Universal Akku Lader

Die meisten Akku Ladegeräte arbeiten mit einem konstanten Strom, die in einer bestimmte Zeit den Akku aufladen soll. Leider sind die meisten Akkus da noch nicht voll. Die anderen Ladegeräte (Schnell Ladegerät) arbeiten mit Impulsladung und versuchen in kürzester Zeit die Akkus voll zu powern.

Ich habe mir Gedanken gemacht, wie ich schonend Akkus laden kann, ohne diese zu überladen und nicht nur halbvoll zu bekommen. Der IC NE555 ist mein Lieblings IC. Dies ist ein Timer, den es auch schon zu DDR-Zeiten im Bastelladen gab (B555).

Das Innenleben des IC 555 ist recht einfach aufgebaut.
Der Eingang 2 und 6 funktioniert so, dass das FlipFlop je nach Eingansspannung gesetzt und zurück gesetzt wird. Der Ausgang ist Pin 3 (H) und Pin 7 ein “open Colector” (L).

Normalerweise wird der IC als Astabiler oder Monostabiler Multivibrator aufgebaut. Als Monostabiler ist der Eingang Pin 2 und es wird nur ein definiertes (Ra/C) Signal am Pin 3 ausgegeben. Beim Astabilen sind die Pinne 2+6 zusammengeschlossen und über Pin 7 wird der Kondensator entladen. Dabei entstehen am Ausgang Rechtecksignale im Tastverhältnis (Ra+Rb.C beim Aufladen und Rb.C beim Entladen des Kondensators).

Zur Schaltung:
Über den Widerstand (R2) wird der Kondensator aufgeladen. Bei einer Spannung von 2,95V an Pin 2/6 schaltet das Flipflop den Ausgang Pin 3 (L). Über Pin 7 und den Widerstand (R1) entlädt sich der Kondensator wieder bis zu 1,75V an Pin 2/6. Der Flipflop schaltet wieder zurück (Pin 3 = H). Der Kondensator kann sich wieder aufladen. Somit ist ein Kreislauf entstanden.
Der Spannungsteiler R5,R6,R7 ist zum Einstellen für die Akkuspannung gedacht. Wird die Schaltung so aufgebaut wie mein Vorschlag, sollte am Schleifer des Widerstandes R6 eine Ladeschlussspannung von 6V anliegen. Beispiel: ein Akku 12V hat eine Ladeschlussspannung von 14 Volt, dann sollte der Spannungsteiler ohne Trimmer, für R5 = 30,29 K-Ohm und R7 = 22,71 K-Ohm sein.
Ist der Akku “leer”, liegt am Pin 2/6 eine Spannung unter 1.75V an.  Der Ausgang Pin 3 ist (H) und der Transistor (T2) ist durchgeschaltet. Der Transistor (T1) leitet den Strom von der Quelle zum Akku. Der Akku wird geladen und wenn die Spannung an Pin 2/6 über 1,75V steigt, fängt der IC an kurze Impulse (L) an Pin 3 auszugeben. Die Transistoren (T1,T2) sperren für eine kurze Zeit. Die Sperrzeit wird immer länger, je voller der Akku wird. Liegt an Pin 2/6 eine Spannung über 2,95V an, hat der Pin 3 immer (L); die Transistoren (T1,T2) sind gesperrt. Entlädt sich der Akku wieder, also fällt die Spannung am Pin 2/6 unterhalb 2,95V, pulst der IC automatisch kurze Impulse, bis die Spannung am Pin 2/6 wieder über 2,95V liegt. Die Diode D1 verhindert, dass die Schaltung ohne Stromversorgung vom Netz aktiviert wird.
Durch den Aufbau der Schaltung ist es  also nicht mehr möglich, Akkus zu überladen, aber durchaus immer voll aufgeladene Akkus zu bekommen. Durch das Pulsen der Spannung werden die Akkus nicht warm (jedenfalls nicht bei mir!) und erreichen dadurch eine längere Lebensdauer. Durch das Impulsladen von Bleiakkus wird außerdem verhindert, dass sich Kristalllablagerungen an den Bleiplatten bilden. Diese Ablagerungen verhindern, dass die Säure an die ganze Fläche der Bleiplatten herankommt und somit die Kapazität (Leistung) abnimmt.

Noch einen Hinweiß;

Und ganz wichtig;

Beispiel:

Fazit:

Bauteilliste:

Zweite Version

Hier muss die Ladeschlussspannung eingestellt werden!

Die Schaltung hört “niemals” auf zu laden. Da sich Batterien selbstentladen, versucht die Schaltung  immer auf den Maximalladezustand zu kommen. Es sollte vielleicht vorher überlegt werden wie lange die Ladezeit sein könnte.

Akkupack mit einer Kapazität von 1000 mAh und einem Steckernetzteil 400 mA.1000 : 400 = 2,5 Stunden. Da kein Akku die ganze Zeit einen Strom von 400 mA zieht diese Zeit mal 2. Da die Ladungsspannung gepulst wird, kann noch einmal mit der gleichen Zeit (5 Stunden) gerechnet werden.

Es ist kein Schnellleadegerät! Die Ladezeit beträgt rund 10 Stunden und länger.Aber alle Batterien werden richtig “voll”.