Как сделать из платы 3s 2s
Обновлено: 06.07.2024
Здравствуйте, в данной статье хочу показать Вам, как можно переделать BMS 4S 30A на три банки аккумулятора.
Для этого, необходимо впаять две перемычки и обрезать одну дорожку, так как показал на картинке.
Далее, подключаем аккумуляторы.
Все, теперь у нас есть контроллер заряда, который работает с тремя аккумуляторами.
Возможно есть другой способ подключения, который мне неизвестен, но этот способ мне помог отремонтировать старый отцовский шуруповерт .
Литий-ионные аккумуляторы крайне чувствительны к перезарядке. И стоит только немного перезарядить батарею, как она тут же выходит из строя. Чтобы аккумуляторы равномерно заряжались в последовательной цепи, применяют схемы балансовой защиты, исключающие перезарядку.
Собрать такой контроллер самому на транзисторах довольно не сложно.
Понадобится
Схема и работа контроллера BMS на примере одной ячейки
Схема подключается паралельно аккумулятору и контролирует напряжение на нем. При достижения, во время зарядки, напряжения выше 4,2 В блокирует дальнейшее повышение.
В основе стоит микросхема регулируемого стабилизатора TL431. Которая управляет ключом на транзисторе. Транзистор через цепочку диодов блокирует превышение напряжения путем открывания и пропускания лишнего тока через себя. Светодиод служит для индикации и при загорании свидетельствует о полной зарядке батареи.
Если использовать данную схему для каждого элемента, то заряжать их можно последовательно в неограниченном количестве, без перезарядки
Схема на 3 элемента
Пример использования батареи из трех АКБ. Паралельно каждому аккумулятору подключен свой контроллер. В результате чего при отклонении параметров и неравномерной зарядке в последовательном соединении, контроллеры не дадут ни одному элементы выйти из строя.
Изготовление BMS платы
Если планируется использовать 3 батареи в одной цепи, то все контроллеры для каждого АКБ можно собрать на одной плате.
Изготавливаем плату и готовим все элементы.
Устанавливаем все детали и припаиваем. Вывода откусываем.
Настройка BMS платы
Перед подключением аккумуляторов в схему каждый контроллер необходимо отрегулировать.
Устанавливаем на блоке питания напряжение 4,2 В и подключаемся к первому контроллеру.
Вращением переменного резистора добиваемся начального свечения светодиодов.
Далее подобным образом настраиваем два последующих контроллера.
Припаиваем провода к плате и подключаем к каждому АКБ.
Схема зарядки
Данные контроллеры отслеживают превышение напряжения, но для регулировки тока зарядки нужно собрать еще небольшую схему из двух стабилизаторов, контролирующих ток и напряжение.
Заряжать линейку из трех АКБ будем от блока питания ноутбука 19 В. Первый стабилизатор на LM317 ограничивает напряжение до 14 В, второй ограничивает ток до 600 мА.
В принципе под все задачи можно было бы использовать одну микросхему LM317, но в данном примере мощности бы ее не хватило, поэтому разбивка была на две микросхемы.
Подключаем схему и производим зарядку АКБ.
Свечение всех светодиодов указывает на завершение зарядки и полном заряде всех элементов.
Вот такая несложная схема поможет быстро и сразу зарядить множество литий-ионных аккумуляторов.
Смотрите видео
DIY
Много различных девайсов питаются от батареек. Почему бы не перевести их на питание от литий-ионных аккумуляторов? Они, конечно, тоже не вечные, но через некоторое время использования окупятся точно. Самый популярный размер таких аккумуляторов — 18650. Их и будем использовать.
Почему 18650
Аккумуляторы 18650 так называются, потому что их цилиндрический корпус имеет диаметр 16 мм и высоту 85 мм. У аккумуляторов с защитой высота чуть больше. Это нужно учитывать при покупке контейнеров для их установки, либо покупать аккумуляторы с уже припаянными контактными выводами.
Аккумуляторы 18650 выдают напряжение 3,7 В, заряжаются при напряжении 4,2 В. Ёмкость бывает разная. В своих проектах использую вот такие:
Дополнительные железки
Кроме самих аккумуляторов понадобится ещё плата зарядки, она же, в случае с двумя и более батареями, BMC — плата балансировки. И, в зависимости от выбранного количества батарей и напряжения нагрузки, может понадобиться повышающий или понижающий преобразователь.
