Ein ausrangierter Bleiakku aus dem Auto dient zur Versorgung der Notbeleuchtung u.a.. Über einen Vorwiderstand (R10) wird der Akku geladen bzw. in Ladeerhaltung betrieben. Als Spannungsquelle dient der Klingeltrafo (der ist ja sowieso da) mit einem Brückengleichrichter.

Die oben gezeigte Schaltung ist ein echter Jungbrunnen für Bleiakkus*). Bei erreichen der Ladeerhaltungsspannung von 13,38 Volt (Einstellung an P1) wird der Akku für ca. 25msec (abhängig von R4) entladen. Der BUZ10 schaltet dabei durch und über R8 fließt ein Strom von ca. 12A. Ist danach die Spannung am Akku immer noch 13,38V oder höher, wiederholt sich der Vorgang nach etwa 1,2sec (abhängig von R3). In o.a. Dimensionierung darf der durch R10 begrenzte Ladestrom maximal 200mA betragen. R8 ist ein 6Watt-Widerstand, der BUZ10 wird ohne Kühlblech betrieben.

Wie bereits angedeutet: Der Akku verliert selbst im Laufe vieler Jahre kaum an Kapazität und gast nahezu nicht, Wasser muss ich nur ca. alle zwei Jahre nachfüllen.

Grundsätzlich ist diese Schaltung auch für eine Solarstromversorgung geeignet, s. unten. 

*) Mein erster ausgedienter Auto-Akku, den ich damals anschloss, hatte noch eine Restkapazität von ~15%; nach einigen Monaten war diese auf ~25% angestiegen.

Fragen (mit Antworten) und Kommentare zu dieser Seite

Ich habe gerade mit Interesse die Anleitung für die Bleiakku-Ladeerhaltung durchgelesen. Dazu wollte ich dich jetzt gerne was fragen, weil ich noch nicht so oft Schaltungen (nach-)gebaut habe:

1. Wieviel Leistung müssen die Bauteile aushalten können, also was muss ich kaufen?

2. In welcher Größenordnung liegt der Widerstand von R10 etwa?

3. Du sagst zur Spannungsquelle so selbstverständlich, dass der Klingeltrafo ja eh da ist?! Irgendwie sagt mir das nichts *g* Also welche Spannung und wieviel Strom sollte die Quelle liefern?

4. Welchen Zweck hat der kurze und starke Entladestrom?

und 5. gibt es eine Beschränkung der Bleiakkukapazität nach oben oder unten?

Antwort:

zu 1.:

Bis auf R8 mit 6 Watt sind alles Standardbauteile, also Widerstände 1/4 bzw. 1/3 Watt und die Zehnerdiode 250 mW, Tr1 ist ein pnp-Kleinleistungstransistor, z.B. BC558C o.ä.. der Widerstand R6 kann entfallen bzw. durch 33kOhm ersetzt werden.

zu 2.:

Das hängt von der Spannung des Ladegerätes ab. Der Bedarf an Ladeerhaltungsstrom in mA entspricht etwa 0,5...4 mal der Akkukapazität in Ah. Maximal dürfen bei der abgebildeten Dimensionierung der Schaltung und der Laderehaltungsspannung 13.38V 0,2A fließen, dass muss ausprobiert werden: Beträgt der Widerstand R10 z.B. 20 Ohm, so darf die Spannung daran maximal 20Ohm * 0,2A = 4V betragen. Daraus ergibt sich die erforderliche Belastbarkeit zu mindestens 0,2A * 4V = 0,8W.

zu 3.:

Mein Klingeltrafo hat nominell 8V. Klingeltransformatoren sind in der Regel kurzschlusssicher, haben also einen etwas erhöhten Innenwiderstand bei erhöhter Spannung. Mein Klingeltrafo liefert nach Einweggleichrichtung - also kein Brückengleichrichter wie in der Abbildung, sondern nur eine Diode 1N4007 - 120mA an die Schaltung. Das reicht für die Ladeerhaltung und der Widerstand R10 wird gar nicht benötigt.

zu 4.:

Die Ladeerhaltungsspannung von 13,38V verhindert dem Vernehmen nach weitgehend die Alterung (Sulfatierung) der Akkuzellen, durch die kurzen Entladeimpulse wird die Gasbildung verhindert. 

zu5.:

Je älter der Akku, umso mehr Laderehaltungsstrom benötigt er. Da der maximale Stom auf 0,2A begrenzt wird, kann ein alter 45Ah-Akku, der z.B. 4*45 = 180mA benötigt, noch betrieben werden. Eine Beschränkung der Akkukapazität nach unten gibt es nicht.

Wichtiger Hinweis:

Wenn der Akku mit einem anderen Ladegerät geladen werden soll, muss die Laderehaltungsschaltung abgetrennt werden und sollte erst 24 Stunden später wieder angeklemmt werden.

Alternativen

Obige Schaltung hat den Vorteil, dass der angeschlossene Akku äußerst schonend tatsächlich bis zur seiner maximalen Kapazität aufgeladen wird und den Nachteil, dass das bei einem leeren Akku Tage dauern kann.

Im Handel sind Batterie-Impulser oder Akku-Erfrischer erhältlich, die alle ebenfalls mit kurzen kräftigen Entladeimpulsen arbeiten. Manche dieser Geräte beenden diese Impulse, wenn die Akkuspannung unter einen besimmten Mindestwert sinkt, um Tiefentladung zu vermeiden und manche sollen sogar durch Gleichstromimpulse mit der Resonanzfrequenz des Bleisulfats diese Kristalle zurückbilden. Mag ja sein.

http://www.elektronik-labor.de/Notizen/0511Akku2.html zeigt eine sehr einfache Schaltung, die ebenfalls solche Entladeimpulse erzeugt. Diese habe ich etwas modifiziert nachgebaut:

Akku-Refrescher

Da die Schaltung den Transistor BC547 bei der Durchbruchsspannung seiner Emitter-Basis-Diode missbraucht, ist sie nicht nachbausicher; ggf. müssen die Werte für C (hier 47µF)  und R (hier 20kOhm) individuell für jeden BC547 ermittelt werden - ohne Oszilloskop kaum machbar. In der abgebildeten Konfiguration kam alle 120msec ein Imuls mit einer Länge von 0,6msec und 4,0A in der Spitze. Bei knapp unter12V hörten die Impulse irgendwie undefiniert auf und der 2N3055 erwärmte sich etwas, zog also nur noch Strom (gemessen ~30mA) ohne zu pulsen. 
Zudem erwies sich die Schaltung als stark temperaturabhängig.


Modifikation der Schaltung für ein 12V/5W Solarpanel

R3 = 1M    R4 = 100k
R5 = 10k    R6 = 33k
Tr3 =BUZ11
R8 = 3.6Ohm (2*1,8Ohm 5W)
R10 ersetzen durch Si-Diode 1A 
Ladegerät ersetzen durch Solarpanel 12V/5W

P1 ist so einzustellen, dass LED1 bei  einer Akku-Ladespannung von 13,7 V (akkuschonender sind 13,5V) gerade zu blinken beginnt.

Achtung: Solarpanele mit höherer Leistung dürfen nicht angeschlossen werden, denn wenn der Akku voll ist, muss diese Schaltung die gesamte Leistung des Panels aufnehmen. Sie ist aber nur für maximal 5W ausgelegt.
Alternativ ist das Vorschalten eines Spannungskonstanters 13,38V möglich, der damit eine Überladung (gasen) des Akkus verhindert.