Ein preiswertes Reflexladegerät mit wenigen einfachen Mitteln zu entwickeln, was auch von uns Nichtfachleuten  nachvollziehbar ist,  hatte für mich einen besonderen Reiz. Hier nun die Schaltung mit der nötigen Beschreibung, um versierten Elektronikbastlern einen Nachbau zu ermöglichen.

Die Seite wird mit den Fortschreiten des Baues laufend ergänzt und erweitert.
In der Hoffnung Anregungen von einigen Leuten zu bekommen, die in dieser Richtung schon Erfahrungen gesammelt haben, (aber bitte keine Tipps die mit käuflichen Modulen realisiert wurden!) habe ich schon vor der Vollendung  die jeweiligen Kenntnisse und das jeweilige Stadium auf dieser Seite eingebracht.
 

1. Reflexladen 1968 eine kleine Historie

Im Jahre 1968 kam ich mit einem Kollegen zusammen, der  Amateurfunker war. Dieser hatte den Trick drauf, die damals allgemein im portablen Bereich verwendeten Zink-Kohle-Braunstein-Elemente  kurz gesagt die Taschenlampenbatterien in einem Reflexverfahren zu regenerieren, sodass diese eine etwa vierfache Kapazität besaßen. Sie waren dann funktionsfähig bis der Zinkbecher fast vollständig aufgebraucht und löchrig war.     (Im gegensatz zu heute, waren damals die Batterien nicht so gekapselt und ummantelt wie heute, so dass man den Zinkbecher gut sehen konnte und dann allerdings auch das Problem den Auslaufens des Elektrolytes hatte.)      Wichtig war nur, dass der Elektrolyt noch seinen Wassergehalt hatte und nicht vertrocknet war. Diese Reflexaufbereitung der Batterien kam dadurch zustande, dass durch das wechseln vom Lade- zum  Entladestrom eine sich aufgebaute isolierende Schicht (die eigentlich durch den um die  Kohleelektrode gelegten Braunsteinbeutel verhindert werden sollte), die ähnlich  des heutig bekannten Memoryeffekt  ist, beseitigt wurdeoder erst garnicht sich aufbaute.
Es geschah also keine Aufladung im allgemein üblich Sinne, sondern die dem Elektronenfluss entgegenstehende Isolationsschicht wurde zerstört.
Der Strom sollte hierbei nicht über 6mA gehen. da sonst durch die  stattfindende Elektrolyse der Wassergehalt des Elektrolyten sich verringert und letztendlich der Stromfluss immer geringer wird (Ri wird größer), bis zur Unbrauchbarkeit der Zelle.
Die Industrie war nicht an derlei Geräten interessiert, worüber jeder selbst spekulieren kann warum wohl.
Doch habe ich hin und wieder seit einigen Jahren von sogenannten Ladegeräten für Alkalizellen gelesen und gehört, die nach diesen von mir nun vor über 40 Jahren bekannten Effekt arbeiten, die allerdings sich auch nicht durchgesetzt zu haben scheinen .

hier die schon 1968 verwendete Prinziepschaltung

R1 = (Ue - Zz*1,5) / I
R2 = (Ue +Zz*1,5) / I

Ue = Eingangsspg.    Zz = Zellenzahl    I = Strom
(der Spannungsabfall an der Diode ist hierbei nicht berücksichtigt)

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Reflexladen, eine gute, schonende Ladung für unsere Akku´s

Die für den Modellflug verwendeten NC- und NIMH- Akku´s bedürfen einer sehr sorgfältigen Pflege, um eventuelle Ausfälle zu vermeiden, wobei der Verlust eines Modells noch der geringere Schaden, gegen dem eines Unfallschadens an einem Fahrzeug oder gar eines Körperschadens an einem Flugkollegen oder Zuschauers ist.
In der Regel ist bei den heutigen Automatikladern mit einer Deltapeakabschaltung schon ein sicheres und gutes Laden möglich, zumal, wenn mehrere Lade- Entladezyklen möglich sind um auch lange nichtgebrauchte Zellen wieder zu
regenerieren/aufzufrischen. Hierbei wird man bemerken, dass Zellen nicht mehr die alte Kapazität besitzen, was besonders bei den NC-Zellen der Fall ist. Wird aber die Ladung nach einem Gleichziehen der Zellen  [14 stündiges Laden mit 1/10 C ], danach wieder entladen und dann mit einem Reflexladegerät geladen, wird durch das Laden, Entladen, was in einem 10 Sekundenzyklus geschieht und zwar in einem Verhältnis von etwa 10 zu 1 zu einer optimalen elektrochemischen Umwandlung der Akkuplatten.  Die Zellen nehmen quasi eine etwas größere elektrische Energie auf und. können sie auch wieder abgeben, was einer etwa 5...15%igen  Speicherfähigkeit entspricht. Bei der Ladung ist auch eine geringere Wärmeentwicklung zu verzeichnen, die durch die kurzen Entladeimpulse vermieden wird. Tests haben ergeben, dass die Lebenszeit einer reflexgeladenen Zelle sich um ein zweifaches erhöht.
Nun wird man sich sagen, dass ein gut gepflegter Akku mit einem herkömmlichen Automatiklader 800 Ladezyklen erreicht und das ist bei den heutigen Anschaffungpreisen völlig ausreichend, was ja bei einer wöchentlichen Ladung einen Zeitraum von etwa 14 Jahren entspricht. Das ist wohl richtig, wenn die Pflege und Ladung auch optimal ausgeführt wird.
Jedoch stellen wir fest, dass das all zu ofte Überladen einer etwas schwächeren Zelle durch die dann sich ergebenden Kettenreaktion sich immer mehr verschlechtert und das bis zum totalen Ausstieg. Oder die Kapazität verringert sich und auf einem Mal sogar sehr rapid.
Am lohnendsten ist eine Reflexladung aber bei den sogenannten Flugakku´s, die sowieso durch die Vergewaltigung der hohen Entladeströme eine geringe Lebenserwartung haben, die ich aber hautsächlich auf die sehr hohen Ladeströme schiebe, die ausser der elektrochemischen Umwandlung der Platten/Elektroden auch eine zusätzliche elektrolyse bewirken. Beim Reflexladen findet diese aber kaum statt, auch wenn der Ladestrom den gleichen Werten entsprechen würde.

