BMS контроллер заряда-разряда для 18650 с балансировкой
BMS контроллер заряда-разряда для 18650 с балансировкой HX-3S-FL25A-А
Описание:
Размер платы: 56х45х1,2 мм.
Количество аккумуляторов: 3
Номинальное напряжение: 11.1-12.6В
Верхний порог отключения заряда: 4.2~4.35В ± 0.05В
Нижний порог отключения разряда: 2.7~3.0В ± 0.05В
Максимальный рабочий ток: 25A
Ток покоя: менее 30мкА.
*******************
Обратите внимание! Эта плата не подходит для переделки шуруповёртов без переделки! Переделка описана ниже. В случае неудачи, винить будете только себя. Прежде чем начать, прочтите внимательно статью.
*******************
BMS HX-3S-FL25A-А (Battery Management System) – это система управления аккумуляторами, которая предназначена для контроля процесса заряда и разряда литий-ионных аккумуляторов типа 18650, а также мониторинга их состояния.
К основным защитным функциям системы относятся: защита от перенапряжения в процессе зарядки, короткого замыкания, перезаряда и разряда аккумулятора.
Модуль защиты имеет функцию балансировки, которая заключается в обеспечении равномерного заряда аккумуляторов. Балансировка работает постоянно и независимо от схемы защиты. Для обеспечения правильной работы балансировки необходимо использовать аккумуляторы одинаковой ёмкости и качества. Отключение заряда аккумулятора происходит при достижении напряжения 4.2~4.35В, а разряда при снижении напряжения до 2.7~3.0В. Использование данного модуля позволяет предотвратить преждевременный износ аккумуляторов, обеспечить их правильное и безопасное функционирование.
Модификация платы для использования с электроинструментом.
Из-за невысокой стоимости и встроенного балансира плату защиты можно встраивать прямо в батарейный блок электроинструмента. Функций зарядного устройства плата не имеет.
Шунт собран из двух SMD резисторов по 5мОм в параллель (суммарно 2,5мОм).
В качестве ключей использованы полевые транзисторы AOD514 включенные по 4 в параллель.
Балансировка собрана на базе микросхемы HY2213-BB3A, номинальное напряжение балансировки 4,20V
Ток балансировки фиксированный 42мА (4,20V/100Ом=42мА), этого вполне достаточно для аккумуляторов не особо высокой ёмкости.
Балансировка работает постоянно и независимо от схемы защиты. Пока напряжение на любом из аккумуляторов превышает 4,20V, к нему подключается нагрузочное сопротивление 100 Ом до тех пор, пока он не разрядится до 4,20V.
На p-n-p транзисторах Q1-Q6 собран преобразователь уровней и сумматор сигналов с HY2210
На n-p-n транзисторах Q7-Q9 собрана логика управления силовыми ключами
Q7 отпирается при переразряде любого аккумулятора до напряжения ниже 2.40В, восстановление происходит при напряжении свыше 3.0В (после снятия нагрузки либо подключения к зарядке).
Q8 обеспечивает защёлкивание защиты после её срабатывания до момента полного снимания нагрузки. Одновременно, на нём организована быстродействующая защита при коротком замыкании нагрузки, когда ток поднимается свыше 100А.
Q9 отпирается при перезаряде любого аккумулятора до напряжения свыше 4.28В, восстановление происходит под нагрузкой при напряжении ниже 4.08В. При этом силовые ключи не препятствуют протеканию разрядного тока.
S1 и S2 — контрольные точки, к термозащите отношения не имеют. Более того, замыкать их между собой нельзя.
На S1 появляется сигнал при переразряде любого элемента.
На S2 появляется сигнал при перезаряде любого элемента, а также после срабатывания токовой защиты.
Ток потребления, не более 8 мкА.
Для устранения проблемы, просто необходимо увеличить время срабатывания защиты, чтобы аккумуляторы успели восстановить напряжение после пуска. Для этого достаточно добавить конденсатор емкостью 0,47uF для увеличения времени срабатывания защиты до 0,3 сек.
Доработки в конечном итоге
1. Добавлен резистор база-эмиттер для быстрого восстановления после срабатывания защиты.
Без него, автовосстановление защиты после снятия нагрузки работает крайне нестабильно, т.к. малейшие наводки на базу транзистора мешают сбросу защиты и «подвешивает» контроллер. Подходящий номинал резистора 1-3МОм. Этот резистор хорошо ложится на выводы база-эмиттер транзистора.
2. Добавлен конденсатор 0.47мкф для замедления срабатывания защиты от переразряда с 25мс (типовое для HY2210) до 300мс. Для более мощных двигателей может понадобиться еще более высокое значение емкости.
3. Выпаян ненужный конденсатор 0,1мкФ со 2 вывода HY2210 к шунту. В документации на HY2210 он отсутствует.
