4,8V -> 5,2V so effizient wie möglich...

    Hi allerseits,


    bevor ich mit meinen anderen LED-Projekten starte wollte ich für mein Smartphone ein Akkupack zum Aufladen bauen.
    Ich habe noch 4 Baby-D-Zellen NiMh mit 4Ah gefunden, verpackt und im sehr guten Zustand, die ich dafür gerne benutzen möchte.


    Jetzt zum Problem: Damit bekomme ich ja 4,8 Volt. Zum Laden benötigt man aber 5,2 Volt. (An der USB-Buchse meines Notebooks bekomme ich 5,2 Volt - dort kann ich mein SGS i9000 schnell bis 100% laden. Am Arbeitsrechner bekomme ich 5 Volt und bei 80% ist dort schluss...)


    Gibt es eine Möglichkeit die Spannung so effizient wie möglich auf 5,2 Volt zu erhöhen?
    Wie nennt man so etwas und wonach muss ich googlen? Wie kann man so eine Schaltung auf die eigenen Bedürfnisse anpassen?
    Es sollte ein Stromfluss von gut 1A möglich sein, damit das Laden nicht zu lange dauert.


    Vielen Dank für Eure Hilfe!

    Zitat von mike57


    soweit mir bekannt ist bei 500mA Schluss am USB2.0 ;(
    m.f.g.
    Mike


    Das ist ein Trugschluss. Meine externe Festplatte zieht beim Hochfahren der Spindel 2A für 2 - 3 Sekunden. und manchmal wenn ich viel drauf kopiere oder lese auch bis zu 1 A durchgehend. Mein Notebook verkraftet das problemlos.


    Es geht ja bei dem Wandler vielmehr darum die Akkuspannung auf 5,2 Volt zu erhöhen. Und wenn man schon dabei ist soll das Ding auch über USB aufladbar sein und die 5 Volt zu 6 Volt machen (2. Wandler) um die Akkus zu laden.

    Zitat von mike57

    soweit mir bekannt ist bei 500mA Schluss am USB2.0


    Das spielt in dem Fall aber keine Rolle. Entscheidend ist, mit wie viel Strom das Handy lädt. Und dies können durchaus mehr als 500mA sein falls ein Steckernetzteil anstelle eines USB Ports verwendet wird.


    In der Praxis wird das Handy kurz mit dem USB Port kommunzieren und daraufhin den LAdestrom entsprechend begrenzen, damit es nicht von der Spezifikation abweicht. Bei Netzteilen hingegen wird der Strom durch das Netzteil begrenzt , vermute ich.

    Dat iss nich soo eenfach. Volle NiMH Zellen haben gern mal 1,3 V, je nach dem noch etwas mehr. Damit wären wir bei > 5,2V. (Fast) Leere NiMH Zellen kommen auf 1 V. Eigentlich schreibt USB 5 V +- 5%, also 4,75..5,25V vor. Für volle Zellen würde das schon mal halbwegs passen. Das könnte noch mit einer gängigen Step-Up Topologie zu bewältigenden sein. Denn da hat man ja noch Spanungsabfall an der Diode. Generell ist Schaltegler bauen nix für Anfänger.


    Wieso das Händie bei 5 V nicht mehr voll laden will ist schon mal seltsam, denn 5 V ist genau die richtige Spannung. Ich vermute eher, dass das Händie das softwareseitig nicht gebacken krigt. Mein Motorola lädt z.B. am Ladenetzteil schneller als am Rechner, weil es an dem mehr Strom als eigentlich bei USB erlaubt (0,5 A) zieht. Am Rechner lädt es nur wenn es vom USB-Host erkannt und initialisiert wurde. Einfach an einen USB Hub ohne Upstram-Host anstöpseln reicht nicht. Das Händie "schnüffelt" erst mal woran es hängt und zieht demnach mehr oder weniger oder gar kein Strom.

