K1 Voedingsperikelen

K1front

K1frontK1 Voedingsperikelen

De NiMH accu's zijn binnen. Na deze in twee batches geladen te hebben (mijn laders kunnen maximaal 4 cellen aan) heb ik ze in de batterijhouder gestopt en de K1 werkt als een zonnetje op de accu's. Maar toen begon het te knagen. Want steeds dat ding openmaken om in 2 sessies de accu's te laden vind ik omslachtig. Dat moet toch beter kunnen…

 

In het K1 manual staat dat je de accu's niet mag laden als deze in het apparaat zitten. Ik zou niet weten waarom niet. Hele generaties portofoons werden en worden geladen met de accu erin. Het probleem zit 'm alleen in de manier waarop. Er zijn een aantal mogelijkheden voor het laden van de K1, maar ik ben er nog niet uit waar ik goed aan doe. Kijken we even naar de manier waarop de voeding in de K1 geregeld is, dan zien we het volgende:

MainSup

De voeding wordt aangeboden op connector J4 en bereikt via de anti-hufterdiode D16 netschakelaar S1, die prominent op de achterzijde van de K1 is uitgevoerd. Tot zover niets spannends. Het accupack komt binnen via de Aux 12V. Niet direct, maar via een schuifschakelaar met ook hier een anti-hufterdiode:

BatSup

De accu wordt met zijn plus aangesloten op de rechterpin van de schuifschakelaar waar ook de anode van de diode op gesoldeerd is, en de linker pin van de schuifschakelaar gaat naar de Aux +12V uit figuur 1. De schuifschakelaar is verzonken uitgevoerd in het deksel en deze moet op "ON" staan om de accu in te schakelen. Dat inschakelen doe je dan weer met de schakelaar aan de achterzijde. De reden van deze dubbele schakelaar is dat men bang is dat tijdens transport (Hike bijvoorbeeld, met de K1 in de rugzak) de schakelaar aan de achterkant nogal makkelijk per ongeluk ingedrukt kan worden waarmee de accu leeg zou kunnen raken zonder dat je het merkt. Ik denk dat ze dat goed gezien hebben. Het is wel een handige oplossing zo, en het biedt mogelijkheden om met schakelaars te spelen om de boel te laden. Wat zijn de mogelijkheden:

Het eenvoudigst zou zijn om de anti-hufterdiode kort te sluiten en een extra draadje van de middenpoot van de schuifschakelaar in figuur 2 naar de ongebruikte kontakten van S1 uit figuur 1 te leggen. Daarmee bereik je dat als de powerschakelaar uit staat, en de batterijschakelaar ook, de batterij rechtstreeks aan connector J4 ligt. In de uit-stand van de schuifschakelaar is immers de anti-hufterdiode van de batterijsectie kortgesloten door de schakelaar. Daarmee kan ik mijn accupack-lader aansluiten op de K1 en die kan dan de accu's laden terwijl ze erin zitten. Klinkt goed, nietwaar?

Er kleven echter een aantal nadelen aan dat scenario. Om te beginnen het kortsluiten van de anti-hufterdiode. Natuurlijk maak ik geen fouten (*kuch*). Maar je hoeft maar één keer een onbekende bron verkeerd aan te sluiten en je hebt een lanceerplatform voor halfgeleiders. Ik zou de anti-hufterdiode in sperrichting over de voeding kunnen zetten en duimen dat de zekering van de (onbekende) voeding eerder opstijgt dan de diode. Een volgend probleem is dat ik me altijd goed moet realiseren hoe de schakelaars staan. Want als de hoofdschakelaar UIT staat en de batterijschakelaar UIT en ik verbind een 12V voeding met J4, dan hangt de voeding rechtstreeks aan de accu's en dat gaat niet heel lang goed. Misschien niet handig…

De simpele oplossing: Leg een diode met serieweerstand van de ongebruikte pennen van S1 naar de middenpoot van de batterij-schakelaar. Voordelen: alle anti-hufterdiodes blijven zitten. Staat de batterijschakelaar aan, dan wordt er niet geladen. Is de set aan, dan wordt er ook niet geladen. Alleen met beide schakelaars uit kan er stroom via de extra diode met serieweerstand en de door de schuifschakelaar kortgesloten diode naar de accu's vloeien. Ik kan ook zonnecellen toepassen, want de stroom wordt dan bepaald door de serieweerstand en dat heb ik zelf in de hand. Er zit maar één nadeel aan deze methode: totaal gebrek aan controle over de laadtoestand van de accu's, anders dan de spanningsaanduiding op de K1 (je kunt met de K1 de accuspanning op het display weer laten geven).

Dan is er nog de nette methode: Maxim heeft een set IC's in het assortiment waarmee je NiCd of NiMH accu's kunt laden, afhankelijk van welk type IC je kiest. De MAX712 is voor NiCd's, en de MAX713 is voor NiMH cellen. Het schema van zo'n lader ziet er als volgt uit:

MaxSup

Het schema is rechtstreeks uit de application note overgenomen, waar gebruik gemaakt wordt van een stekkernetvoeding om de schakeling van stroom te voorzien. In mijn geval zou dat weer de ongebruikte kontakten van de aan/uitschakelaar worden. De schakeling kan permanent met de accu verbonden blijven, maar ik zou 'm dan weer met de middenpoot van de schuifschakelaar verbinden zodat de lader alleen werkt als de batterijschakelaar op OFF staat en de powerschakelaar ook. Bij gebruik in de shack worden de accu's dan altijd in goede conditie gehouden als de voeding aan blijft staan en de set uit. Volgens de application note gebruikt de schakeling maximaal 5uA uit de accu als de lader niet van stroom voorzien wordt, maar liever helemaal niets als 5uA. Het venijn van de schakeling zit 'm echter in Rsense. Die staat in serie met de "-" van de accu om de laadstroom te kunnen detecteren. Maar die staat ook in serie met de load, in dit geval de K1! Dat vind ik om meerdere redenen niet leuk. Rsense is afhankelijk van hoe groot je de maximale laadstroom wilt hebben: er moet dan 250mV overheen vallen. Wil ik met 1A laden, dan moet de weerstand dus 0,25 Ohm zijn. Maar tijdens zenden loopt er ook 1A en dan springt de voedingsspanning dus in het morseritme 0,25V op en neer. Dat is vragen om moeilijkheden. Nog afgezien van het energieverlies. Alle beetjes helpen als je op accu's werkt. Een oplossing zou zijn om de parallelgeschakelde kontakten van de powerschakelaar S1 te scheiden door bijvoorbeeld printbanen door te krassen, en één sectie van de powerschakelaar de Sense weerstand kort te laten sluiten bij inschakelen. Dan wordt er immers nooit geladen. Maar dat is wel een aardige ingreep. Het voordeel van deze schakeling is natuurlijk de ultieme controle over de laadtoestand van de accu's. Het nadeel is dat de voeding altijd minstens die 1A moet kunnen leveren omdat de schakeling anders niet goed functioneert (hij kan dan de spanningsval over de accu's niet goed bepalen). En als mijn geplande vakantie in Tasmanië door gaat, ben ik een groot deel daarvan niet in de buurt van een stopcontact en zal aangewezen zijn op zonnecellen. En een zonnepaneel dat minstens 1A levert bij 12V wil je niet in je rugzak hebben…

Kortom: Dillemma's. Ik denk dat het optie 2 wordt: de simpele diode met serieweerstand. Maar ik nodig jullie uit om hier eens over mee te denken. Wat is wijsheid? Hoe zouden jullie het oplossen?

73 de Frank PA3CNO

 

Geef een reactie