Электронная нагрузка - тестер аккумуляторов, EBC-A40L от ZKEtech

Примерно год назад, в одном из обзоров электронных нагрузок производства ZKEtech я писал, что хочу прикупить еще пару и вот недавно я купил и получил одну из них, рассчитанную на максимальный ток в линейке устройств от этой фирмы.
Осмотр, немножко тестов и конечно выводы.



Думаю многие знают, что я тестирую много разнообразных аккумуляторов, делаю это по большому счету просто «для души», ну или в качестве хобби, так как не приносит прибыли, а даже скорее наоборот. Поначалу обходился нагрузкой с током до 10А, потом её перестало хватать, добавил еще пару, более универсальную EBC-A10H и относительно высокотоковую EBC-A20, но для проведения тестов при токах 30А все равно приходилось возвращаться к своей основной, собранной много лет назад. Она конечно мне нравится и по своему удобна, но имеет два больших недостатка, не измеряет емкость в Втч, а кроме того не имеет ПО и соответственно нельзя построить разрядную кривую. Кроме того у неё двухпроводное (формально трехпроводное) подключение,

Обзоры
EBC-A10 и её доработка.
EBC-A10H
EBC-A20
USB адаптер

Собственно чтобы можно было тестировать большим током и попутно строить комплексные графики и была куплена данная нагрузка.
Небольшое уточнение — данное устройство, а также перечисленные выше EBC-A10, EBC-A10H и EBC-A20 являются именно тестерами батарей, так как умеют выступать не только в роли нагрузки, а и в качестве зарядного устройства, потому производят полный цикл тестирования вплоть до ресурсных тестов, где можно задавать циклические режимы заряд/разряд. Нагрузками я их называю не более чем для упрощения.

Стоит наверное сказать, что данная нагрузка самая высокотоковая на данный момент, так как у них раньше была версия на 100А, но к сожалению она больше не выпускается :(
На фото старый вариант A40L, но 100А внешне выглядела точно также.


Покупалась нагрузка на Таобао и в этом процессе мне помог один из моих постоянных читателей, за что ему большое спасибо. Общая стоимость с учетом всех расходов составила около 140 долларов.

Когда мне в отделении Мист экспресс выдали мою коробочку, то я был немного даже удивлен, ожидал что она будет примерно раза в два меньше, потому пришлось нести её в том пакете, в котором мне и отдали.
Упакована просто на 5 баллов, куча слоев всяких амортизирующих прокладок, причем как оказалось, коробка была не перевозчика, а именно производителя, с соответствующим названием.


Технические характеристики только на китайском, но если вкратце, то:
Максимальное входное напряжение — 5 вольт
Точность измерения напряжения — 0.2% ±0.003В
Диапазон токов нагрузки — 0.1-40А
Диапазон токов заряда — 0.1-40А
Точность измерения тока — 0.2% ±0.01А
Максимальная рассеиваемая мощность — 200Вт
Режимы работы — CC, CP, CV
Масса — 5.4кг

Выше указано, что поддерживаются три режима работы, при этом CV это не режим работы нагрузки, а режим заряда аккумулятора.



Вот честно, когда я много раз смотрел на её фото у продавцов, то никогда не думал что она настолько большая, по всем фотографиям было ощущение, что её размеры меньше раза в полтора.
Но вот дизайн немного непривычный, чем-то напоминает технику 50-60х годов.


Также в комплекте было несколько пакетов с дополнениями и небольшая бумажка, которая лежала сверху, что кстати тоже добавило вес.


1. Розовая бумажка — перечень содержимого упаковки с серийным номером (насколько я понял).
2. Инструкция и гарантийная карта, в моем случае полностью бесполезная, также как и инструкция.
3. Кабель питания, не менее бесполезен чем инструкция, благо заменяется обычным «компьютерным».
4. Кабель с USB-UART конвертером, ничего необычного, такой же шел в комплекте к EBC-A10H


Также дали комплект проводов для подключения к аккумуляторам и выглядит этот комплект достаточно грозно.


