ماژول کنترل شارژ و بالانسر 3 سل 20 آمپر

ماژول مدیریت و حفاظت باتری لیتیوم یون 3 سل با جریان 20 آمپر

ماژول BMS سه سل 20 آمپر یک مدار تخصصی مدیریت و حفاظت پک باتری سه‌سلول لیتیوم یون یا لیتیوم پلیمر است که توان تحمل جریان بالا را تا سطح 20 آمپر فراهم می‌کند. این ماژول با بهره‌گیری از قطعات توان‌بالا (از جمله ماسفت‌های موازی، مقاومت شنت R010 و چیپ‌ست‌های SMD دقیق)، برای پروژه‌هایی نظیر دوچرخه و موتورسیکلت برقی، ابزارهای صنعتی، سیستم‌های رباتیک و ذخیره‌سازی انرژی که نیاز به دشارژ و شارژ سنگین و ایمن دارند، طراحی شده است.

برد به طور خاص برای پک‌هایی با مجموع ولتاژ نامی 11.1 ولت (3 × 3.7 ولت) و بیشینه ولتاژ شارژ 12.6 ولت طراحی شده است. روی مدار سه ترمینال میانی (B1 و B2) برای اتصال هر سل تخصصی وجود دارد و مسیرهای B+ و B- برای دریافت و ارسال جریان کل پک باتری استفاده می‌شوند. مسیرهای P+ و P- به عنوان نقطه ورود و خروج به مصرف‌کننده یا شارژر تعریف شده‌اند. این ساختار، حفاظت مستقل برای هر سلول و اطمینان از توزیع صحیح جریان و ولتاژ در پک باتری را تضمین می‌کند.

ماژول  3s 20aافزون بر حفاظت‌های پایه نظیر قطع شارژ در ولتاژ بالای هر سلول (حدود 4.25 ولت)، قطع دشارژ زمانی که هر سلول به محدوده زیر 2.75 ولت می‌رسد، حفاظت جریان لحظه‌ای بالا (Over Current Protection) معمولاً در محدوده 20 تا 35 آمپر، و حفاظت قطع سریع در اتصال کوتاه تا جریان‌های 40 آمپر را ارائه می‌دهد. چیپست کنترل مرکزی (رایج‌ترین حالت DW01 یا معادل‌های صنعتی) به همراه دو یا چند ماسفت موازی (با ظرفیت تخلیه و هدایت حرارتی بالا)، علاوه بر حفاظت مستمر، کمترین افت ولتاژ را ممکن می‌سازند تا راندمان سیستم در کاربری‌های حجیم حفظ گردد.

بخش بالانسر داخلی از نوع پسیو است و در نزدیکی کامل شارژ (حدود 4.20 ولت) با قرارگیری مقاومت‌های بالانس SMD، مصرف اضافه هر سلول را جذب می‌کند تا توازن دقیق در ولتاژ سلول‌ها هنگام شارژ کامل برقرار شود و احتمال گرم‌شدن یا معیوب شدن سل‌های خاص از بین برود. مسیرهای بالانس با قطعات SMD رزینی و مقاوم (۵۶۴، ۳۳۱ و…) از مسیر جریان شارژ محافظت می‌کنند و دوام را در پروژه‌های مکرر شارژ و دشارژ بالا می‌برند.

در بخش خروجی، استفاده از ماسفت‌هایی با جریان نامی بالا (معمولاً ±20A) و سری شدن آن‌ها در مسیر منفی، ماژول را قادر می‌کند به صورت دائم در بارگذاری‌های بالا بدون افت عملکرد کار کند. مقاومت R010 به صورت کم‌ اهم و دقت بالا، جریان کشی را کنترل نموده و هرگونه جریان آنومالی (مصرف اضافه یا اتصال کوتاه) را بلافاصله قطع می‌نماید؛ این موضوع هم از سلول‌ها و هم از مدار محافظت می‌کند.

ابعاد برد مشابه نمونه‌های صنعتی و از نوع کشیده (به طور تقریبی 56 × 18 میلی‌متر) است و بخاطر فشردگی SMD، قابلیت نصب در اکثر پک‌های استاندارد 3S صنعتی و پروژه‌های DIY را دارد. وزن سبک و بدون قطعه بیرون‌زده، برای پک‌های قابل حمل بسیار مناسب است. اتصالات لحیم‌کاری باید با سیم‌هایی متناسب با تحمل 20 آمپر، دقیق و ایمن انجام گیرد.

این ماژول صرفاً کاربرد مدیریتی و حفاظتی دارد و فاقد فانکشن نمایشگری (LED یا LCD) بر روی بورد است تا مصرف انرژی افزوده ایجاد نشود و خطاهای طولانی‌مدت کاهش یابد. ساختار دو لایه و لایه مسی پهن برای عبور جریان مؤثر و جلوگیری از داغی برد یا ماسفت‌های اصلی بهینه‌سازی شده است. بدلیل شدت جریان و مصرف صنعتی، پیشنهاد می‌شود مسیرهای خروجی و ورودی کاملاً مطابق استاندارد و با اتصالات مطمئن اجرا شوند و در مصارف پیوسته یا دمای بالا حتماً تهویه و خنک‌کننده ماسفت لحاظ شود.

در پروژه‌های ابزارآلات سیار با موتورهای کوچک و متوسط، ربات‌های سنگین و پک‌های باتری 18650 و 21700 گروهی، BMS سه سل 20 آمپر انتخابی مطمئن و دقیق است که عمر مفید پک، ایمنی و ثبات عملکرد را در طولانی‌مدت تضمین می‌کند.

جدول کامل پارامترهای فنی ماژول مدیریت و حفاظت باتری لیتیوم یون 3 سل با جریان 20 آمپر (BMS 3S 20A):

نکات و راهنمای نصب حرفه‌ای:

• انتخاب کابل با تحمل حداقل ۲۰ آمپر و لحیم‌کاری بدون ذوب‌شدگی یا بریدگی.
• ترتیب اتصال صحیح: ابتدا B-، سپس B1، B2 و در انتها B+.
• چک ولتاژ سلول‌ها قبل و بعد از نصب جهت اطمینان از سلامت باتری‌ها.
• استفاده از سلول‌های هم‌برند و هم‌ظرفیت به‌منظور بالانس دقیق و عمر پک بالاتر.
• اکیداً باید اتصالات P+ و P- برای جریان اصلی شارژ و دشارژ رعایت شود.
• جهت مصرف دائم بالای ۱۰ آمپر یا محیط داغ، نصب هیت‌سینک یا تهویه روی برد و ماسفت‌ها توصیه می‌شود.
• آزمون عملکرد برش جریان و بالانس قبل از مصرف اصلی و اطمینان از فعال شدن حفاظت اتصال کوتاه.
• عدم استفاده از سلول‌های دفرمه، پف‌کرده یا دارای تفاوت ولتاژ/ظرفیت؛ رعایت این مورد عمر ماژول و پک را چندبرابر می‌کند.

این ماژول تنها برای حفاظت و مدیریت ایمن جریان و ولتاژ سلول‌های لیتیوم طراحی شده و نقش اصلی در جلوگیری از آسیب‌های ناشی از شارژ، دشارژ بیش از اندازه و کار در پروژه‌هایی با نیاز به جریان لحظه‌ای بالا دارد.