Şarjlı matkap bataryalarında kullanılan 3S 25A BMS kartlarına sonradan eklenen pil seviyesi göstergeleri, ilk bakışta çok düşük akım çeken masum bir modül gibi görünür. Ancak gösterge modülü doğrudan BMS çıkışına bağlandığında, koruma devresi açısından sürekli bağlı küçük bir yük oluşabilir. Bu da deşarj koruması devreye girdikten sonra kartın normal duruma dönmesini zorlaştırabilir.
Buradaki amaç, pil seviyesi göstergesini tamamen iptal etmek değil; göstergenin beslemesini, BMS koruma mantığını meşgul etmeyecek şekilde yeniden düzenlemektir.
Önceki BMS modifiyesi BMS 3S 25A devre şeması ve modifiye yazısına da bakılabilir.
Sorun neden oluşuyor?
İçerik
Pil göstergesi modülü yaklaşık 12,6V seviyesinde 123uA civarında akım çektiğinde, bu akım BMS açısından yaklaşık 100kΩ seviyesinde sürekli bağlı bir yük gibi algılanabilir.
Bu nedenle koruma tetiklendiğinde, çıkış tarafında hâlâ bir yük görülür ve kart bazı durumlarda şarj cihazı bağlanmadan tam olarak toparlanmayabilir.
Özellikle uzun süre bekleyen paketlerde veya derin deşarj sınırına yaklaşan uygulamalarda bu durum daha belirgin hale gelir.
Li-ion koruma mantığını genel çerçevede incelemek için Li-ion pil koruma yapıları ile igili yazıya bakınız.
Modifiye 3S 25A BMS devre şeması
Yapılan modifiye ne sağlıyor?
Çözüm olarak, pil göstergesi için ana P- hattından ayrı bir eksi çıkış oluşturuluyor.
Bu yeni hat şemada IND- olarak gösterilmiş. Böylece gösterge modülünün artı ucu paket artısında kalırken, eksi ucu doğrudan P- yerine eklenen MOSFET üzerinden oluşturulan IND- hattına bağlanıyor.
Koruma devreye girdiğinde bu ek hat da kapanıyor ve gösterge modülü tamamen devreden ayrılıyor.
Sonuç olarak pil göstergesi artık BMS çıkışında sürekli bağlı sahte bir yük oluşturmuyor.
Bu, özellikle kendi paketini hazırlayan veya Li-ion pil paketi üzerine gösterge ekleyen uygulamalarda daha mantıklı bir çözüm sunuyor.
Şemadaki ana bölümler
| Bölüm | Öne çıkan elemanlar | Görev |
|---|---|---|
| Hücre koruma izleme bölümü | HY2110-CB, Q1-Q6 | Her hücre grubunun gerilim durumunu izleyerek aşırı şarj ve aşırı deşarj korumasının temel karar zincirini oluşturur. |
| Hücre dengeleme bölümü | HY2213-BB3A, SLS2302, 100R, 0,1uF | Şarj sonuna yaklaşan hücrelerde dengeleme davranışını yönetir. |
| Ana güç anahtarlama bölümü | AOD514 MOSFET grubu | Paketin ana eksi hattını açıp kapatarak şarj ve deşarj yolunu kontrol eder. |
| Gösterge için ek anahtarlama | 36N04 | Pil göstergesine ayrı bir IND- hattı vererek koruma anında göstergenin tamamen ayrılmasını sağlar. |
| Yardımcı kontrol ve zamanlama bölümü | Q7-Q9, 22nF, 820k, 1N4148W | Eklenen gösterge hattının kontrol davranışını şekillendiren yardımcı anahtarlama ve zamanlama bölümüdür. |
Devrede kullanılan başlıca elemanlar ne iş yapıyor?
Şemadaki üç adet HY2110-CB, tek hücre koruma entegresi sınıfında çalışarak her seri hücre noktasını ayrı ayrı izleyen bölümde yer alıyor.
