請問鋰電池保護板要如何解除電流限流保護?只要過充過放...

windowsdtr

想請問各位前輩，因為家裡原本的老舊型手持吸塵器電池老化

拆開後發現是1.2V*3顆串聯

所以拿之前Dyson V8拆下的20700電池兩顆並聯供電4.2V

原本NiMH充電器也已經改成鋰電池單串專用的恆流恆壓充電器(變壓器型4.2V 3A)

照理說用了鋰電池專用充電器，是不怕過充的問題

而吸塵器裡面原本3.6V供電的Johnson馬達用Dyson原廠的20700電池供電電流(原廠數據工作電流為30A)應該綽綽有餘

剩下就只怕過放電問題!!

但看到單顆保護板，都是集過充過放+限流保護於一張.....

買了一張10A限流的裝上，果不其然，一開馬達抖一下就停(保護板啟動保護....)

保護板我看國外有人把某個電阻取消，就能單純只保護過充過放，限流與短路就被取消

想請問有前輩能指導一下嗎?!

BMS1S

gsm7

動力鋰電規格是 10C 放電，故以常見的 18650 來說理論是 30A，更大粒的會更多。
保護板可以找到 20A 的，印象中好像也有看過 30A  的，不過很少，一般有也是多串型的。

鋰電池 (或鉛酸這類的) 短路的話會因為電流巨大燒起來，別想去消取保護這東西。
使用上的兩大原則：不要改裝，不要裸用，鋰電其實是不定時炸彈。

並聯多組 10A 的電池使用亦是解決的方法之一。

tonysun

保護板是用MOS在做電流開關，10A保護板用的MOS可以耐10A，但應該耐不了30A，因此，除了改電流偵測的相關元件之外，最重要的還是要換MOS

upchome

可以試一試緩起動電路。



當然電壓低，Q1、R1~R3數值可能要重新設計選用。或改用繼電器等...。

duke83

原廠設計是 30A 的電流量，您應該買 30A 以上（40A）的保護板，沒有保護板的線路圖與相關經驗的人不要亂改，所以是要換保護板而不是修改保護板。

windowsdtr

duke83 發表於 2020-11-18 09:10 AM
原廠設計是 30A 的電流量，您應該買 30A 以上（40A）的保護板，沒有保護板的線路圖與相關經驗的人不要亂改 ...

但是單顆鋰電池30A我還真沒看過有這大小電流的保護板......
原本想說，還是可以用2串30A的保護板，但只接1顆做保護不知道可行嗎?! 但這樣他的充電低壓下限會高於單顆電壓對吧.....

windowsdtr

如果我將兩個保護板並聯後，是否也會讓保護電流累加從10A變20A呢?

tonysun

並聯電路上，各路的電流與各路的電阻成反比

元件及保護板本身實際電阻會略有不同，因此，並聯各路的電流會有些不太平衡，只要電流偏小的那路先切斷，其他各路分到的電流將立即增大，也會隨後切斷。有可能並聯 3 組(如果平衡好的話) 到 4 組 可用。


至於多串的，只裝一顆應該不能工作，電壓就不夠了(電池電壓太低不就要開啟保護嗎)，但如果對方是研發製造商，可以諮詢一下如何改接給一顆使用。如有電路圖，也可以貼上來討論。

duke83

windowsdtr 發表於 2020-11-18 01:47 PM
但是單顆鋰電池30A我還真沒看過有這大小電流的保護板......
原本想說，還是可以用2串30A的保護板，但只接 ...

怎麼會沒有，找東西又不是只有台灣網拍。


隨便找就一個，更大的也有。

windowsdtr

duke83 發表於 2020-11-18 03:55 PM
怎麼會沒有，找東西又不是只有台灣網拍。

您誤會了! 我是兩顆併聯(增加電量)並非2串的~~
單顆我目前淘寶有找到24A的，但是問題是目前雙11剛過，集運很多都爆倉了~~
台灣的大多是鋰鐵用的....

windowsdtr

tonysun 發表於 2020-11-18 02:29 PM
並聯電路上，各路的電流與各路的電阻成反比

元件及保護板本身實際電阻會略有不同，因此，並聯各路的電流會 ...

