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Bauanleitung online: So schützt man Akkus vor Tiefentladung

Viele Bastelschaltungen holen ihre Energie aus Akkus. Doch Step-Up- oder Step-Down-Regler, die dabei oft zum Einsatz kommen, scheren sich nicht um Tiefentladung, die Akkus zerstört. Make hat aber eine Lösung parat.

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Bauanleitung online: So schützt man Akkus vor Tiefentladung

Der Stecker ist mit Abstand das größte Bauteil der Akku-Schutz-Schaltung.

(Bild: Dirk Knop)

Dem Make-Autor Dirk Knop fiel beim Experimentieren mit Akkus und diversen Step-Up-Reglern auf, dass diese ohne Rücksicht auf eventuelle Schäden die einzelnen Zellen bis unter 0,8 Volt Spannung aussaugten – und gerade bei der verbreiteten Reihenschaltung von zwei Zellen, durch die man bei geladenen Akkus knapp 2,5 Volt erzielt, endet das damit, dass eine der Zellen sogar bis auf 0 Volt absackt. Eine solche Tiefentladung führt zur Schädigung der Elektroden und sollte daher unbedingt vermieden werden.

Bevor es ans Löten ging, simulierte Dirk Knop die Funktion seiner Schaltung mit LTSpice ...

(Bild: Dirk Knop)

Abhilfe könnten fertige Wächter-ICs schaffen. Die sind zwar nicht besonders teuer, aber manchmal nicht einfach zu bekommen. Außerdem hat eine solche Abschaltung einen weiteren Nachteil: Die Hysterese etwa des ICs NCP303 kann zum Wiederanspringen der Last-Schaltung führen, wenn sich die Zellspannung nach einer Weile ohne Last erholt hat.

... mit dem gewünschten Ergebnis: ab etwa 1,9 Volt Eingangsspannung fällt der Ausgang auf 0 Volt ab.

(Bild: Dirk Knop)

Das geht auch anders, dachte sich Dirk Knop, und entwarf eine sehr einfache Schaltung, die sich auf einem Stückchen Lochrasterplatine aufbauen lässt. Die benötigt nur zwei Widerstände, drei Dioden und einen P-MOSFET. Zudem hält sie die angeschlossenen Akkus unter einer sehr geringen Last. Das führt dazu, dass die Zellspannung sehr langsam, aber stetig sinkt. Dadurch verhindert sie den oben erwähnten Wiederanspring-Effekt, verlängert aber auch deutlich das Zeitfenster, in dem die Akkus gewechselt werden müssen, um eine Tiefentladung zu vermeiden.

  • Wie die Schaltung zum Tiefentladungsschutz für Akkus aufgebaut ist und welche Überlegungen zu ihrer Entwicklung geführt haben, lesen Sie ausführlich auf make-magazin.de.

(pek)