Ladegerät-Stabilisierung & Z-Diode

[boku]

Hallo!
Wenn man ein 12V-Akku-Ladegerät baut, braucht man 13.8V Spannung. Wenn ich, um möglichst klein zu bauen, jetzt nach Elko und Gleichrichter eine 15V Z-Diode nehme, stabilisiere ich die Spannung auf 15V. Gebe ich in die Plus-Leitung zum Akku noch 2 Dioden (=auch Rückstromschutz gegen Verpolung) rein, fallen mir dort 2*0,6V ab und ich hätte genau die gewünschten 13.8V.

2 schlichte Frage an die hiesigen Allwissenden:
1) Ist das für ein Dauer-Ladegerät zu ungenau? Schwankt die Spannung der Z-Diode irgendwie?

2) Genauer ginge es natürlich mit einem 7812. Was passiert eigentlich, wenn ein solcher wegen Überspannung durch Netzstrom (230V) durchbrennt? (Schraube löst sich und überbrückt, Goldhamster beisst zu, irgend etwas...)? Wie rasch geht das? Leitet der dann dauernd Netzstrom auf die Polklemmen oder unterbricht der im Fehlerfall und könnte so als zusätzliche Sicherung gesehen werden (eine Sicherung vorm Trafo gibts ohnehin)?

lg
boku

[Hubert.G]

Die Warscheinlichkeit das die Netzspannung bei einem Trafo auf die Sekundärseite kommt ist zu vernachlässigen, es sei denn du hast ihn selbst gewickelt.
Statt der Zener-Diode nimmst du besser einen LM317, den kannst du genau auf die 13,8V einstellen.
Hubert

[shaun]

Wenn es zu einem Schluss zwischen Primär- und Sekundärseite kommen sollte, solltest Du immer davon ausgehen, dass im worst case einfach beide Ausgangsklemmen Netzpotenzial führen. Abhilfe schafft nur Erden des Ausgangs (zB Masse erden), dann sollte der Innenwiderstand den Rest besorgen (Netzsicherung/FI). Darauf, dass irgendein Bauteil da schützend tätig wird, kannst Du keinesfalls hoffen.

[boku]

Kurzschlussmöglichkeit gibts immer (Wasser, eigene Blödheit... usw.), deswegen reichlich absichern + erden. Hätte mich nur interessiert, was sich tut, wenn das Ding durchbrennt.

Das mit dem LM weiss ich schon, will nur wissen, OB es mit der Z-Diode alleine auch geht. Spricht was gegen meine Überlegungen?

lg
boku

[Manf]

Wie ist das denn mit der Leistung?
Der Akku soll mit 13,8V geladen werden, pro Ampere nimmt er 13,8W auf.
Wenn der Akku keinen Strom mehr aufnimmt dann steigt entweder die Spannung oder die Zehnerdiode nimmt pro für die Akkuladung verfügbarem Ampere 13,8W auf.
Soll das so sein?
Manfred

[shaun]

>Zehnerdiode

Manfred, das hätte ich nicht von Dir gedacht :)

Wahrscheinlich studiert der Fragesteller ET an einer deutschen TU, ach nee, dann wäre die praktische Lösung des Problems ein an die Tafel gekritzelter Kasten mit zwei Eingangs- und zwei Ausgangsklemmen und einem f(x) drin.

Und jetzt ernsthaft: mit einer Z-Diode geht es, wenn Du bereit bist, einen miserablen Wirkungsgrad hinzunehmen. Denn die Z-Diode muss, wie Manf schon schrieb, jedes bereitstellbare Watt in Wärme umwandeln, wenn es nicht abgerufen wird. Ausserdem müsstes Du eine entsprechend große Z-Diode erst einmal finden...

[Manf]

Ich habe das auch hier schon einmal erklärt:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?p=79780#79780
O:)

[boku]

Hallo Manfred,
Ich möchte mit der Z-Diode damit nur die Spannung aus einer Konstantstromquelle (max. 120mA aus einem LM317, damit der Trafo klein bleiben kann) stabilisieren und damit den Akku laden.

Leistung? Bei 120mA*15V= 1,8A, daher eine 5W-Z-Diode. Wenn ich da falsch liege, könntest Du kurz erklären was passiert, wenn der Akku keinen Strom mehr aufnimmt, also voll ist? Ich nehme an, der gesamte Strom fliesst über dann die Diode und die sollte das mit 5W auch auf Dauer aushalten. Wenn nicht, meldet sich eine 350mA-Sicherung.

lg
boku

[shaun]

Irre ich mich oder lese ich die 120mA zum ersten Mal? Bisher klang alles so, als wolltest Du eine R-ZD-Kombination als Stabilisierung für uns völlig unbekannte Gegebenheiten verwenden, da darfst Du Dich über die Antworten wirklich nicht wundern. Es würde funktionieren, aber es heizt auch relativ unnötig herum. Wenn Du wie es sich für Pb gehört die Spannung stabiliseren und den Strom begrenzen würdest, hättest Du nach Ladeende nicht die unnötigen 1,8W für nichts.

[boku]

Hallo Shaun,
Ich wundere mich überhaupt nicht, bin dankbar für jeden Hinweis. Wenn ich das Stabilisieren und irgendwelche Leistungsverluste nämlich verstanden habe, kann ich es auch für andere Anwendungen benützen :-)

"Wenn Du wie es sich für Pb gehört die Spannung stabiliseren und den Strom begrenzen würdest, hättest Du nach Ladeende nicht die unnötigen 1,8W für nichts."
Das ist schon mal hochinteressant. Weil man mir nämlich den Tip gegeben hat, wenn man vor einem 7812er eine zu hohe Spannung hat, kann man die vorher mit einer Z-Diode runterstabilisieren, damit der 7812er nicht kaputt wird. Nur fällt mir jetzt auf, regelt der zwar dann die Spannung, aber wenn der Akku voll ist, würde über die Z-Diode dauernd Leistung verbraten werden...
Wieder was dazugelernt.
Danke!

Ich versuch gerade zu rechnen: älterer 66Ah Akku, Selbstentladung 1% pro 24h = 0,66Ah/24h=0,0275A=ca. 30mA.
Das heisst, man müsste den Akku mit 30mA füttern, um die Selbstentladung auszugleichen. Dann nämlich wären die Verluste bei Null, weil der ohnehin alles braucht.
Schwachsinn oder richtig?

lg
boku

[shaun]

Das Herabsetzen einer zu hohen Eingangsspannung eines Festspannungsreglers geschieht aber mit einer Z-Diode in Reihe zum Eingang, Du wolltest die Z-Diode parallel zum Akku schalten (anders lässt sich keine Spannung stabilisieren, nur eine bereits stabilisierte reduzieren).

[boku]

Meister Shaun,

so habe ich mir das vorgestellt:
http://s6.bilder-hosting.de/img/N0Z4K.gif
So dachte ich, wird die 24V-Spannung auf 15V reduziert und am Akku kommen wegen der Dioden nurmehr 13.8V an. Ganz falsch?
Stimmt eigentlich meine Überlegung mit dem Akku und den 30mA Dauer-Bedarf?

"Das Herabsetzen einer zu hohen Eingangsspannung eines Festspannungsreglers geschieht aber mit einer Z-Diode in Reihe zum Eingang"
Einfach in Sperrichtung in die Plus-Leitung? Ich dachte, es geht nur so wie im Bild gezeichnet. Offenbar hab ich da etwas Wesentliches nicht verstanden.

lg
boku

[shaun]

Genau, in Sperrrichtung in die Zuleitung, dann kommt am Eingang des FSR die um die Z-Spannung reduzierte Eingangsspannung an - solange der Strom in vertrebarem Rahmen bleibt (Verlustleistung der ZD beachten)
Deine Schaltung funktioniert prinzipiell, sofern der Akku bei 15V-2*0,7V=13,6V auch wirklich die gewünschten 30mA aufzunehmen bereit ist. So oder so hast Du aber immer 0,72W Verlust ab den 24V, egal, ob Strom in den Akku fliesst oder nicht.