Bleigelladeschaltung

Als kleiner Ableger unseres Musik aus der Dose Projektes ist die Bleigelladeschaltung entstanden. Es wurde geboren um die Notwendigkeit des ständigen Öffnens des Dosendeckels zum Laden des Bleigelakkus ab zu schaffen. Und natürlich um das Laden ohne Zusatzgeräte zu ermöglichen.

Als erstes ging es darum zu definieren auf welche Spannung der Akku mit welchem maximalen Ladestrom geladen werden soll. Dies ist insbesondere wichtig um eine unbeaufsichtigte Ladung zu ermöglichen und um die Lebensdauer des Akkus nicht zu verkürzen. 
Nach einigem Datenblätter lesen sind wir dann zu dem Schluss gekommen, dass eine Ladeschlussspannung von 13,6V und ein maximaler Ladestrom von 1A, für die verwendeten Akkus am besten geeignet sind.

Dann ging es ans planen mit welcher Methode wir die Spannung und den Strom realisieren können. Nach mehrerem hin und her zwischen speziellen Lade-ICs oder einer einfachen Reglerschaltung mit Strombegrenzung sind wir dann zu dem Schluss gekommen das die einfachste Möglichkeit die beste ist. Natürlich auch um die Schaltung verständlich für Einsteiger zu halten. Als Regler wählten wir, aufgrund seiner geringen Kosten und absolut niedrigen Schaltungsaufwandes, den LM2575.

Die LM2575 Beschaltung

Nun war die Schaltung schnell gemacht und umgesetzt, doch dann stellte sich die Frage wie bekommen wir mit das der Akku voll ist? Und natürlich wann ist er überhaupt voll? E-Techniker wissen natürlich das die Ladekurve eines Akkumulators eine e-Funktion ist. Das heißt der Ladestrom nimmt erst schnell und zum Ende immer langsamer ab. Er wird aber erst in der Unendlichkeit Null. Also müssen wir einen Ladeendstrom definieren. Um diesen zu Messen haben wir in die Ladeleitung einen einfachen Messchunt eingebaut. Die darüber anliegende Spannung vergleichen wir dann über einen Komparator mit einer Referenz. Wird der Ladeendstrom unterschritten bringt der Komparator eine LED zum leuchten.

Im laufe der Entwicklung ist dann noch ein weiteres Feature hinzugekommen was die Handhabung der Dose und des Akkus enorm verbessert. Wir haben eine Entladewarnung für den Akku hinzugefügt um einer Tiefenentladung vorzubeugen. Wird eine eingestellte Mindestspannung unterschritten wird ein Summer eingeschaltet. Das schöne dabei war das wir die Messtrecke des Reglers dafür missbrauchen konnten. Dies wurde auch wieder mit einer einfachen Komparatorschalung gelöst.

Für alle die immer wieder fragen: „Wie? Wo?“.
Hier die Anleitung zum einstellen der Schaltung:
EinstellanleitungBleigelladeschaltung

Die Ladeschaltung in Vollendung
Die Ladeschaltung in Vollendung

Lars Nienhaus