1. Крокодилы для подключения силовой цепи судя по всему такие же, как используюсь для подключения к автомобильным аккумуляторам и это накладывает свои особенности так как подключиться к обычному 18650 аккумуляторы ими невозможно.
2. Крокодилы для подключения входа измерения напряжения существенно меньше и в отличие от комплекта проводов к EBC-A20 они изначально отделены.
3. Провода очень мягкие, в силиконовой изоляции, заявлено 10AWG (5.26мм.кв) с максимальной температурой до 200 градусов.
4. Подключение при помощи пятиконтактных «авиационных» разъемов, соответственно один контакт под измерение напряжения и четыре под силовую часть.


Изначально провода рассчитаны на подключение к аккумуляторам с клеммами, но в моем случае будет использоваться держатель, потому скорее всего куплю для этого пару таких же разъемов и сделаю подключение без комплектных проводов.


За корпус также пять баллов, мало того что он изготовлен из очень толстого металла, так еще и покрашен весьма качественно.
Сверху имеется ручка для переноски, что совсем не лишнее.


1, 2. Подключение, управление и индикация полностью идентичны нагрузке EBC-A20, четыре кнопки, 1602 дисплей и пара разъемов, описывать не вижу смысла так как я это уже делал.
3. Сзади 120мм вентилятор, разъем подключения питания совмещенный с выключателем и разъем для подключения к компьютеру.
4. Имеется и гарантийная пломба, но как я писал выше, в моем случае полностью бесполезная.


Вентиляционных отверстий много, да и сам вентилятор довольно производительный.


Сбоку есть наклеечка с указанием названия модели, датой выпуска, серийным номером и т.д.
Сверху также есть наклейка, но я её сфотографировал за оригинальное написание слова — температура :)


А вот внутри неожиданно пусто, мне кажется, что в таком огромном корпусе можно было запросто сделать нагрузку раза в два мощнее, например не на 5 Вольт 40А, а на 10 вольт 40А.


Блок питания 5 вольт 60А и насчет этого скажу отдельно. Изначально просил продать без блока питания, как минимум потому, что он мало того что он имеет лишний вес и цену, а и потому, что дома два подобных БП, но Минвелл. Продавец не захотел, жаль.
На ютубе видел видео, где человек получил подобную нагрузку с поломанным вентилятором, скажу честно, я не представляю как его можно было сломать в процессе перевозки, возможно ему просто «повезло». Вентилятор стандартный 120х25мм.


Все провода аккуратно обжаты и разделены по цветам, провода к разъему ПК также изолированы.


Радиатор изготовлен из такого же профиля как и у EBC-A10H, только немного больше. На радиаторе закреплена плата повышающего преобразователя, питается от 5 вольт, на выход выдает 12 для питания реле и вентилятора.
Зная «надежность» подобных плат рекомендую перед ней поставить предохранитель.


За коммутацию силового питания 5 вольт для зарядного отвечают два реле, в первой версии EBC-A10 которая была у меня, таких реле не было и при подаче питания она давала напряжение на выход и если там был подключен аккумулятор, то не могла корректно стартовать и пыталась зарядить этот аккумулятор до 5-6 вольт. В последующих версиях косяк был исправлен путем установки реле.
Кроме того здесь производитель установил два реле разделив таким образом нагрузку на них, реле срабатывают синхронно, а разделение скорее всего сделано для балансировки токов по контактам реле. Но плюс еще и за то, что сами реле стоят с запасом, на 40А.

Реле срабатывают как при заряде, так и при разряде, вентилятор судя по всем подключен параллельно их питанию потому как включается синхронно, выключается в зависимости от температуры, если не сработал термовыключатель, то через несколько секунд, если сработал, то после его остывания.


Силовой модуль, сюда выведены четыре транзистора нагрузки и четыре транзистора зарядного устройства. Да, вам не показалось, зарядное устройство линейное, а не импульсное!
Изначально я думал что применена активная балансировка токов по транзисторам, но оказалось что куча шунтов установленных около каждого транзистора просто для пассивной балансировки. Кроме того от каждого транзистора идет свой провод, что также является пассивным «балансиром».