Варианты сборки
Один аккумулятор
Если нагрузке достаточно напряжения 3,7 В, то схема будет состоять всего из двух основных элементов и одного дополнительного:
Дальше всё до безобразия просто. Выводы контейнера припаиваются к соответствующим площадкам платы, К соседним площадкам припаиваются контакты нагрузки, само собой, через выключатель, и аккумулятор вставляется в контейнер.
Плату зарядки имеет смысл брать сразу с разъёмом Micro-USB или Type-C, чтобы не городить разъём отдельно и мучаться выбором блока питания.
Не перепутайте полярность! Если это сделать, то плата зарядки прикажет долго жить. Проверено лично. Случайно вышло…
Таким макаром перевёл на Li-Ion гирлянду и собирался перевести большой фонарь ЭРА, но решил, что ёмкости будет маловато и буду делать из двух аккумов и повышающего преобразователя, чтобы светило поярче.
В схеме был ещё повышающий преобразователь, потому что в оригинале там было 4,5 В от трёх мизинчиковых батареек, но разницы в яркости между 3,7 В и 4,5 В на входе не заметил, поэтому решил, что он не нужен. На самом деле он сгорел вместе с платой зарядки после неправильного подключения аккумулятора. Плату заменил, а преобразователь просто убрал.
Один аккумулятор с преобразователем
Если нагрузке требуется напряжение больше или меньше, то в предыдущую схему добавляется ещё один элемент — повышающий или понижающий преобразователь. Он устанавливается между платой зарядки и нагрузкой. Выключатель лучше ставить тоже между, чтобы преобразователь не расходовал электричество впустую. При выборе модели преобразователя необходимо учитывать допустимый ток нагрузки.
Личного примера такой самоделки пока нет.
Два аккумулятора
Если напряжения 7,4 В хватает, то преобразователи не нужны. Соответственно, будет достаточно самих аккумов, контейнера для их установки и платы зарядки и балансировки.
Для питания, говорят, можно использовать какой-нибудь блок питания на 9 В, но правильнее специальные зарядники для Li-Ion, например такой, в формате блока питания или такой, в формате платы с разъёмом Type-C, или такой, в формате платы без разъёма.
Личного примера такой сборки тоже пока нет, но скоро будет. На Разделяйке обнаружил среди мусора неисправный фонарь и взял поковырять. Неисправность банальная — сдох аккумулятор. Думаю две банки 18650 как раз хватит. Такие фонари бывают с 4- или 6-вольтовыми батареями, но и от 7,4 В сгореть не должен.
Два аккумулятора с преобразователем
Если 7,4 В — это много или мало для целевого девайса, то нужен преобразователь — понижающий или повышающий, соответственно.
Опять же, сам пока такого не собирал, но некоторые идеи, для чего это может понадобиться, есть.
Сборки могу быть и на большее число батарей и подключать их можно и параллельно и последовательно. Всё зависит от поставленной задачи. Остальные компоненты схемы подбираются исходя из неё же.
Есть у меня шуруповерт Bosch GSR 9,6, купленный аж 1998 г.
Аккумулятор там уже был 3й, Ni-MH. Конечно китайский, оригинала к такому не найти. Как показала практика, долго они не живут, даже в режиме хранения умирают очень быстро, да и отдача от них слабовата.Да и дорогие они по нынешнем временам. Хотел продать, да не берет никто. Так он и пылился в гараже несколько лет.
А машинка хорошая, сделан почему-то в Швейцарии, не подводил никогда. Поэтому было принято решение переделать его аккумулятор на литий и использовать дальше.
Информации по переделке очень много, многие прошли уже этот путь. Поэтому я воспользовался наработками опытных людей.
За что им отдельное Спасибо, Ваш труд друзья не пропал даром.
Я постарался собрать самые нужные с моей точки зрения материалы. Вот они .