    Zitat von Gab

    In der Praxis wird das Handy kurz mit dem USB Port kommunzieren


    Das sollte es auf jeden Fall tun, ansonsten kriegt das Ding nur 100mA vom USB-Port, sofern sich dieser an die Spezifikationen hält.
    Aber gerade an Notebooks gibts heutzutage immer einen USB-Anschluß zum laden, der einfach ungefragt mehr Saft rausgibt.


    Zitat von Gab

    und daraufhin den LAdestrom entsprechend begrenzen, damit es nicht von der Spezifikation abweicht.


    Den Strom zu begrenzen ist Aufgabe des Rechners, nicht des Handys.

    Dann bräuchte ich ein Step-Up-Regler mit einem Eingang von 4-5,2 Volt, der dann 5,2 Volt liefert.
    Ist so etwas möglich?


    Hmm also eine integrierte Schaltung mit paar Dioden und Widerständen zu verlöten kriege ich hin.
    Problem ist nur das Berechnen der einzelnen Eigenschaften der Bauteile. Dazu benötige ich Hilfe. :/


    Seltam ist ja, dass ich bei dem PC die Treiber installieren musste, denn sonst hat er irre langsam geladen.
    1% in einer Stunde...


    An meinem Notebook ging es schon immer viel schneller, Treiber war da ja schon von vornerein drauf.

    Zitat von Unregistered|Guest


    Das sollte es auf jeden Fall tun, ansonsten kriegt das Ding nur 100mA vom USB-Port, sofern sich dieser an die Spezifikationen hält.
    Aber gerade an Notebooks gibts heutzutage immer einen USB-Anschluß zum laden, der einfach ungefragt mehr Saft rausgibt.


    Stimmt, der Anschluss, den ich immer nutze am Notebook hat ein kleines + am USB-Symbol... Aber die externe Platte kann ich auch an den anderen Anschlüssen anstöppseln ohne den 2. Stecker nutzen zu müssen - auch wenn mein NB auf Akku läuft!!


    Zitat von Unregistered|Guest


    Den Strom zu begrenzen ist Aufgabe des Rechners, nicht des Handys.


    Nicht ganz: Der Laderegler begrenzt auch den Ladestrom um den LiPo-Akku nicht zum Explodieren zu bringen ;).

    Nicht ganz: Der Laderegler begrenzt auch den Ladestrom um den LiPo-Akku nicht zum Explodieren zu bringen ;).[/quote]Das ist nicht ganz Richtig, derRechner begrenzt auf keinen fall den Strom. wenn man Pech hat sitzt im Rechner kein Begrenzung sondern nur ein Widerstand der dann Abraucht wenn man mehr Strom entnimmt.
    Sirhe Artikel Elektor USBgenial/derletzte Mist 01/2010
    m.f.g.
    Mike



    [ModEdit: nutzlosen Fullquote entfernt.]

    Was im Rechner hinterm USB Stöpsel passiert ist vielfältig. Manche Rechner legen einfach die +5 V vom Netzteil drauf. Zieht man zu viel Strom brennt die Leiterbahn weg oder das Netzteil schaltet wegen Überlast ab. Oft und gerne finden sich spezielle ICs, die den Strom messen und bei überschreiten einer bestimmten Schwelle einfach abschalten, ähnlich einer Sicherung. Sowas kann man auch per Software überwachen und dann zurücksetzen. Eine "selbstrückstellende Sicherung" aka "Polyswitch" ist ebenso gängig. Die USB 2 Spec besagt nach wie vor: 0,5 A. Weil das eben für nicht viel reicht und grad externe Platten diese Regel regelmäßig brechen, sind die meisten USB-Ports recht großzügig ausgelegt. Die Rechnerhersteller wollen keine Kunden, die sich über nicht funktionierende USB-Platten etc. beschwerden... BTW: Auf Arbeit haben wir letztens USB-WLAN Schnuffies vermessen, die haben auch regelmäßig mehr als die erlaubten 0,5 A gezogen.


