Ersetzen eines Akkupacks durch eine nicht übereinstimmende DC-Quelle

Ich habe eine Platine, die nominell von einem benutzerdefinierten Akku mit Strom versorgt wird. Speziell dieser Akkupack:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Also fünf in Reihe geschaltete Zellen mit jeweils 3,6 V, was meiner Meinung nach bedeutet, dass die Nennausgangsspannung 18 V beträgt.

Wäre es generell möglich, auf den Akkupack zu verzichten und ihn durch ein netzbetriebenes DC-Netzteil zu ersetzen? Und wenn dies der Fall ist, was würde passieren, wenn ein leicht fehlangepasstes Netzteil verwendet wird (z. B. eines mit einem 19-V-Ausgang oder eines mit einem 15-V-Ausgang)?

Kann die Platine grundsätzlich funktionieren oder muss die Eingangsspannung des Netzteils exakt mit den 18V des Akkupacks übereinstimmen?

Diese Art von Fragen sind fast unmöglich genau zu beantworten, ohne das genaue Design zu kennen. Ich würde vermuten, dass 15 V keinen Schaden anrichten würden, da sich die Zellen unterhalb dieses Niveaus entladen, und es wird wahrscheinlich funktionieren, aber es ist schwer, es sicher zu wissen, ohne es zu versuchen. Bei 19 V ist es unwahrscheinlich, dass die Eingangsspannung so empfindlich ist, aber auch hier ist es schwer sicher zu wissen, und eine Überspannung führt eher zu Schäden.
@ PeterJ - Danke für den Vorschlag. Ich habe es mit der Stromquelle mit niedrigerer Spannung versucht und scheint gut zu funktionieren.
Eine höhere Stromquelle könnte mit einer oder zwei Dioden in Reihe fallen gelassen werden. Denken Sie daran, wie viel Strom gezogen wird, und dimensionieren Sie die Diode entsprechend.

Antworten (2)

Eine Batterie arbeitet bei der Nennausgangsspannung nicht als Konstantspannungsquelle, die Spannung liegt innerhalb eines nutzbaren Bereichs. In Ihrem Fall handelt es sich bei den abgebildeten Zellen um Lithium-Thionylchlorid-Zellen von Saft, die NICHT wiederaufladbar sind. Dies vereinfacht die Dinge erheblich, da auf der Platine keine Schaltung vorhanden ist, um das Laden der Batterie zu bewältigen. Das Foto zeigt nur zwei Drähte, die zum Batteriepack gehen, also gibt es keine zusätzlichen Drähte für zB die Authentifizierung gegen gefälschte Packs. Es scheint ein einfaches Plus und Minus zu sein.

Das Datenblatt der Zelle gibt eine Leerlaufspannung (im Neuzustand bei 20 °C Temperatur) von 3,67 V und eine Nennspannung von 3,6 V an. Diese Chemie hat ein sehr flaches Spannungsprofil bei 20 ° C im Vergleich zu einigen anderen Chemien, so dass sie die meiste Zeit bei etwa 3,6 V verbringt und steil abfällt, wenn sie sich der vollständigen Entladung nähert. Bei anderen Temperaturen kann es mit einer etwas anderen Spannung arbeiten. Im Datenblatt entladen sie sich für die Entladekurven auf 2,0 V, sodass davon ausgegangen werden kann, dass die Zelle unterhalb dieser Spannung als tot gilt und nicht weiter entladen werden sollte.

Es sollte eine vernünftige Annahme sein, dass Ihre Leiterplatte mit jeder angelegten Spannung zwischen 2,0 V und 3,67 V pro Zelle betrieben wird, multipliziert mit 5 Zellen ergibt 10,0 V bis 18,35 V. Es ist möglich, dass die Platine nicht so niedrig wie 2,0 V pro Zelle läuft, da in den Zellen unterhalb einer etwas höheren Spannung nicht viel Energie vorhanden ist, es sei denn, sie wird bei hohen oder niedrigen Temperaturen betrieben, die das Spannungsprofil ändern. Die sicherste Vermutung wäre, das Board mit 5 x 3,6 V = 18,0 V zu versorgen, aber es würde wahrscheinlich mindestens über den Bereich bis 5 x 3,0 V und möglicherweise bis 5 x 2,0 V funktionieren.

Ich wäre nicht überrascht, wenn die Platine mit einer noch niedrigeren Spannung betrieben werden könnte, da die Batterie möglicherweise einfach in Schalt- oder Linearregler läuft, die möglicherweise nur genügend Headroom über der Ausgangsspannung haben müssen, um ordnungsgemäß zu funktionieren. Wenn die Platine über einen Regler verfügt, der eine 12-VDC-Stromschiene erzeugt, liegt der Mindesteingang mindestens 0,5 V oder sogar 1,5 V darüber. Wenn die Stromschienen auf der Platine alle 5,0 V oder 3,3 V betragen, wird sie möglicherweise von einer Eingangsspannung von nur 6,0 V hochgefahren. Wenn Sie über große Bulk-Kondensatoren messen, die sich auf Stromschienen zu befinden scheinen, würde dies Ihnen sagen, wie hoch diese Schienenspannungen sind. Das Nachschlagen der Spannungsregler-ICs würde Ihnen auch etwas sagen, wenn Sie sie lesen können.

Zu Ihrer eigenen Sicherheit und der des Boards sollten Sie eine flinke Sicherung in Übereinstimmung mit dem V + -Kabel hinzufügen, damit die Stromversorgung das Board nicht weiter frisst, wenn etwas schief geht. Messen Sie den Strom in die Platine, um sicherzustellen, dass er ungefähr dem Strom einer Batterie entspricht. Messen Sie den Ausgang Ihres Netzteils, bevor Sie es an die Platine anschließen, um sicherzustellen, dass es wirklich die Spannung ist, die Sie denken. Wenn Sie anstelle eines geregelten Wandadapters oder einer Tischversorgung eine große Wandwarze verwenden, ist die Spannung nicht genau das, was auf der Außenseite angegeben ist, außer bei einem bestimmten Laststrom.

Weitere Informationen auf der Website des Herstellers:
http://www.saftbatteries.com/battery-search/ls-lsh

Angenommen, Sie haben eine Konstantspannungsquelle, zieht die Schaltung so viel Strom wie nötig.

Wenn Sie die Spannung erhöhen, wird mehr Strom gezogen. Aber wenn es um eine 1-Volt-Erhöhung einer 18-V-Versorgung geht, wäre der Strom nicht höher genug, um dauerhafte Schäden zu verursachen. Es wird die Verlustleistung erhöhen. Aber das kann man nicht sicher sagen, ohne die tatsächliche Schaltung zu kennen.

Wenn Sie die Spannung verringern, funktioniert es möglicherweise, da es sich um eine Schaltung handelt, die für Batterien ausgelegt ist. Die Spannung von Batterien nimmt mit der Zeit ab. 15 V würden also zum Probieren nicht schaden.