko am Eingang. Hochfrequente Störungen am Eingang (eventuell durch obigen Effekt vom IC selbst erzeugt) kann die Regelung nicht ausregeln sie schlagen auf den Ausgang durch und regen das System weiter zum Schwingen an (siehe oben)
Obs schwingt hängt aber von verschiedensten Bedingungen ab (Leitungslänge,Temperatur,Last...)

Bertl

Da kamen ein paar Antworten während ich die Mail vervasst habe

Also ich habe einen Nagelneuen T5 und am mitgelieferten Netzteil steht 5,2V 500mA

Am Zire71 Netzteil steht allerdings 5,0V 1A

Bertl

Hi

Zitat

Hm? Also + von der Batterie und + vom Palm an den Schalter!? Oder so wie im Anhang? Sollte es so nicht sein, könnteste ne kleine Skizze machen?

Skizze hmm.
Habe nur Paint am Rechner, Versuche es nochmal zu erklären:
Stell dir vor du hättest 2 getrennte Schalter.
Einer befindet sich direkt nach dem pluspol der Batterie
Der zweite ist direkt nach dem Stabi.

Wenn du jetzt einen zweipoligen ein/ausschalter nimmst hast du beide Schalter in einem Gehäuse vereint.

Zitat

Das is aber sehr kompliziert. Wie hch ist denn das Risiko das es da was verrupft?

Noja, das ganze ist ja noch keine konkrete Schaltung sondern nur eine Idee für einen möglichen Lösungsweg (Eigentlich will ich damit sagen: willst du dir soetwas wirklich antun?)
Normalerweise würde ich jetzt eine Skizze zu dem Vorschlag machen, ein paar Berechnungen anstellen (speziell der kurzschliessende Transi, die Sicherung und der Innenwiderstand der Batterien sind da ein Thema)
Danach etwaige alternativvarianten überlegen: z.b: statt der Sicherung ein niederohmiger FET oder evtl ein Bipolartransi in Serie welche abschalten.
Dann noch einige Stunden mit Pspice vergnügen - aufbauen - testen...
Wenn du das Werkel nicht verkaufen willst vergiss es.
Oder suche nach einer einfacheren Lösung

Bertl