Задачу переделки разобьем на два этапа :
1. Переделка самого аккумулятора
2. Переделка зарядного устройства. Это нужно потому что способы зарядки лития и никеля совсем разные,
а удобную коробочку полностью адаптированную по посадочному месту для аккум. не хочется терять.
Итак Этап 1
Для этого нам понадобится, сами аккумуляторы
Конечно идеально было бы заказать аккумуляторы на известном сайте nkon.nl , но мне надо было всего 3 штуки, да и сварочника у меня нет. Платить за доставку всего 3х аккумуляторов 10евро, тоже не резон. Поэтому заказа на Али, я надеюсь в проверенном магазине ссылка. Вот такие с уже приваренными лепестками, можно было бы запаять опыт уме есть, но лучше так )
Это аккумуляторы похожие на LG HG2 3000 mAh 20 А, под маркой LiitoKala HG2
Дополнение от kirich
Синий график оригинал, красным график Литокала, ток разряда 3 и 10А.
Работать в этой модели шуруповерта должны нормально, она не очень мощная.
Согласно даташиту, данный тип аккумуляторов имеет емкость в 3000 мАч, которая гарантируется при токе разряда в 0,6 А. Стандартный заряд — 1,5 А, Заявленное напряжение полного разряда 2,5 В, полного заряда 4,2 В. Максимальный заявленный ток постоянного разряда — до 20 А, быстрого заряда 4 А.
Обзоров на данные аккумуляторы достаточно. Что касается купленных мною, то вес соответствует, емкость тоже.
Габариты, верхняя крышка тоже соответствует оригиналу.
Момент замеров и фотографирования я упустил каюсь, так что верите на слово.
Вот измерение внутреннего сопротивления сфоткал
У всех трех одинаковое почти.
Так что может это и подделка но ведет себя совсем как оригинал.
Таких аккумуляторов для моего шуруповерта вполне достаточно.
Параметры Литокал к сожалению зависят от партии к партии, поэтому что придет в каждом конкретном случае не угадать.
Мне в данном случае повезло.
Следующий элемент это плата защиты от КЗ, переразряда и перезаряда, а так же балансировки элементов. Для лития она обязательна. Иначе элементы будут быстро убиты или еще доброго загорятся при мах нагрузке. Собственно с чего я и начал.
итак
В корпус от старых аккумуляторов можно запихнуть сборку 3S, т.е 3 аккумулятора последовательно, место позволяет собрать 3S2P, 3 последовательно 2 ветки параллельно, но для моих задач это будет лишнее. Да и опять же, такую сборку лучше самому сварить под размер, а у меня сварочника нет.
Технические характеристики BMS:
Основные функции: защита от перезаряда, защита от переразряда, защита от КЗ, защита от перегрузки по току, балансировка.
Напряжение питания: 12.6V / 13.6V
Ток разряда: 40A
Ток балансировки ячеек: 100mA
Максимальное напряжение при зарядке на одном аккумулятор: 4.095 — 4.195 ± 0.05 V
Минимальное напряжение при разрядке на одном аккумулятор: 2.55 ± 08V
Время задержки: 0.1 s
Диапазон температур: -30-80
Время задержки обнаружения короткого замыкания: 100 мс
Размер: 42 х 60 мм х 3.4 мм
Вес: 8,7 г
Это новая версия платы BMS 3S 40A rev 2.3, есть еще старая версия BMS 3S 40A 12.6v rev 2.2
все тоже самое но с двумя токовыми шунтами в виде резисторов она более критична к качеству аккумуляторов, здесь шунты видимо выполнены с помощью мосфетов.
И машинный перевод с АЛИ
Применение: Номинальное напряжение 3,6 В, 3,7 в литиевая батарея (включая 18650,26650, полимерный литиевый аккумулятор).
Ток непрерывной разрядки (верхний предел): 40A (если охлаждающая среда не хороша, пожалуйста, уменьшите ток нагрузки).
Ток непрерывной зарядки (верхний предел): 20А; подходит для сверл с пусковым током ниже 80А, мощность 135 Вт ниже.
Примечание 1: для успешного запуска сверла требуется три аккумулятора 15C-20C или шесть аккумуляторов 10C-15C (обычные 18650 не могут начать сверло!).