1. Транзисторы нагрузки как и ранее — IRFP250M, транзисторы зарядного — P-канальные IRF4905. По большому счету такой вариант вполне оправдан, но в случае заряда максимальным током аккумуляторов с очень малым напряжением им может быть тяжеловато, хотя сейчас вряд ли кто использует такие аккумуляторы.
2. Соответственно 8 балансировочных низкоомных сопротивлений.
3. Слева есть термореле, включающее вентилятор на максимальную мощность при нагреве радиатора более 50 градусов, в штатном режиме он запускается на 50% мощности после включения режима заряда или разряда.
4. А вот то, что я изначально принял за операционные усилители системы активной балансировки тока оказалось оптронами гальванической развязки подключения к компьютеру.


Поначалу может показаться странным применение гальванической развязки, тем более что она чаще нужна там, где тестируют не только аккумуляторы, а и блоки питания, но тому есть свое логическое объяснение.
Дело в том, что производитель выпускает плату сопряжения позволяющую объединить до 8 нагрузок EBC-A40L и EBC-B20H в группу управляемую ПО от EBC-X, а там скорее всего и нужна гальваническая развязка каналов управления.


Выглядит подобный стенд примерно так.


А так выглядит ПО управления


Но я хочу купить просто восьмиканальную нагрузку EBC-X, в которую уже встроена соответствующая плата.


Токоизмерительный шунт 40А 75мВ, смотрится очень брутально. У шунта указан класс точности 0.5, что не совсем сходится с заявленным 0.2% указанными в описании.


Плату управления описывать смысла нет, она идентична платам управления всех остальных нагрузок.


Контакты в разъемах также подключены отдельными контактами что в свою очередь немного балансирует токи на них, но вот разъемы затянуты слабо, один пришлось подтягивать, что делать в собранном виде крайне неудобно.


А теперь немножко тестов, для начала проверка точности задания тока нагрузки, в качестве источника подключен аккумулятор который имеет максимальный длительный ток разряда 55А, потому даже моей новой нагрузки для него мало…


Проверка проходила по девяти точкам — 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 5, 7.5, 10 и 12.5А, хотелось бы больше, но токовыми клещами такое измерять не имеет смысла так как их погрешность по определению будет выше, чем прямой метод измерения на шунте, а мой тестер имеет максимум всего 10А и даже 12.5А это уже режим перегрузки.

В описании была заявлена погрешность до 0.2% ±0.01А, соответственно даже просто 0.2% при 40А это ± 80мА, а с учетом дополнительной погрешности 0.01А получаем что допускается разброс ±90мА.

Реально все вписалось в заявленные значения, максимальная разница была при токе 12.5А, около 70мА, но я думаю что путем дополнительной калибровки можно улучшить результат.


В режима заряда точность была чуть чуть выше. Конечно можно сказать, что шунт-то один, но нет, шунт один, но полярность разная и запросто можно было получить околонулевую погрешность при разряде и двойную при заряде.


Для проверки точности измерения напряжения в качестве источника использовался лабораторный блок питания, а сравнивал я показания с моим основным мультиметром.
Заявлено 0.2% ±0.003В, что при 5 вольт дает разброс ±0.01+0.003=0.013В или 13мВ.
Реально я получил разброс от 2мВ при малых напряжениях и до 7мВ при максимальном. Попутно выяснилось, что максимальное напряжение не 5, а 4.9В, если хоть немного его превысить, высвечивается уведомление, работа нагрузки при этом блокируется пока напряжение не будет снижено.


Но мне этого показалось мало, потому я зашел в меню калибровки и буквально несколькими кликами откалибровал его, при этом я бы не рекомендовал этого делать если у вас нет прибора с соответствующим классом точности.
Принцип калибровки прост, выставляем на входе некое напряжение, измеряем его точным прибором и в поле со значениями вводим это реальное измеренное напряжение. Калибровка производится по двум точкам, например 1 и 4.5В.


После этого я получил точность измерения (и задания) напряжения сопоставимую с моим мультиметром.


Температурный режим сам по себе мне был не так интересен как баланс мощности по каналам (если так можно выразиться), т.е. насколько правильно распределяется ток по транзисторам нагрузки и зарядного.
Тестирование проходило в открытом корпусе, что ухудшило охлаждение, потому считаю данный тест относительно корректным и в плане температуры.

