Effizientes Lade-IC für Solarlampe

Wenn die 4,5V die Leerlaufspannung der Zellen sind, reicht eine Shottkydiode aus!

Der Ladestrom ist relative egal außer du willst extrem schnellladen aber dadurch das dein Panel eh nur einen geringen Strom erzeugen kann must du nur auf die Ladespannung achten.

mfg
Falo

Wie willst du denn bei einer Solarzelle einen konstanten Strom bzw. eine konstante Spannung garantieren Bist du Wolkenschubser
Wenn es effizient sein soll, musst du alles mitnehmen was du kriegen kannst. Da ist es am einfachsten die Maximalspannung mit der Schottkydiode zu begrenzen. Damit hast du auch gleich den Entladeschutz erschlagen.

Zitat von Daniel_91

Verträgt der Akku das Überhaupt?

Fast 4,3 Volt ist auf jeden Fall zuviel.

Du wirst wohl nicht drumrum kommen wirklich mal die Maximale Spannung deiner Panel auzumessen und dann evtl. eine 2. Shottkydiode oder halt eine normale Diode.

Also einfach mal messen wichtig ist halt maximal 4,2 Volt wobei ich vermutlich sogar nur bis 4,0 oder 4,1 Volt laden würde.
Dein Problem wird eh die Leistung des Panel sein und nicht die Kapazität des Akkus.

mfg
Falo

Also von Schottkys etc. würde ich eindeutig abraten.

Bei Li-Ion muss die Endspannung auf 50mV exakt eingehalten werden, sonst leistet man dem Akku aktive Sterbehilfe.
Bei einer nur geringfügig geringeren Spannung errreicht man aber wiederum nur eine wesentlich geringere Ladung.
Man muss also echt präzise sein, mit der Spannung.
Siehe dazu:
http://de.wikipedia.org/wiki/Li-Ion

Ich persönlich habe für mich den MCP73812T auserkoren:
http://de.farnell.com/microchi…-charger-sot23/dp/1627187

Spottbillig und besonders simpel zu beschalten.
Leider braucht der ein Volt mehr am Eingang, als er am Ausgang laden kann. Das ist bei Dir erstmal nicht gegeben.
Ein Wunder an Effizienz kann dieser IC allerdings ohnehin nicht sein, da er linear arbeitet. Aber dass ist bei Dir auch gar nicht wirklich notwendig (siehe weiter unten).

Ein effizienter IC mit wirklich hohem Wirkungsgrad dürfte keine normale Konstantstromquelle integriert haben, sondern er würde Spulen erfordern. Das macht die Sache aber auch wieder relativ anspruchsvoll.

Was bei Dir problematisch ist, ist dass die Solarzellen nur 4,5V liefern, wie Du schreibst (hast Du das mal nachgemessen? Wie ist es bei bedecktem Himmel?), was dammich dicht an der typischen 4,2V Ladeendspannung eines 3,7V-Li-Ion-Akkus ist.
Dieser Typ kommt damit gerade noch zurecht:
http://de.farnell.com/linear-t…n-trickle-8dfn/dp/1648033

Der arbeitet zwar ebenfalls linear, das heißt ohne Spulen, aber um den Wirkungsgrad brauchst Du Dir in Deinem Fall Null Gedanken zu machen, weil bei Dir die Differenz zwischen Eingangsspannung und Ausgangsspannung extrem klein ist. Da kann ja kaum Verlust entstehen.

Die andere Frage wäre jau auch, muss es unbedingt ein Lithium Akku sein?
Andere Zellen sind da wesentlich einfacher zu handhaben.

Naja, aber welche Zelle kommt an die Energiedichte von Li-Ion heran?

Dass man mit dem Ding dann Handy-Akkus verwenden kann, finde ich durchaus attraktiv.
Ansonsten stehe ich persönlich auf Schaltungen, die mit exakt einer AA-Zelle laufen.
Die 1,2V kann man hochpushen und damit durchaus lichtstarke LEDs betrieben. Und der Wirkungsgrad ist supi, wenn man es richtig macht. Insbesondere kann die Zelle wirklich restlos ausgequetscht werden.

Ich habe eine Kopflampe von Conrad, die mit einer AA-Zelle auskommt. Macht wirklich ordentlich Licht und hält anständig lange durch. Scheint es inzwischen aber nicht mehr zu geben.

Mir fehlt da nur die Ladefunktion per Solarzelle, dann wäre man autark. Aber das ist bei der geringen Größe der Lampe unrealistisch, weil eine anständige Solarzelle viel zu groß wäre.
Aber man kann ja 'ne Ladebuchse einbauen, dann hängt man die Solarzelle bei Bedarf extern dran und muss die Nachts nicht dauernd mit sich herumschleppen.
Oder man entnimmt die AA-Zelle und steckt die in ein Solar-Ladegerät.

