Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Dbaj o swoje akumulatory. Wysokoprądowy balanser baterii, część 2 – budowa

Article Image
Elmax
Nasz nowy wysokoprądowy balanser baterii, którego opis rozpoczęliśmy w zeszłym miesiącu, to zaawansowana konstrukcja, która zapewnia wysoką wydajność i szybkie równoważenie poprzez wydajne przenoszenie ładunku między podłączonymi ogniwami lub akumulatorami. Może obsługiwać ogniwa lub akumulatory o napięciu do 16 V na jedną sekcję, a w przypadku większych instalacji można połączyć ze sobą dwie jednostki. Ten drugi i ostatni artykuł opisuje etapy montażu i testowania oraz sposób korzystania z urządzenia.
Opis i parametry:
  • równoważy dwa, trzy lub cztery połączone szeregowo ogniwa lub akumulatory,
  • pasuje do akumulatorów litowo-jonowych, LiPo, LiFePO4, kwasowo-ołowiowych, AGM i innych,
  • każde ogniwo lub akumulator może mieć napięcie od 2,5 V (całkowicie rozładowane) do maksymalnie 15 V,
  • prąd równoważenia: do 2,5 A,
  • prąd ładowania: do 50 A,
  • sprawność: około 80%,
  • prąd spoczynkowy: około 100 μA na ogniwo/akumulator,
  • złącza konektorowe 6,3 mm do podłączenia akumulatorów wysokoprądowych,
  • listwa kołkowa 2,54 mm do podłączania mniejszych akumulatorów,
  • częstotliwość przełączania przetwornic: typowo 100 kHz,
  • kilka balanserów można łączyć w celu zrównoważenia większej liczby ogniw lub akumulatorów,
  • może również działać jako wydajna ładowarka lub rozładowarka ogniw/akumulatorów,
  • cztery wbudowane diody LED stanu oraz jeden potencjometr do regulacji,
  • szeregowy interfejs statusu/debugowania,
  • kompaktowy rozmiar – PCB 108×80 mm.

Włożyliśmy wiele wysiłku w to, aby projekt był jak najprostszy, a jednocześnie zapewniał doskonałą wydajność i wiele przydatnych funkcji.

W rezultacie liczba podzespołów nie jest szczególnie duża. Musieliśmy jednak użyć głównie części SMD, aby zachować rozsądny wymiar PCB, a także dlatego, że wiele najlepszych podzespołów nie było w ogóle dostępnych w wersji do montażu przewlekanego.

Chociaż montaż płytki nie jest zbyt trudny, nie jest to jednak zadanie odpowiednie dla początkujących. Pożądane jest pewne doświadczenie w lutowaniu elementów SMD, zwłaszcza, że elementy są montowane po obu stronach płytki.

Potrzebna będzie przyzwoita stacja lutownicza z kontrolowaną temperaturą (a najlepiej piec rozpływowy lub stacja lutownicza na gorące powietrze), strzykawka z pastą topnikową, miedziana plecionka lutownicza, pęseta z cienką końcówką, lupa i silne źródło światła. Od Red. EdW: Autor artykułu delikatnie pomija fakt, że w amatorskim piecu rozpływowym nie uda się polutować opisanej płytki balansera, choćby ze względu na ilość podzespołów SMD i ich rozmieszczenie po obu stronach płytki. Co więcej, Autor nie udostępnia danych, które pozwoliłyby na wykonanie montażu płytki w profesjonalnej firmie, w tym kompletu plików Gerbera. Jeśli więc zdecydujesz się na wykonanie opisanego balansera, pozostaje Ci tylko żmudne lutowanie pojedynczych elementów SMD, w tym naprawdę miniaturowych rezystorów o rozmiarze 0603.

Żadna z części SMD nie jest szczególnie trudna do montażu, chociaż mniejsze sześciostykowe elementy w obudowach SOT-363 należą do tych trudniejszych, wraz z układami scalonymi w obudowach QSOP-16, które mają styki położone dość blisko siebie. Wreszcie, transformatory mogą stanowić pewne wyzwanie w tworzeniu dobrych połączeń lutowanych ze względu na ich wysoką masę termiczną. Jednak przy odrobinie ostrożności płytkę PCB można zmontować ręcznie.

