Плата защиты для модернизации аккумуляторов шуруповерта Battery Charger Protection Board

Небольшой фотоотчет о замене ячеек аккумулятора в шуруповерте.
Расскажу, плюсы и минусы, а также про ошибки, которые совершать не надо



Приветствую!
Давно собирался сделать небольшой отзыв о замене «сдохших» Ni-Cd ячеек в аккумуляторе шуруповерта на литиевые.
Моя старая аккумуляторная дрель-шуруповерт Интерскол успешно трудилась до настоящего момента на протяжении многих лет, помогая в многочисленных ремонтах и по хозяйству. Но постепенно аккумуляторы устали. А конкретно – исчерпался ресурс обоих комплектных аккумуляторов. Некоторые ячейки покрылись солью, за что и были дисквалифицированных из состава батареи. Переделку я осуществлял примерно полгода назад, АКБ заказывал по одной из ссылок с PlusPda, с распродажи (обычные элементы недорогие 18650, лучше заказывать элементы с током около 25-30А, ссылки есть в комментариях ниже). Заказывал комплектом 4 шт., так как родные АКБ на 14.4В. И было два варианта: делать 4S или 3S. Первый чреват выходом из строя элементов шуруповерта, а второй – низким напряжением, и как вследствие большим током на контактах двигателя (и перегревом). Далее, была приобретена плата защиты ячеек BMS (ссылка), одна из самых простых на чипе 8254A.

Так вот. Плату 5А я крайне не рекомендую. Подходит она для конверсии р/у моделек и прочих игрушек с никеля или щелочных батареек на литиевые, а 5А вполне хватает для коллекторных моторов. А вот для шуруповерта я ее зря купил.
В следствие низкого рабочего тока маленькой платы срабатывает защита превышения тока от шуруповерта при превышении нагрузки. То есть при застревании сверла либо при срабатывании муфты. Практически сразу же после начала работы аккумулятор отключается — срабатывала отсечка.

Итак, наконец-то появилось время доработать свой «косяк», по замене старой маленькой платы защиты на предварительно заказанную новую плату защиты 3S Li-ion Lithium Battery Charger Protection Board 10.8V/11.1V/12.6V 30A Overcharge/Over-discharge/Overcurrent/Short-circuit Protection. Периодически мониторю акции в разных магазинах типа jd, tomtop, gearbest. В томтопе еще как то коврики были по акции бесплатно за регистрацию. С этого все и началось))

Отвлекся, Ну так вот про плату. На сайте представлены такие фото платы защиты

А вот внешний вид и описание платы

Плата имеет следующие параметры:
— Защитой обеспечиваются три ячейки литиевый элементов по 3,7 (3S)
— Рабочий ток платы до 10А без радиаторов, 15А — с установленным на транзисторы радиатором.
— Пиковый ток до 30А.
— Защита от перезаряда 4.25±0.025V
— Защита от глубокого разряда 2.50±0.08V
— Защита от короткого замыкания или от тока более 30А.
— Рабочая температура 40-85°C
— Односторонний дизайн платы позволяет установить ее на радиатор охлаждения.
— Размеры платы 50 х 22 х 4 мм
Помимо очевидных сторон (защита), наличие платы BMS в аккумуляторе позволяет не выводить наружу балансировочный разъем (для того же IMAX B6).

Теперь про упаковку и посылку. Пришло все в пупырке и в антистатическом запаянном пакете.

«Стриптиз». Достаем плату из антистатической упаковки

Внешний вид. С обратной стороны ничего нет, можно приклеить ее к радиатору

Размеры платы относительно небольшие. Чуть шире, чем один элемент 18650. Отлично поместится в корпусе старой батареи

Контрольные замеры)) Обратите внимание, отсутствуют отверстия крепления под винт

Присутствуют компоненты: чип 8254AA, мосфеты D403, шунт.

Мосфеты D403
Микросхема 8254AA
Схема подключения ячеек к плате

И электрическая схема самой платы (вариант для 4S. Для 3S принципиальных отличий нет)


Начинаем разбирать батарею. По хорошему требуется доработать обе батареи. Оставлю вторую как контрольный образец.

Слева кадмиевая батарея, отслужившая свое, справа — первая попытка замены (с BMS 5A).

Крупный планом сборка с платой защиты на 5А (старая)

Новая плата на 30А так и просится в шуруповерт. Итак, пора приступить к переборке.

Операция простая — отпаять старую (B+, B-, балансировочные B1/B2, и выходы P+, P-). И припаять в том же порядке уже на новую, скрепить сборку (термоклей и синяя изолента).

Силовые провода припаиваю толстым медным проводом. К аккумуляторным элементам либо очень быстро паять (чтобы не нагревалось), либо приваривать лепестки и паяться к лепесткам (предпочтительный вариант).

Балансировочные выводы B1, B2 расположены очень близко, и размеры контактных площадок маленькие, что намекает на малый балансировочный ток.

Аналогично аккуратно припаиваются силовые выходы, которые идут на клеммы батареи шуруповерта.

Собранный пакет из батарей и платы защиты можно упаковать обратно в корпус.


Небольшой тест срабатывания отсечки шуруповерта.

На видео хорошо видно, что защита не срабатывает при фиксации патрона. То есть имитируем нагрузку, вызываем срабатывание муфты. Старая плата сразу же уходила в защиту. Новая — держится молодцом!

В качестве итога скажу, что старая плата защиты на 5А оказалась непригодна для шуруповерта, у меня частенько срабатывала отсечка. После установки платы защиты 3S на 30А работа с шуруповертом стала гораздо приятнее. По ощущениям сборки 3S хватает раза в три дольше, чем аналогичного «родного» аккумулятора, с учетом остаточной емкости (например, вместо 15-20 минут работы Ni-Cd получается 45-60 минут от лития неспешной размеренной работы). А соответственно уже не надо то и дело ставить аккумуляторы на зарядку.

Если что – защита отключается после подачи внешнего питающего напряжения на плату (то есть необходимо установить на зарядку), потребовалось увеличить рабочий ток.

Теперь потребуется доработать блок питания (можно подсмотреть у ув. Kirich способы доработки штатных сзу).
В этом обзоре я останавливаться на зарядке не буду. Комплектуха заказана, еще не вся пришла. По мере переделки БП — опубликую еще обзор, по питанию этой модернизированной батареи. Общий смысл — меняются внутренности в БП, клеммы остаются, батарея заряжается штатно, в своих гнездах. Ниже приведу ссылки на подобные переделки.

И вместо вывода: Со старой платой защиты на 5А частенько срабатывала защита на моем шуруповерте. Мне потребовалось увеличить рабочий ток. С этой целью и была приобретена плата защиты 3S на 30А, батарея перепаяна, потестирована. А старая плата на 5А перекочует в игрушки.



Полезные ресурсы:
Блок питания на 12В (3S)
Еще переделка шуруповерта с переделкой зарядного
Питание от балансира
Обзор переделки от Waldemarik


«Заряжаем правильно» от Kirich

Если плата ушла в защиту — то защита отключается после подачи внешнего питающего напряжения на плату (то есть необходимо установить на зарядку),

Оффтоп: Что такое отсечка можно посмотреть тут, в творчестве Саши Поддубного