BMS 3S 25A Devre Şeması ve Modifiye

BMS 3S 25A modülleri, özellikle şarjlı matkaplarda Li-ion pil dönüşümleri için yaygın olarak tercih edilmektedir. Bu modüllerin en önemli avantajları; hücre dengeleme (balancing), aşırı akım, aşırı şarj, aşırı deşarj ve kısa devre koruması sunmalarıdır.

Nominal olarak 25A akım kapasitesine sahip olmalarına rağmen, kısa süreli olarak 34–40A arası ani akım geçişlerine izin verebilmeleri, onları yüksek güçlü uygulamalar için cazip hâle getirir.

Modülün PCB boyutunun küçük olması ve MOSFET’lerin kart üzerinden soğutulması da önemli bir avantajdır. Ancak sürekli yüksek akımla çalışan uygulamalarda, MOSFET’ler üzerine harici bir soğutucu eklenmesi tavsiye edilir.

BMS Koruma Sorununun Ortaya Çıkışı

Bazı şarjlı matkap uygulamalarında, BMS 3S 25A modülünün yük altında beklenmedik şekilde korumaya geçtiği gözlemlenmektedir.

İlk bakışta bu durum aşırı akım koruması gibi görünse de, asıl neden genellikle yük altında oluşan ani voltaj düşümüdür.

Bu noktada pillerin iç direnci ve genel sağlık durumu da belirleyici bir faktördür.

Bu durumu inceleyen yazar (@ksiman), aşağıdaki teknik tespitleri paylaşmıştır:

İlk olarak modülün aşırı akım nedeniyle korumaya geçtiğini düşündüm. Şönt direncini devre dışı bırakmama rağmen sonuç değişmedi. Daha sonra osiloskopu kayıt modunda pillerin uçlarına bağladım ve motor çalışırken gerilimi inceledim. Yük altında toplam pil voltajı 7V’un altına düştüğü anda koruma devreye giriyordu.

Ölçülen ve Hesaplanan Değerler

• Toplam pil voltajı: 11,4 V (3S Li-ion)
• Pillerin iç direnci: 66 mΩ (3 × 22 mΩ)
• Ölçülen motor direnci: 63 mΩ
• Bağlantı kabloları ve tetik anahtarı direnci: 23 mΩ
• Koruma devresi direnci (şönt + MOSFET + yollar): 10 mΩ
• Toplam devre direnci: 66 + 63 + 23 + 10 = 162 mΩ
• Devreden geçen teorik akım: 11,4 V / 0,162 Ω ≈ 70 A

Buradaki temel sorun akımın yüksekliği değil, yük altında hücre başına oluşan voltaj düşümüdür.

• 70A akımda, her bir hücredeki voltaj düşümü: 70 × 0,022 Ω = 1,54 V
• Nominal 3,8 V hücre gerilimi, yük altında: 3,8 − 1,54 = 2,26 V

Bu değer, BMS’in aşırı deşarj koruma eşiğinin altına düştüğü için modül anında korumaya geçmektedir. Asıl tetikleyici sebep budur.

BMS Sorun Çözümü ve Uygulanan Modifikasyon

Koruma eşiklerini tamamen kaldırmak veya agresif şekilde değiştirmek pil güvenliğini ciddi biçimde azaltır.

Bu nedenle daha güvenli bir yaklaşım olarak, deşarj korumasının gecikme süresi uzatılmıştır.

Böylece motorun ilk kalkış anındaki yüksek akım çekişi sırasında koruma devreye girmemektedir.

Bu amaçla devreye 0,47 µF’lik bir kondansatör eklenmiş ve deşarj koruma gecikme süresi yaklaşık 25 ms’den 300 ms’ye çıkarılmıştır.

Lehimleme zor gelirse, bu kondansatör S1 ile B- uçları arasına yüzeyden lehimlenebilir.

Yapılan Tüm Değişikliklerin Açıklaması

HY2210 entegresinin 2 numaralı pini üzerine lehimli olan 0,1 µF kondansatör kaldırıldı.

Bu kondansatörün devrede bulunma sebebi net değildir ve HY2210 veri sayfasında yer almamaktadır. Uygulamada gereksiz olduğu görülmüştür.

Koruma sonrası otomatik sıfırlamayı kararlı hâle getirmek için, ilgili transistörün baz–emiter arasına bir direnç eklendi.

Direnç olmadan, yük ayrıldıktan sonra korumanın resetlenmesi kararsız çalışmaktadır. P- hattındaki en küçük parazit bile sıfırlamayı engelleyebilmektedir.

Uygun direnç değeri: 1 MΩ – 3 MΩ

Direnç doğrudan transistör bacaklarına lehimlenmiştir. Lehim sırasında transistörün aşırı ısıtılmamasına dikkat edilmelidir.

Aşırı deşarj koruma gecikmesini artırmak için 0,47 µF kondansatör eklendi.

Bu modifikasyon sonrasında matkap ilk kalkış anında korumayı tetiklemeden sorunsuz çalışmaktadır.

PCB Üzerinde Yapılan Modifikasyon

Orijinal ve Modifiye BMS 3S 25A Devre Şeması

Not: 5A 70 derece termik sigorta isteğe bağlıdır. İmkan varsa kullanmanız koruma ve güvenlik için iyi olur. Ayrıca BMS nedir ve nasıl seçilir yazısına göz atmanızı öneririm

Kaynak: mysku.club/blog/aliexpress/55176.html

Ek olarak faydalı olacak içerikleri Pil BMS ve Pil Punta konusunda ilgili yazılar;

3S 20A BMS modül kullanımı
pil akü kapasite ölçer
pil puntalama nasıl yapılır