Es gibt kaum was Blöderes, als wenn man nachts im Dunkeln steht, weil die Batterie leer ist und man die nicht mal eben ersetzen kann.
Total nervig sind auch Taschenlampen, die drei Zellen benötigen. Welcher Hirni denkt sich sowas aus? Klar, drei Zellen eignen sich um direkt LEDs zu versorgen, aber wie unpraktisch ist das?
Batterien kauft man entweder nim Zweier-Pack (eine zuwenig) oder im Vierer-Pack (dann ist eine über).
Und wenn auch nur eine der drei Zellen ein faules Ei ist, steht man wieder im Dunkeln.

Viel besser, wenn der Saft einer einzelnen Zelle hochgepusht und die Zelle intelligent komplett ausgequetscht wird.

Li-Ion hat den Vorteil, dass das Hochpushen entfallen kann, weil eine einzelne Zelle eine genügend hohe Spannung her gibt, um LEDs direkt zu versorgen.
Dafür steckt man mehr Aufwand in die Ladeschaltung, was den Vorteil wieder relativiert.

Ich persönlich würde auf eine 1,2V AA-Zelle setzen. Das ist die flexibelste Lösung, die in der Praxis genug Energie liefert.

Die tollste Elektronik bringt aber wenig, wenn man das Licht nicht dem Bedarf entsprechend fokussieren kann. Das Fokussieren bringt richtig was.
Aber genau da ist meistens das Problem, bei ansonsten tollen Selbstbau-Projekten. 'Ne vernünftige Optik plus Mechanik kriegt man nicht mal eben so selbst hin.
Heutzutage würde ich keine LED-Taschenlampe mehr selbst bauen, der Markt gibt echt genug her.

Zitat von Irrlicht

Bei einer nur geringfügig geringeren Spannung errreicht man aber wiederum nur eine wesentlich geringere Ladung.
Man muss also echt präzise sein, mit der Spannung.

Laut meinen Infos verliert man pro 0,1 Volt geringere Ladeendspannung 7% an Leistung was ich für nicht gerade wesentlich halte.

Ich würde wie gesagt noch bis 4,0 Volt laden was auch laut Wiki sehr sinnvoll ist da dadurch die Lebensdauer und die Effinzens sehr stark steigt.
Wäre mir die Kapazität zu niedrig würde ich noch einen 2. nehmen zumal ja Platz genug vorhanden ist und bei den Solarlampen eh immer das Solarpanel das große Problem ist.
So produziert ein Panel an einen dunklen Wintertag gerade mal 2% des Leistung die das Modul an einen Hochsommertage hat.
Noch verschlimmert wird das das man seine Lampe im Winter meist mehr Stunden am leuchten haben möchte als im Sommer.

Zitat von wallace

Die andere Frage wäre jau auch, muss es unbedingt ein Lithium Akku sein?
Andere Zellen sind da wesentlich einfacher zu handhaben.

Ich finde die Akkus eigentlich perfekt für die Anwendung.
Liio hat den besten Wirkungsgrad aller Akkutechniken bei geringen Strömen (laut Wiki bis zu 98% ! ).

Auch die Spannungen passen sehrgut -> Solarspannung 4,5Volt -> Ladespannung 4,0Volt -> Nennspanung 3,7 Volt -> LED-Spannung ca.3,0Volt

Also kann man alles recht einfach ohne Schaltregler (die bei den kleinen Leistungen und Spannungsdifferrenzen auch ziemlich ineffektive sind).
So bräuchte man bei einen Schaltregler sogar einen Buck/Boost Regler der wieder ineffektiver ist.

Da ist man mit einen einfachen Vorwiderstand IMHO effektiver zumindest wenn nur ein kleiner Strom von 10-50mA verwendet werden soll (bei HP LED's sähe das schon etwas schlechter aus).

mfg
Falo

Zitat von Irrlicht

Naja, aber welche Zelle kommt an die Energiedichte von Li-Ion heran?

Ist doch nicht nötig, wie er sagt ist Platz genug, also.

Zitat

Zusatzbeschaltung spielt keine Rolle, da ich genug Platz für etwaige zusäzliche Bauteile habe.

Und zum Rest, sag ich mal lieber nix.
Nur soviel, die Wahrscheinlichkeit bei einer 3er AA Beschaltung Probleme zu bekommen ist vermutlich niedriger als eine zu früh ansprechende LiIon Schutzschaltung.
Mir zumindest schon wesentlich häufiger passiert das die Schutzschaltung bei stromhungrigen LEDs einfach so zuschlägt obwohl voll geladen.

Zitat

Auch die Spannungen passen sehrgut -> Solarspannung 4,5Volt

Nur leider passen die auch nur im Hochsommer von 12:00Uhr bis Mittag

Zitat von wallace

Nur leider passen die auch nur im Hochsommer von 12:00Uhr bis Mittag

Da hast du vermutlich recht nur dazu müßte Daniel seine Zellen mal ausmessen was für ein Spannung er wirklich hat (vorallen sollte das nicht die reine Leerlaufspannung sein sondern auch mit einigen mA belastet werden.

Allgemein wären noch ein paar Infos wichtig : was für Solarzellen (leistung) , was für LED's bei welchen Strom , geplante Leuchtdauer , usw...