感謝您，所以理論上，照我的想法，一片限流10A的保護板，我是可以併聯兩張變20A甚至三張30A使用的對吧?!

duke83

windowsdtr 發表於 2020-11-18 05:17 PM
您誤會了! 我是兩顆併聯(增加電量)並非2串的~~
單顆我目前淘寶有找到24A的，但是問題是目前雙11剛過，集 ...

有需要的話還是得買，爆倉就爆倉早買早到手。
單節一串 1S 的保護板目前只看到 25A 的，要更大只有自己做了。
也可以用此片來自行擴充增加 MOS 的數量（要同型號最好有配過對）以達到更高的電流。


沒有人在並聯保護板來增加電流量，MOS 可以多顆並聯一直到上百安培都可以但是只能有一個控制電路。
控制 IC 隨時在偵測電壓與電流來控制 MOS 的開關動作，沒有人能保證這控制 IC 的控制誤差都是絲毫不差。
您用幾片 10A 保護板來並聯使用就會變成某一片先到 10A 時先跳，接著第二片也跟著跳直到全部跳開。

鋰鐵用的線路都一樣應該只是差別在控制 IC 。


這個保護板的電路可能就是這個http://www.benzobattery.com/blog/Benzo-Energy-Ufine-Technical-engineers-talk-you-something-about-the-protection-circuit-board/
有電路分析與電流限制的計算，只要改變某顆電阻就能達成想要的電流量，先決條件是 MOS 的數量要足夠。

windowsdtr

duke83 發表於 2020-11-18 05:58 PM
有需要的話還是得買，爆倉就爆倉早買早到手。
單節一串 1S 的保護板目前只看到 25A 的，要更大只有自己做 ...

謝謝您精闢的解說!!
因為我看往拍很多這種保護板，都強調可併聯....
才想說該不會可以用併聯的方法來增加限流的A數?!
另外就我知道的好像淘寶買保護板，藍色版的大多是鋰鐵，綠色版大多是鋰聚合用的
您PO的這個樣式，我昨天有看到!! 只是台灣好像都只有進鋰鐵用的.....

至於您說的MOS要怎麼增加我得再花點時間研究看看.....
只是想到，如果他設計就是24A用，這樣我就算增加MOS增加電流，但版上銅電路會不會過熱燒掉?!

SIMON1016

< 免責聲明 :  純電路技術討論, 不負責財產人身安全 >

1.試過 鋰電池直驅  能動嗎  
   先驗證電池能力

2.一樓照片的保護板  控制芯片標示: 3K5B  
hycontek 紘康科技的 HY2113-KA5B
http://www.zrsc-ic.com/Data/zrsc ... 13/DS-HY2113_SC.pdf


IC  HY2113  第2腳 是接CS 電阻
就是一樓照片標示[102] 的1K歐姆電阻  
電阻改大==>許可電流增大  ; 反之亦然
試著1K 改成 2K歐姆電阻


3. MOS 是AOD210   2.95~3.9mΩ  @ VGS=4.5V (低壓驅動!! 才能配適電池電壓)
    https://datasheetspdf.com/pdf-fi ... conductors/AOD210/1
   發熱緩就散熱處理
   發熱快就加MOS併接   


   

duke83

windowsdtr 發表於 2020-11-19 10:15 AM
謝謝您精闢的解說!!
因為我看往拍很多這種保護板，都強調可併聯....
才想說該不會可以用併聯的方法來增加 ...

您去買一片 25A 的回來拆掉幾顆 MOS 看線路後就知道是怎麼並聯的，MOS 並聯除了可以多顆分流增加總電流量，還能降低導通電阻，最主要的是能降低接合熱阻將熱量平均分散掉。

PCB 承受的電流有軟體或網頁可以算，PCB 選用 2 OZ 厚的銅箔也會增加，有 Layout 過是大電流的線路也會知道該怎麼做，最簡單的方法就是抄板。
大面積鋪銅是基本功也可以兩面都同時來跑同一路電流再用許多貫孔來連結兩面，只要阻抗夠低溫昇也會很有限，甚至 PCB 上頭再焊上裸銅線或銅匯流排都可以。