Wichtig ist ebenfalls beim Reflexlader, dass eine gute Erkennung des Ladeendes gewährleistet ist, wenn die Speicherfähigkeit/möglichkeit erreicht ist, denn danach findet wie wir wissen keine elektrochemische Umwandlung der Akkuplatten mehr statt, sondern es beginnt eine Elektrolyse, die das Wasser des Elektrolyten in die Gase Wasserstoff und Sauerstoff zersetzt=spaltet, was außer der Erwärmung einen immensen Druck in der Zelle erzeugt, der zum abblasen über das Überdruckventil der Zelle zu einer Verminderung des Elektrolyten führt, der ja den Stromkreis zwischen den Platten schließt und somit eine Verminderung der Kapazität beiträgt, die nicht mehr regenerierbar ist.
da sag ich nur: "Toller Satz! Aber so isses, in etwa."

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2. Die Technischen-Daten des Laders

Versorgung 220V~
Zellenzahl    4...16
Lade/Entladestrom in 3 Stufen 0,5;  1,0;  2,0 Amp.
Automatische Abschaltung über Deltapeak

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Da ich das Gerät hauptsächlich zur Regenerierung meiner div. in Sendern, Modellen und anderen Geräten verwendeten NC- wie auch die NIMH- Akku´s verwenden möchte, habe ich um die Problematik möglichst klein zu halten, die Lademöglichkeit auf 16 Zellen begrenzt und werde weiterhin, vor allem vom Fahrzeug aus mit meinem herkömmlichen Automatiklader laden.

Doch zuerst eine zeitliche Darstellung der Lade- Entladezeiten mit den dazwischen liegenden Pausen, die vor allem vor der Messung wichtig ist, um eine Erholung der Zellen zu gewährleisten, da sonst eine Fehlmessung die Folge sein kann.

Bild 1

Nach dieser Impulsdarstellung habe ich die Schaltung entwickelt, die ich nach einem hinreichenden Test auf 1/5 der Impulszeiten reduzieren werde und dann ebenfalls veröffentliche oder abändere.

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Die Stromversorgung

Wie auf dem Schaltbild 1 zu erkennen ist, musste für die OP-AMP´s der Abschaltung ein weiterer Trafo verwendet werden, der die negative Spannung für die OP-AMP´s der Messung erforderlich ist. Man kann auch, ist eine weitere Hilfswicklung auf den 50...60 VA-Trafo, diese dafür verwenden. Auch kann anstatt der Schottkydioden ein Brückengleichrichter verwendet werden, wobei dann eine Wicklung ausreicht. Man verwendet am besten das, was man eventuell vorhanden hat, oder preiswert bekommt. Ich habe auch schon mehrfach eine Hilfswicklung auf den Haupttrafo nachträglich darauf gewickelt, wobei ein Cu-Lachdraht von 0,1mm ausreichend ist für die negative Spannungsbildung.

Also der Phantasie und Kreativität sind keine Grenzen gesetzt.

Schaltbild 1

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Die Logik

Die Versorgungsspannung wird mit den im Schaltbild 2 erkennbaren Spannungsregler LM 7808 auf 8V (konstant) gebildet und von der 30V Hauptversorgung eingespeist.
Der Taktgenerator, wie auch die diversen Impulsbildungen, die zur im Bild 1 abgebildeten Impulsfolge verwendet werden, wurde mit dem 6-Inverter-Schmitttrigger-IC CD4584 gemacht.   Der Zehnerteiler CD4017 der vielen  in unseren Empfängern bekannt sein wird, wo er zur Servodekodierung verwendet wird.
Ich habe ihn zur passenden Reihenfolge der Ladeimpulse, Pausen, Entladeimpulse, Pausen, Messimpulse... verwendet.
Um über den großen unterschiedlichen Spannungsbereich verschiedener Zellenzahlen möglichst gleiche Stromwerte zu haben, wurden die als Rx1  und  Rx2  benannten Module gebaut, wobei der für den Ladeimpuls  Rx1  die Verlustleistung von etwa 40 Watt, bei der Ladung von nur 4 Zellen und 2 Amp. Einstellung abgeführt werden muss!
Der für die drei Ladestufen vorgesehene zweipolige Dreiwegeschalter ist in den Modulen Rx1 und Rx2 eingezeichnet.
Alles weitere wie die Dimensionierung der Bauteile ist dem Schaltbild zu entnehmen und ich glaube, dass ich alles  ausreichend erkennbar aufgeführt habe.
 
 

Konzept
Schaltbild2

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Die Abschaltung Delta-Peak
 

Konzept

Schaltbild 3

Beschreibung demnächst hier!!!    (erst noch testen)
 Dez.2000

Ist hinfällig, da einfacher, siehe hier:    zusatz.htm

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