HY2213-BB3A ise hücre dengeleme için tasarlanmış bir entegre ve OUT çıkışı dengeleme MOSFET sürme mantığında kullanılıyor.
Ana eksi hattı kontrol eden AOD514 MOSFET grubu ise düşük dirençli güç anahtarlama tarafını oluşturuyor.
Q7-Q9 çevresindeki BFS20 transistörleri ise ana akım taşıyan güç anahtarları değil, yardımcı küçük sinyal kontrol elemanları olarak değerlendirilmelidir.
Bu nedenle bu bölüm anlatılırken “güç transistörü” yerine “yardımcı kontrol katı” ifadesi daha doğru olur.
Bağlantı mantığı neden değiştiriliyor?
Normal durumda pil göstergesinin eksi hattı doğrudan P- ucuna bağlandığında modül sürekli BMS çıkışında kalır.
Bu modifiyede ise gösterge eksi hattı yeni oluşturulan IND- noktasına taşınır.
Böylece gösterge yalnızca koruma izin verdiği sürece aktif olur.
Bu küçük fark pratikte önemlidir. Çünkü matkap motoru, ana güç MOSFET grubundan beslendiği hattı kullanmaya devam ederken gösterge modülü artık koruma zincirini gereksiz yere meşgul etmez.
Uygulama notları
- Gösterge modülünün eksi ucu eski P- bağlantısında bırakılmamalı, yeni oluşturulan IND- hattına alınmalıdır.
- Eklenen N-kanal MOSFET lehimlenirken pad genişliği, ısı dağılımı ve mekanik dayanım mutlaka dikkate alınmalıdır.
- Q7-Q9 çevresindeki 22nF ve 820k değerleri davranışı etkileyen bölümde yer aldığı için körlemesine değiştirilmemelidir.
- Bu tip modifiyelerde sadece elektriksel bağlantı değil, kart üstü yerleşim ve lehim kalitesi de sonucu doğrudan etkiler.
- Testler önce akım sınırlı besleme veya dikkatli gözlemle yapılmalıdır.
Osiloskop Ölçümleri
Paylaşılan ölçümlerde başlangıç anında yüksek akım çekildiği, tam tetik altında ise daha düşük ama sürekli bir çalışma akımının oluştuğu görülüyor.
Çalıştırma anında pil geriliminde belirgin bir düşüş olması, matkap motorlarında beklenen bir durumdur.
Buradaki önemli fark, modifiye sonrasında pil göstergesi hattının artık koruma davranışını bozacak şekilde devrede kalmamasıdır.
Başlangıç akımı osiloskop görüntüsü
Çalışma akımı osiloskop görüntüsü
Çalışma akımı bölümünde tetik tamamen basıldığında PWM davranışının değişmesi, devrenin yük ve sürme şartlarına göre farklı çalışma moduna geçtiğini gösterir. Bu nedenle yalnızca tek kare osiloskop görüntüsüne bakarak değil, başlangıç, tam yük ve koruma anı birlikte değerlendirilmelidir.
Çalıştırma anındaki pil voltajı
Bu modifiye, 3S 25A BMS kartının temel koruma mantığını bozmadan pil seviyesi göstergesi için daha doğru bir besleme noktası oluşturuyor.
Ana fikir basit ama etkili: gösterge modülü BMS çıkışında sürekli bağlı küçük bir yük olarak kalmamalı.
Eklenen N-kanal MOSFET ile oluşturulan IND- hattı sayesinde gösterge, koruma ile birlikte kapanıyor ve kartın gereksiz yere kilitli kalma eğilimi azaltılıyor.
Özellikle 3S şarjlı matkap bataryalarında, küçük bir müdahale ile daha öngörülebilir ve daha sorunsuz bir kullanım elde edilebiliyor.
Kaynak: mysku.club/blog/diy/100339.html