下面這是我們在玩的 RC 模型用的電變器 ESC， 小小一顆已經達到 200A 這等級了，人家用了六層 4ˋOZ 的玻纖板。


下面這個是我常在修的，號稱也有 120A，故障原因都是燒 MOS，多顆並聯使用如果配對不好就很快下課。
一片就有這麼多顆，就是推挽三相式的線路。


還是並聯的四層電路板，三層是純 MOS 管（就是上圖），控制電路在最上面是另外獨立的一層。

windowsdtr

SIMON1016 發表於 2020-11-19 10:17 AM
< 免責聲明 :  純電路技術討論, 不負責財產人身安全 >

1.試過 鋰電池直驅  能動嗎  

謝謝您!!
1. 目前我就是先以不裝保護板來驅動，確定是可以驅動的!!

其實我認為以兩顆併聯的鋰電池去驅動吸塵器的3.6V馬達來講，

因為單顆電池不需要平衡電路，

高壓保護應該只有充電時會需要，但因為也用了裡電池充電用的變壓器(電壓到達4.2V停止)

所以只怕馬達已經把電池電壓用到低於2.4V還是不停，就會傻傻的繼續用，導致電池損壞!

這樣評估起來應該只要有低壓保護就夠，其他的平衡、限電流，防充過高壓，這些應該不需要的...
可惜小弟資質愚鈍....是商科出身...會玩到電池純屬興趣....只能買現成的東西拼湊而已!!


另外請問，您說的MOS併聯是像我圖片這樣接嗎?

MOS併聯

假設只併聯MOS，不增加您說的那顆電阻，還是一樣沒有效果對吧!

再次感謝前輩願意不吝指導

windowsdtr

duke83 發表於 2020-11-20 12:10 AM
您去買一片 25A 的回來拆掉幾顆 MOS 看線路後就知道是怎麼並聯的，MOS 並聯除了可以多顆分流增加總電流量 ...

前輩這個太專業了XD
抄板這對小弟來講還太遠~隨便畫畫簡單的圖請人幫忙洗還可以....

請問您，MOS如果要匹配，是用三用電表看電阻嗎還是用內阻儀看呢

SIMON1016

只併聯MOS，不改CS那顆電阻，是有  最好的效果  (除了$$之外 也略為費心力)
改CS那顆電阻，是偷懶+省錢  但安全防護低 的折衷想法，所以加註要評估發熱問題
發熱問題的主動控制 就是MOS內阻降低  除了換更低內阻的MOS 不然就併連降內阻

  1樓板子的MOS AOD210 內阻已經很低 2.95~3.9mΩ  @ VGS=4.5V 低壓驅動
    ....你能不能買到 正確需求也是一挑戰   必須在規格欄位 Rds  看到 xxx mΩ   @ VGS=4.5V

  錯誤例子: 以露天販售  (連結裡有規格)
  INFINEON IPB120N08S4-03 ) TO263(N-CH) 80V 120A 2.8mΩ
      https://www.ruten.com.tw/item/show?21912418831651
  AOS AON6160 ) DFN5x6 (N-CH) 60V 100A 1.58mΩ
      https://www.ruten.com.tw/item/show?22013381779621

  多半會很慘  因為規格欄位 Rds  看到 1.58 ~ 2.8mΩ mΩ   
  數據很美好 但是  @ VGS=10V  沒有標示低壓條件   
  
  以下這個有機會但是封裝不對
  TOSHIBA TPH1R306PL  SOP-8 (N-CH) 60V 100A 1.34mΩ
  https://www.ruten.com.tw/item/show?21907855092402
  
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併聯MOS   樓上照片 無法置評  重點沒出來  所有D極要散熱
我會剪銅片基板 疊上去...看人腦洞創意

duke83

windowsdtr 發表於 2020-11-20 02:54 PM
前輩這個太專業了XD
抄板這對小弟來講還太遠~隨便畫畫簡單的圖請人幫忙洗還可以....