Grundsätzlich bin ich von den Solarleuchten komplett abgekommen und nimm lieber ein 12 Volt Netzteil und verscharre eine Niederspannungsleitung eben einige cm tief und gut ist.
Im Winter kommt einfach zuwenig Energie aus den Zellen und genau da braucht man die Lampen am längsten.

mfg
Falo

Er will doch was effizientes haben, wieso nimmt er dann 9 solcher fitzlichen Solarzellchen...?

Hallo,

wäre evtl sowas was für dich? Okay vllt ein bisschen oversized aber nunja^^
Was für LEDs willst du denn betreiben und wie lange soll das ganze leuchten?

Bei dem Panel würd ich aber etwas deutlich größeres nehmen. Wenn das Panel mit 200mA gerated ist kommen da auch im Sommer nur 150-160mA raus..im Winter entsprechend noch weniger. Z.B. hier oder (noch besser und günstiger) du kaufst dir Solarzellen und lötest dir dein Panel selbst zusammen. ~2,7W pro Zelle kaufst dir 3Stück und brichst jede in 4 Teile -> alles in Reihe schalten und du bekommst n Panel mit 6V und 1,2A..sollte auch fürn Winter reichen

Du kannst die Zellen dann mit Silikon auf ne Platikunterlage kleben..Plexiglas drauf und mit Silikon abdichten..fertig. Oder du vergießt die Zellen in Epoxidhartz.

Edit:
Warum muss es effizient sein? Wenn du keine Platzprobleme hast kann dir die Effizienz doch egal sein? Die Energie ist ja eh kostenlos.

vielleicht ist hier einer für Dich dabei
http://para.maxim-ic.com/en/results.mvp?fam=batt_chrg

Nun musst Du Dich noch über Akkus informieren! Denn ein Akku sollte IMMER voll geladen werden und umgekehrt nie tief entladen werden! Sonst nimmt er Schaden, NiMh und NiCd wesentlich schneller zwar als Ion Akkus aber dieser auch!

Warum nimmste nicht ne schöne Ladeschaltung, zudem gar nicht teuer, und n "vernüftiges" Solarpanel

Da musst Du Dich aber auch noch mal informieren

Bei Lithium-Akkus ist es genau andersrum, die mögen lieber "flache Zyklen", also am Besten immer nur etwas Strom entnommen und dann wieder geladen, aber nie ganz voll oder ganz leer, immer so halb- bis dreiviertel voll... die haben auch keinen "Memory-Effekt", so wie NiCd oder NiMh

viele Laptop-Akkus gehen vorzeitig kaputt, weil das Teil doch die meiste Zeit am Netz hängt, und der Akku immer auf 100% geladen ist - das ist sehr belastend für ihn.

siehe auch hier, und etwas weiter oben noch unter "Lebensdauer"...

von daher ist ein Li-Akku hier eigentlich sehr gut geeignet, mit der Diode begrenzt auf max. 4,0 V aufgeladen (nachmessen!), dann hat man noch etwas Sicherheit - das mit "Die Ladeschlussspannung von produktabhängig 4,1 V bis 4,2 V muss mit weniger als 50 mV Toleranz eingehalten werden." bedeutet, dass sie keinesfalls höher sein darf, aber man kann natürlich auch nur bis 4 V laden...

was kein Akku mag, ist Tiefentladung - da müsste man also noch ne Maßnahme vorsehen, ausser es ergibt sich eh' zufällig so (nachmessen!), dass die LED+Vorwiderstand unter 3,5 V (das ist dann aber schon echt die Grenze) keinen Strom mehr zieht, also der Tiefentladeschutz sowieso "automatisch" dabei ist. Jedenfalls den Akku *auf keinen Fall* "intelligent komplett ausquetschen", aber da waren wohl auch Primärzellen gemeint...(?)

Dann ist das ne echt simple Sache, Solarzelle, Diode, Akku, LEDs mit Vorwiderstand und natürlich noch ein (Dämmerungs-)-Schalter... ggfs. nen Tiefentladeschutz wie hier...

ich finde (im Gegensatz zu was man so über NiMh liest mit bestimmten U/I-Ladekurven etc.) so nen Li-Akku sogar extrem simpel, man muss letztlich (bei den Strömen, um die es hier geht) nur auf die Spannung achten, weiter nix... wenn die hier so von 3,6 bis 4,0 pendelt, ist das für die Lebensauer des Akkus ideal, klar nutzt man die Kapazität nicht voll aus, aber wenn's nicht reicht und weder um Platz noch Gewicht (noch ein paar Euro mehr) geht, dann eben einfach noch nen 2. parallel dazu...

also so, wie von Kanwas und Falo schon vorgeschlagen... ich benutze übrigens auch gerne alte Handy-Akkus für sowas, für irgendwo mal kurz Licht mit ner 1-W-LED und dann kurz wieder an's Labor-NT taugen die meist immer noch... und "passen" von der Spannung her halt ideal "zu LEDs"...