В качестве подопытного выступал аккумулятор, который можно током 30А не только разряжать, а и заряжать.


Запустил разряд при токе нагрузки 30А, мощность на начальном этапе 86Вт, тест занял примерно 11 минут, случайно остановил тест чуть раньше, реально аккумулятор отдает больше.


На первых же термофото было видно, что основная нагрузка приходится на третий транзистор, при этом первый наиболее холодный, но возможно его частично охлаждал работающий вентилятор даже в открытом корпусе.
Через 11 минут теста максимальная температура также была у третьего транзистора и она составляла 65 градусов.


Термодатчик сработал при температуре 50-52 градуса, температура проводов к концу теста составляла всего 34 градуса, что говорит о вполне реальных 5мм.кв, температура аккумулятора была 66 градусов, что очень даже неплохо для такого режима разряда,


Я волновался о том что из-за большой длины проводов, кучи паразитных сопротивлений и контактов нагрузка не сможет обеспечить ток нагрузки 40А при напряжении в 2В, но мои опасения были напрасны, даже с проводами, держателем и пр. она без проблем работает при 40А токе и 2В напряжении на элементе.


Вторым тестом шел режим заряда. Аккумулятор предварительно был полностью разряжен и задан ток заряда 30А.
1. На начальном этапе мощность отдаваемая аккумулятору составила 105Вт
2. Максимально отдавалось около 109-110Вт, дальше заряд перешел в фазу CV.
3. Через 10 минут после начала заряда ток упал до 25А.
4. Ну а еще через 7 минут заряд был окончен, итого весь процесс занял около 17 минут.


Здесь больше всего грелся второй транзистор, максимальная температура почти 60 градусов, потом ток заряда начал снижаться так как заряд перешел в фазу CV, температура падала и тестировать больше было неинтересно.


Когда смотрел характеристики данной нагрузки, то встречал в интернете неоднозначную информацию, где-то писали что максимальный ток заряда 30А, где-то что 35, сам же производитель указывает ток разряда.
Моя проверка показала, что реально можно заряжать токами до 40А, тест был кратковременным так как аккумулятор на такое не рассчитан, но мне было достаточно чтобы быть уверенным насчет этого значения.
Но здесь надо сделать оговорку, напряжение окончания заряда будет зависеть от тока заряда и длины проводов, потому я думаю что максимально с таким током можно заряжать только до 4-4.2В, дальше ток заряда будет снижаться.


Нагрузка управляется тем же ПО что и все остальные, потому описывать его нет смысла, по сути это та же EBC-A20, только с увеличенным током и меньшим диапазоном входного напряжения. Соответственно у неё также нет режима автотеста, а только ручной тест и работа по программе.


Видеодополнение к обзору.
В описании к видео ссылки на другие обзоры нагрузок.


Выводы как всегда делятся на хорошее и плохое.
Начну с хорошего, работает отлично, заявленным параметрам соответствует, а кроме того есть возможность калибровки. Также плюс за качественный корпус, хоть и несколько старомодного дизайна. В отличие от остальных имеется возможность объединения в группу при покупке соответствующего адаптера.

Не обошлось и без недостатков. Нет защиты от переполюсовки, потому лучше поставить предохранитель по силовой цепи, также нет предохранителя по цепи питания повышающего преобразователя. Нет балансировки токов по каналам, но здесь производитель применил пассивную балансировку, что немного улучшает ситуацию.
Конструктивно вроде все неплохо, но корпус спокойно можно было уменьшить раза в полтора-два, а кроме того он очень длинный, 350мм без учета разъемов, потому использовать не всегда удобно.
Разъемы передней панели закреплены плохо, затягивать тяжело, ну и у меня примерно через пару дней залипла кнопка включения, потом она пришла в норму, но как говорится — осадочек остался.

По поводу покупки нашел на Алиэкспресс эту нагрузку за $134 + 20 за доставку, что весьма неплохо, у того же продавца есть и указанные выше A10H и A20.

На этом у меня все, надеюсь что было интересно, ну а я уже коплю деньги на EBC-X :)

И да, всех кто причастен или только планирует — С Днем Радио!!!