Budowa

Wysokowydajny balanser akumulatorów jest zbudowany na czterowarstwowej płytce drukowanej o kodzie 14102211 i wymiarach 108×80 mm.

Szczegółowe informacje na temat tego, które części gdzie się znajdują, znajdziesz na schematach montażowych PCB. Sugerujemy rozpoczęcie montażu od lutowania elementów SMD na spodzie płytki, następnie elementów SMD na górnej stronie, a na końcu elementów przewlekanych.

Jak wspomniano wcześniej, możesz użyć różnych metod montażu, w tym lutowania rozpływowego (patrz wzmiankę powyżej) lub lutowania ręcznego. Opiszemy metodę lutowania ręcznego, ponieważ wymaga ona najmniejszej liczby specjalistycznych narzędzi z listy wymienionych powyżej.

Generalnie, procedura polega na umieszczeniu każdej części (z prawidłową orientacją dla części spolaryzowanych, czyli prawie wszystkich układów scalonych, diod i MOSFET-ów) i przylutowaniu jednego wyprowadzenia. Następnie sprawdzasz wyrównanie pozostałych styków i ponownie pozycjonujesz część, topiąc lut i delikatnie poruszając elementem, jeśli nie jest idealnie wyrównany z polami lutowniczymi. Po wyrównaniu dobrym pomysłem jest dodanie pasty topnikowej do wszystkich styków, ponieważ znacznie zmniejsza to ryzyko pojawienia się „zimnych lutów”.

Następnie lutujesz pozostałe końcówki, odświeżasz początkowo przylutowany styk (jeśli dodałeś pastę topnikową, wystarczy dotknąć go grotem lutownicy), a następnie używasz miedzianej plecionki lutowniczej i topnika, aby usunąć wszelkie mostki, które mogły się utworzyć

Kolejność umieszczania komponentów nie jest krytyczna, ale uważamy, że najlepiej jest umieścić najtrudniejsze do montażu części po każdej stronie, aby nie musieć mieć do czynienia z sąsiednimi komponentami, które mogłyby przeszkadzać przy tej odpowiedzialnej czynności. Poniższa procedura wykorzystuje tę metodę.

Należy pamiętać, że rezystory SMD są zwykle oznaczone małym kodem na górze, który wskazuje wartość (np. 47 kΩ=473 [47×10³] lub 4702 [470×10²]). Aby zobaczyć te oznaczenia, prawdopodobnie będziesz musiał użyć lupy. Kondensatory ceramiczne SMD są zazwyczaj nieoznaczone, dlatego bardzo uważaj, aby ich nie pomylić.

Na koniec pamiętaj, że większość używanych elementów półprzewodnikowych jest wrażliwa na wyładowania elektrostatyczne (ESD) – szczególnie te w mniejszych obudowach. Dlatego podczas manipulowania nimi unikaj dotykania ich styków.

Uziemiony antystatyczny pasek na nadgarstek zwykle zapewnia bezpieczną pracę z takimi elementami, istnieją też inne możliwości zapewnienia bezpieczeństwa ESD.

Aby przeczytać ten artykuł kup e-wydanie
Kup teraz
Firma:
Tematyka materiału: WYSOKOPRĄDOWY BALANSER AKUMULATORÓW, PRAWIDŁOWE ZRÓWNOWAŻONE ŁADOWANIE AKUMULATORÓW, ZAPOBIEGANIE USZKODZENIOM POJEDYNCZYCH OGNIW, TRANSFER ŁADUNKU MIĘDZY OGNIWAMI, CZTEROKANAŁOWY BALANSER AKUMULATORA, POMIAR NAPIĘCIA, ATSAML10E16A-AUT, ISO7041, BUK9Y4R8-60E, N-MOSFET, BUK9Y8R5-80E, UM6K34N, UM6K31N, BUK9Y14-80E, BUK9Y1R3-40H, BUK9Y12-40E
AUTOR
Źródło
Elektronika dla Wszystkich styczeń 2024
Udostępnij
Zobacz wszystkie quizy
Quiz weekendowy
Edukacja
1/10 Jak działa rezystor LDR?
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"