Также при подключении необходимо соблюдать следующие правила
Подключение аккумуляторов к контроллеру производится строго последовательно, вначале 0 В затем 4,2 В, 8,4 В, 12,6 В, при нарушении данного требования BMS работать не будет!
Избегайте короткого замыкания при монтаже аккумуляторов!
Используйте однотипные аккумуляторы!
Перед установкой аккумуляторов сбалансируйте их! (балансировку можно произвести путем замыкания всех минусовых контактов аккумуляторов между собой, и плюсовых между собой)
После сборки, подключите соответствующее зарядное устройство к BMS, для его активации!
Используйте качественный монтажный провод под соответствующий ток!
Схема для монтажа
Есть еще один тонкий момент, при больших нагрузках, на старте например, может срабатывать зашита по падению напряжения. Это если аккумуляторы использовались не очень.
Тогда необходимо припаять дополнительный конденсатор на 4,7мкФ керамический
Сборка всего этого хозяйства не сложная, блок батарей я упаковал в термоусадку. Основные силовые провода 14AWG в силиконовой изоляции. Терморезистор не подключал, просто не понял куда.
Внутри все закрепил на силиконовый автомобильный герметик, все прочно. При выходе из строя аккумуляторов можно всегда разобрать
Крышка закрыта, батарея собрана. Я не стал делать индикатор, во первых у меня его не было, а во вторых степень разряда можно оценить по силе вращения шурика. Защита по полному разряду всегда сработает.
Переделка зарядного устройства, если его планируется использовать просто необходима. Способ зарядки лития отличается от способа зарядки стоковых никелевых батарей. Можно пойти по простому пути купить у китайцев зарядку для 3S, 12.6 В. Приделать разьем и заряжать через 3.5 Jack
Но я хотел сохранить аутентичность и заряжать в нормальном блоке, как положено.
Поэтому взял родную зарядку, выкинул из нее все, оставил только трансформатор, диодный мост и конденсатор
и собрал все вот по такой схеме из ранее приведенных обзоров. Спасибо kirich за разъяснительную работу )
В качестве преобразователя использовал платку для зарядки литиевых сборок с регулировкой тока заряда и мах напряжения заряда.
Вот такого типа их на али море разливанное.
Первая попроще, регулируется только ток и напряжение, индикация заряда выставлена фиксировано, светодиод погасает когда ток упадет меньше 1/10 от установленного тока заряда (стандартный алгоритм заряда лития).
mySKU.me/blog/aliexpress/32986.html
Здесь подробное описание работы и схемы платы
Собираем все по схеме, закрепляем все в корпусе зарядного устройства что бы ничего не болталось, все таки
мобильное устройство )
Светодиоды вывел на корпус зарядного устройства, для контроля зарядки.
Правильно конечно делать как писал в своих статьях kirich, но я посчитал это излишним, да и корпус больше ничего не
лезло )
Соединять литиевые ячейки пайкой допустимо только в том случае, когда они оснащены тонкими пластинами, присоединенными к ячейке точечной сваркой. Ячейки типа 18650 и подобные можно или соединять точечной сваркой никелевыми пластинами или устанавливать в холдеры с подпружиненными контактами.
Пайка таких ячеек категорически недопустима, поскольку создаёт локальный перегрев, ведущий к деградации ячейки или ее разрушению, в том числе во время пайки.
Если же речь о том, чтобы подключить к плате защиты только 3 батареи из 5 - нет, нельзя.
За неимением сварки, паяю прям проводами к аккумулятору. Может ёмкость незначительно и просела, но проблем не встречал.
Естественно нужно всё делать быстро и аккуратно, минимизируя перегрев - в идеале индукционным паяльником. Плюсовой контакт пофиг, он напрямую с литием не связан, а вот минус - желательно заранее намазать флюсом и мощным паяльником с припоем на секунду коснуться, чтоб не греть долго весь аккум.
У вас в названии платы 5s - значит там 5 батарей последовательно? Но вы подключаете только три, значит ещё две там уже есть? При последовательном соединении очень важно чтобы аккумы были одинаковые, как по емкости так и по сопротивлению, иначе очень быстро разбалансируются и помрут, лучше сразу все менять на одинаковые новые
Читайте также: