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ulf

Akku-Meister

  • »ulf« ist der Autor dieses Themas

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1

17.12.2013, 18:46

30% mehr Ladeleistung mit dem 1210-Lader :-)

Hallo,

ich habe meinem 1210-Lader mal mit ein paar Messungen auf den Zahl gefühlt.
Besonders auffällig war die reduzierte Spannung an den Batterieklemmen, wenn mit hohen Strömen geladen wird.
Ein Teil des Spannungsverlustes gegenüber den intern justierten 14,25V kommt von geräteinternen Widerständen: den Spannungsverlauf an den Schraubklemmen von 1 bis 11 Ampere zeigt die grüne Kurve im Anhang.



Für die Berechnung der wirksamen Ladeleistung habe ich der Einfachheit halber immer eine Leerlauf-Klemmenspannung der Batterie von 12,5V angenommen.
Bekäme man die an den Schraubklemmen des 1210 verfügbare Leistung verlustfrei in die Batterie, dann würde der Ladeleistungsverlauf der blauen Kurve entsprechen.
Leider wandeln die Ladekabel einen Teil der Ladeleistung in nutzlose Wärme um, so dass die Batterie über die mitgelieferten Ladekabel (ca. 1,6m Doppellitze mit 1,5mm² Querschnitt ergibt insgesamt ca. 40mOhm) nur mit der roten Leistungskurve geladen wird.

Ersetzt man die Kabel durch 4mm² Meterware gleicher Länge, dann werden die Kabelverluste deutlich reduziert. Bei hohen Ladeströmen um 10A steigt der Energiefluß in die Batterie um ca. 30% (orange Kurve), was sich in einer entsprechend verkürzten Ladezeit auswirkt, solange der Lader in der Strombegrenzung arbeitet.
Bei 5 Ampere beträgt der Ladeleistungsgewinn noch rund 11%, bei 1 Ampere nur noch 1,6%.

Daher finde ich ein Ladekabel-Upgrade (bei dem der Kabelwiderstand mindestens halbiert werden sollte, sonst lohnt es sich kaum) für den 1210 eine sinnvolle Sache. Das Umlöten der mitgelieferten Klemmen und das Anbringen von Kabelschuhen dürften für halbwegs routinierte Heimwerker kein Problem sein.
Wer mit kurzen Ladekabeln auskommt, kann das mitgelieferte 1,5mm² Kabel auf das noch erträgliche Minimum kürzen: z.B. 60cm statt 1,6m bringen den gleichen Effekt wie 1,6m mit 4mm².
Darüber lohnt sich weiterer Aufwand immer weniger, weil sich die Ladeleistungskurve nur von unten der blauen Kurve im Diagramm annähern kann - mehr gibt der 1210-Lader nicht her.
Gruß Ulf

Tom

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17.12.2013, 20:09

Man kann die geräteinternen Spannungsabfälle auch noch ohne besondere Schwierigkeiten um 60% reduzieren... (ich seh ihn schon die Stirn in Falten legen, wie das wohl geht... :P )

Grüße, Tom

ulf

Akku-Meister

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05.01.2014, 18:45

Ich weiß zwar nicht welchen Umbau Du meinst, aber ich habe einen recht einfachen Eingriff gefunden, der die geregelte Ladespannung auch über 4 Ampere Ausgangsstrom hinaus konstant hält.
Mit der Werksschaltung fehlten meinem 1210 bei 9 Ampere gegenüber 4 Ampere schon ca. 0,13 Volt, was die Ladeleistung bei hohen Strömen entsprechend reduzierte.
Durch Austausch eines einzelnen Widerstandes ( R8 ) kann dieser Spannungsverlust bis zum Einsetzen der Strombegrenzung völlig behoben werden.

Hier der Vergleich der erreichbaren Ladeleistungen (jeweils für 1,5 Meter Ladekabel mit 1,5 bzw. 4 mm² Querschnitt) mit dem Originalwert für R8 und meiner Änderung:



Im oberen Diagramm ist übrigens ein Fehler korrigiert, der im Eingangspost dazu führte, dass die Ladeleistungen etwas zu hoch berechnet wurden.

Der fragliche Widerstand R8 begrenzt den Eingangs-Steuerstrom durch den Optokoppler (IC2).
Tauscht man den R8 einfach gegen einen höheren Wert (nach mehreren Versuchen hat mein 1210 jetzt 820 Ohm als R8 ), dann bleibt die geregelte Spannung bin 9 Ampere völlig konstant; darüber setzt die Strombegrenzung ein.

Der trotzdem mit dem Strom noch abfallende Verlauf der Ausgangsspannung ist das Ergebnis der inneren Widerstände (besonders der Kontaktwiderstandes des Ausgangsrelais).

Da der Umbau für Bastler mit etwas Elektronik-Lötkenntnissen recht einfach zu erledigen ist, hier noch ein Foto mit der Lage des fraglichen Widerstandes:



Unter dem Trafo ist genug Freiraum, um den R8 auszubauen und einen anderen Wert mit vorgebogenen und passend gekürzten Anschlußdrähten einzulöten.


Wer seinen 1210 umbauen möchte, für den gilt das hier Gesagte natürlich ebenfalls:
Nur noch von mir der Hinweis, dass auch noch längere Zeit nach Abschalten oder vom Netz trennen im Gerät gefährlich hohe Spannungen im primären Teil des Netzteils auftreten können. Daher sollten sich nur mit Netzspannung und Schaltnetzteilen erfahrene Bastler an einen Umbau wagen.

;)
Gruß Ulf

damasteel

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4

02.06.2015, 13:12

Hallo ulf,
bei mir brauch ich am BC1210 ca. 2m Anschlussleitung, bin dem Rat gefolgt und habe größere Leitungsquerschnitte bei den Ladeleitungen verwendet.
Hab die Leitungen gegen 6mm² Leitungen ersetzt.

Frage:
Dein Umbau des Widerstandes R8 auf 820Ohm, zur Erhöhung des Eingangssteuerstroms im IC2 Optokopplers interessiert mich schon sehr!
Hat dieser Umbau bisher irgendwelche Nachteile? Außer der Garantie die erloschen ist. z.B. Gerät oder Akku beschädigt.
Der Umbau scheint ja jetzt schon ne Weile her zu sein Jan. 2014. Wie ist deine Erfahrung damit?


Gruß

ulf

Akku-Meister

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5

02.06.2015, 14:32

Hi,

die Änderung des R8 hat bei meinem 1210 bisher keine Nebenwirkungen gezeigt.
Gruß Ulf

Tom

Moderator

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02.06.2015, 15:11

Ich würde nicht direkt zu dieser Modifikation raten, weil die Verträglichkeit doch sehr von dem verbauten Optokoppler und dem primärseitigen Schaltregler abhängt. Der Widerstand begrenzt den Strom der Optokoppler-LED auf knapp 2mA. Deren Maximalstrom ist lt. Datenblatt aber 50mA, im Normalbetrieb werden etwa 10mA erreicht. Somit ist fraglich, ob der Ausgangstransistor des Optokopplers auch bei 820 Ohm Vorwiderstand der LED statt 150 Ohm in jedem Fall sicher genug aufgesteuert wird, um den primären Schaltregler zu steuern.

Auf jeden Fall muss man vorsichtig vorgehen, weil der Optokoppler die Leistung des primären Schaltreglers steuert! Wenn da etwas schief geht, passiert es schnell, das primärseitig die gepumpte Leistung ohne ausreichende sekundäre Lastabnahme zu hoch ansteigt, wodurch die Spannung im Sekundärkreis u.U. so hoch ansteigt, dass es zu Zerstörungen von Bauelementen kommt, eventuell sogar zu gefährlich hohen Ausgangsspannungen an den Ausgangsklemmen.

:!: Also: Ausprobieren auf eigene Gefahr und nur wenn man weiß was man tut!

Grüße, Tom