    Zurück zu dem Problem: Ja, ein einfacher Step-Up Wandler täte es. Z.B. MAX1771. Aber wenn du die Bauteile dafür nicht dimensionieren kannst, was ja anscheinend der Fall ist, kann ich dir nur zu einer fertigen Lösung raten. Sonst hast du dir dein Händie irgendwann gegrillt. Z.B. Pollin Bestellnummer: 350 927. Bis du das Ding fertig gebastelt hast, hast du dir das fertige Ding zwei mal gekauft.

    40 Tacken ist mir viel zu teuer, ich wollte ja die gefundenen Akkus noch wenigstens sinnvoll nutzen und somit auch Geld einsparen. :/
    Dachte eigentlich hinter der Bestellnummer steckt ein 4-5V -> 5V DC/DC-Wandler.


    Hier:
    http://img155.imageshack.us/img155/4976/20111007223520.png


    Alles schon vordimensioniert.
    Wie sieht's mit der Sicherheit aus, dass dort nie mehr als 5V raus kommen?

    Du bist gänzlich unerfahren in Sachen Schaltregler. Bis du einen passenden Schaltregler und Ladeschaltung selbst entwickelt hast, die auch funktionieren, hast du dir sowas fertig gekauft. Wenn du fertige Module kaufst wird es auch nicht billiger als 40 EUR.

    Zitat von BloodySword

    Klar aber es macht Spaß, man lernt etwas dazu UND spart Geld.

    Spaß wirst du haben und sicher viel lernen. Nur Geld wirst du nicht sparen.


    Zu den Schaltungen: Das erste ist ein SEPIC, der wird grundsätzlich auch mit Uin > Uout fertig. Das zweite ist klassisch Step-Up. Dort rauscht eine zu hohe Eingangsspannung gnadenlos auf den Ausgang durch. Eine Alternative wäre ein invertierender Schaltregler mit "verdrehter" Masse am Ausgang. Also die 4..5,5 V am Eingang nach -5 V wandeln, die negative USB Spannung auf -5 V klemmen und die positive USB Spannung auf GND. Da die NiMH Akus prinzipbedingt potentialfrei sind kann man da sowas machen. Dann hat man ebenfalls keine Probleme mit zu hoher Eingangsspannung.


    Vielleicht solltest du noch lernen was eine Crowbar-Schaltung ist...


    Ich hab mich auch mal mit Schaltreglerentwurf beschäftigt. Als ich die Differenzialgleichungen des SEPIC sah wurde mir schlecht. Ich lass das mitlerweile sein und kauf meine Schaltregler fertig, obwohl ich E-Technik studiert hab. Schaltregler bauen können andere Leute besser als ich. Deshalb hör ich jetzt auch auf dir "Flöhe" in die Ohren zu setzen. ;)

    4 NiMh-Zellen können ja maximal nur 5,2 Volt betragen, dabei schaltet sich doch die untere Schaltung ab oder? Die 5,2 sausen durch, was ja noch innerhalb der USB-Spezifikation liegt. (Wenn ich nur die Pinbelegung des Micro-USB-Adapters kennen würde. Wenn ich das Steckernetzteil anschließe steht da Laden von AC-Adapter und per USB eben USB. Daran sieht man ja, dass scheinbar unterschiedliche +5V-Pins benutzt werden. Einmal vom Netzteil und einmal vom standard USB. Und an USB hängt wohl eine andere Ladeelektronik als an dem AC-Adapter-Eingang.)


    Wo kann man denn solche Module bestellen oder kaufen? Conrad?

    MUSS es denn ein eigenbau sein?
    Ich habe diesen hier erst kürzlich bekommen und mit diversen Zellen (18650er Liion , Flachzellen LiPo und 3 AA/LR6/Mignon ) getestet und bin sehr zufrieden. Die Ausgangsspannung kann per Trimmer eingestellt werden und geht bis zu 1A.
    Falls du mehr Infos brauchst sag bescheid, teste gerne auch andere Konstellationen , habe ein Samsung I9200 damit geht es wunderbar und auch ein 3GS wird voll geladen.


    http://www.ebay.de/itm/Step-up…ain_0&hash=item2c5d39ec07


    Liebe Grüße