Ladegerät für happy-light Ostar15
Selbst in unseren Breiten ist es auch im tiefsten Winter mindestens
acht Stunden hell. Diese Zeit kann problemlos als Ladezeit für
den Akku genutzt werden. Bei acht Stunden Ladezeit kann der
entsprechende Ladestom sehr gering, im Bereich C/10, ausfallen. Bei
Verwendung von Ni-Cd oder wie in meinem Fall Ni-MH Akkus kann bei einem
Ladestrom von C/10 auf eine Ladestromabschaltung des
Ladegerätes verzichtet werden. Daher hält sich der
Schaltungs- und Preisaufwand des Ladegerätes in Grenzen.
Da die Prototypen-Serie des Ladegerätes leichte thermische
Probleme hatte, habe ich mir für die zweite Serie ein
größeres Gehäuse mit reichlich
Lüftungsschlitzen
ausgesucht. Als Transformator kommt wieder ein 18V 10W zum Einsatz.
Primärseitig wird er mit einer Temperatursicherung
(77°C) und
einer Schmelz- sicherung (100mA) abgesichert. Auf der
Sekundärseite kommt ein Gleichrichter und ein kombinierter
Strom-/Spannungsregler zum Einsatz.
Der Gleichrichterbesteht aus vier Schottky-Dioden in
Brückenschaltung und einem großen Elko als
Ladekondensator.
Als Stromregler dient ein L200. Dieser kann als Strom-/Spannungsregler
beschaltet werden. Der Ladestrom ist auf 400mA begrenzt.
Zusätzlich wird die Ladeschlussspannung begrenzt. Dadurch wird
bei
vollem Akku und dementsprechend steigender Spannung der Ladestrom
reduziert. Dadurch wird eine Überhitzung des vollen Akkus
vermieden.
Sekundärseitig ist
noch eine Schmelzsicherung (800mA) als Kurzschlussschutz vorgesehen.
Zusätzlich verfügt
das Ladegerät jetzt über
zwei
Status-LEDs.
Die grüne LED signalisiert das die Netzspannung anliegt
und das
Ladegerät betriebsbereit ist. Die rote LED zeigt an, das
der
Akku ange- schlossen wurde und der Ladestrom fließt. Bei
Erreichen der Ladeschlusspannung erlischt die rote LED, der Akku ist
jetzt zu ca. 95% geladen.
Als Steckverbinder zum Akku wird ein Hohlstecker, wie wir ihn von
Standartnetzteilen kennen, verwendet.
Das
Diagramm links stellt den Ladespannungsverlauf eines komplett
entladenen Akkus dar. Während der Ladung steigt die Spannung
anfangs sehr schnell, zwischenzeitlich relativ langsam und zum Ladeende
hin wieder schneller an. Nach etwa 10 Stunden Ladezeit (grüne
Kurve)
ist der
Akku zu ca. 95% geladen. Jetzt wird der Ladestrom,
durch Begrenzung der Ladeschlusspannung, immer geringer und
die
rote LED am Ladegerät erlischt.
Die Ladespannung steigt jetzt kaum noch an (rote
Kurve).
Der Ladestrom wird jetzt nicht mehr
in chemische Energie umgesetzt, sondern in thermische Energie. Der Akku
beginnt sich leicht zu erwärmen . Durch die
Ladespannungs-
bergrenzung wird der
Ladestrom auf einen unkritischen Wert reduziert. Dadurch nimmt der Akku
keinen Schaden auch wenn er längere Zeit am Ladegerät
verbleibt.