你現在的重點是要先拿到鋰電 30A 保護板來測試是否能用，上面的 MOS 數量已經是 10A 板的三倍理論上 30A 是沒問題。
如長時間測試會跳開或發熱大再來想辦法改善，例如增加 MOS 數量，要自行增加 MOS ㄧ定要選用相同編號才能並聯使用，並聯的結構有許多方式例如我前面貼的 ESC 變速器結構，想要多少安培都不是問題。

現在先不說 MOS 並聯的方式與技巧，如真有需要改裝增加時再來討論。
先說 MOS 的匹配有兩種方式，第一種稱為動態曲線測試需用半導體曲線掃描儀來觀看電壓與電流的曲線圖，第二種稱為靜態測試就是加上固定偏壓再挑電壓電流數值接近者，我也是常用這種方式來挑晶體，只要有麵包板 RG RD 兩顆電阻再一台電表，測試條件盡量接近實際使用條件測到的數值再寫在晶體上，一般都要買上幾十或上百顆才容易挑到數值接近的那幾顆。

jerrykan

30A滿大的電流~有個疑問~這麼大的電流那裡電池的內阻要非常低才行
,如 3.6V / 30A = 0.12 Ohm
那裡電池是不是也要挑選過的能放大電流的才行呢?

duke83

jerrykan 發表於 2020-11-20 10:28 PM
30A滿大的電流~有個疑問~這麼大的電流那裡電池的內阻要非常低才行
,如 3.6V / 30A = 0.12 Ohm
那裡電池是不 ...

現在有些動力用單顆鋰電池的內阻可以低到約十幾毫歐姆常見的 18650 約三十幾毫歐姆，所以這已經不是問題了。

robotai

SIMON1016 發表於 2020-11-19 10:17 AM
< 免責聲明 :  純電路技術討論, 不負責財產人身安全 >

1.試過 鋰電池直驅  能動嗎  

R2不是限流電阻啦。

電流偵測是靠兩個MOS的內阻來做的，當電流經過兩個MOS的內阻，產生跟地的壓差超過VDIP，就是過電流，R2只是把這壓差連結CS腳而已，調整R2不會有效果的。

要取消電流偵測，就直接把R2直接改成連接第2腳(CS)到第6腳(VSS)，這樣CS腳的電壓就會永遠是0，這樣就不會有過電流保護機制了。但是這樣也會同時取消過電流充電的保護，因為都是一樣用CS腳來偵測的。較正確的改法是直接把MOS多並聯幾棵上去才是正解，但是焊接比較麻煩

***注意*** 鋰電池是高危險物品，任何改動都有高危險存在喔

windowsdtr

jerrykan 發表於 2020-11-20 10:28 PM
30A滿大的電流~有個疑問~這麼大的電流那裡電池的內阻要非常低才行
,如 3.6V / 30A = 0.12 Ohm
那裡電池是不 ...

我的電池是Dyson v8吸塵器中原廠拆的電池INR-20700A，內阻配對過的

SIMON1016

robotai 發表於 2020-11-20 11:06 PM
R2不是限流電阻啦。

電流偵測是靠兩個MOS的內阻來做的，當電流經過兩個MOS的內阻，產生跟地的壓差超過VD ...

哪裡寫說 [限流電阻] ?   

說R2他 CS電阻 也只是因為 接在 CS 腳上   
是個分壓用  
細寫很累而已

改 R2 有沒有用   我還是堅持  有點用  畢竟是分壓
這有點用的餘裕量   若有機會總是要拚一下  

robotai

SIMON1016 發表於 2020-11-21 12:12 AM
哪裡寫說 [限流電阻] ?   

說R2他 CS電阻 也只是因為 接在 CS 腳上   

ㄜ，好吧。你要這樣認為我就沒話說了，確實1KΩ跟CS腳的輸入電阻幾十MΩ也是有分壓效果的，呵呵。

另一個常用的保護IC DW01有比較多一點的說明，可以參考看看


我是有自己改過啦，不過要改的人，風險請自負

SIMON1016

robotai 發表於 2020-11-21 12:52 AM
ㄜ，好吧。你要這樣認為我就沒話說了，確實1KΩ跟CS腳的輸入電阻幾十MΩ也是有分壓效果的，呵呵。

另一 ...

我是沒有碰過這種 IC   資料也只是翻看電路部分  文字解說沒看
我光靠推想是不夠的  依你有實作為準  謝謝了