Zurück auf Start Umbau des Voltcraft SPS24-24W-A zum Ladegerät für LiFePo4-Akkus

Position der Steckbrücke Ich benötigte ein Ladegerät für einen LiFePo4-Akku mit 13,2 V Nennspannung. Es sollte einen Weitbereichseingang und einen Eurostecker besitzen, damit ich es auch außerhalb Deutschlands möglichst überall nutzen kann.
 
Die Akkus, die ich verwende, besitzen alle ein internes Battery Management System (BMS) und demzufolge nur die üblichen 2 Klemmen. Daher suchte ich ein Ladegerät, das keinen Balanceranschluss erfordert.
 
Da kein passendes Ladegerät erhältlich war, habe ich ein Steckernetzteil Voltcraft SPS24-24W-A umgebaut. Es war bei Conrad Electronic (Bestell-Nr. 513003, 23,99 €) erhältlich. Die technischen Daten sind:
- Betriebsspannung: 100 bis 240 V, Eurostecker
- Ausgangsspannungen: über 7 Steckbrücken auf 9 bis 24 V einstellbar
- Ausgangsstrom: maximal 1 A (bei 24 V Ausgangsspannung?)
- Ausgangsleistung: 24 W
- Abmessungen: 51 × 73 × 98 mm
- Masse: 195 g
 
Steckbrücken In den Original-Steckbrücken (1) sind unterschiedlich Widerstände enthalten. Doch eine 2-polige Stiftleiste (2) passt ebenfalls in die seitliche Öffnung des Steckernetzteils, siehe oben. Es lassen sich daher relativ einfach Steckbrücken (3) für andere Spannungen selbst bauen.
 
Bei einem LiFePo4-Akku mit 13,2 V Nennspannung liegt die Ladeschlussspannung bei 14,4 V. Um diese Spannung zu erreichen, muss der Widerstand der Steckbrücke 4,55 kΩ betragen. Dieser Wert lässt sich durch die Parallelschaltung von 2 Widerstände mit je 9,1 kΩ realisieren. Alternativ sind auch 4,7 kΩ und 150 kΩ verwendbar. Die 3,1 mm langen SMD-Widerstände der Baugröße 1206 passen genau an die Stifte der Steckerleiste (3), die einen Abstand von 2,54 mm haben.
 
Das Steckernetzteil regelt die Spannung herunter, wenn der Ausgangsstrom 1 A übersteigt - so die Bedienungsanleitung. Im Umkehrschluss kann der maximale Ladestrom daher größer als der vom Hersteller angegebene Ausgangsstrom sein. Beim Einsatz als Ladegerät wird das Steckernetzteil trotzdem nicht überlastet. Es muss nur die Leistung aus der Differentzspannung zwischen 14,4 V und der Spannung an den Klemmen des Akkus sowie dem fließenden Strom in Wärme umsetzen. Bei einem auf 10 V entladenen Akku fließen beispielsweise 2,33 A. Das ergibt eine Leistung von
 
Wärme → P = (14,4 V - 10 V) · 2,33 A = 10,25 W
 
Diesen Wert kann das Netzteil ohne Probleme im Wärme umsetzen. Das umgebaute Netzteil lädt den Akku mit
 
Akku → P = 10 V · 2,33 A = 23,3 W
 
Diese Wert liegt knapp unter den im Datenblatt angegebenen 24 W. Beim Erreichen der Ladeschlussspannung von 14,4 V hat sich der Ladestrom auf fast 0 A verringert, da dann die antreibende Potenzialdifferenz fehlt.