دارة شحن وموازنة – 3S 40A BMS

دارة الحماية الخاصة ببطارية الليثيوم (3S 40A BMS) هي وحدة إلكترونية مصممة لضمان الأمان عند شحن وتفريغ البطاريات من نوع 18650 أو بطاريات الليثيوم الأخرى المشابهة. هذه الدارة تعمل على حماية البطارية من التلف الناتج عن الشحن الزائد، التفريغ الزائد، والتيارات العالية، وهي عوامل قد تؤدي إلى تلف البطارية أو حتى مخاطر انفجارها.

مكونات الدارة:

1. ترانزستورات MOSFET: هذه الدارة تحتوي على مجموعة من ترانزستورات MOSFET منخفضة المقاومة (عادةً 10 MOSFET)، وهي مسؤولة عن التحكم في تيارات الشحن والتفريغ. الترانزستورات MOSFET تعمل كقواطع سريعة تُغلق الدائرة إذا تم تجاوز الحدود الآمنة للتيار.
2. وحدة التوازن (Balancing Unit): هذه الوحدة تقوم بموازنة الشحن بين خلايا البطارية الفردية في النظام (3 خلايا في هذا النموذج). الفكرة هي توزيع الشحنة بشكل متساوٍ لضمان عدم وجود خلية تعمل بجهد أعلى من الأخرى، مما يزيد من العمر الافتراضي للبطاريات ويمنع الفشل المبكر.
3. مستشعرات الفولتية: تعمل هذه المستشعرات على مراقبة الجهد لكل خلية بطارية على حدة. إذا تم اكتشاف أن الجهد تجاوز الحدود المسموح بها (سواءً الشحن الزائد أو التفريغ الزائد)، تقوم الدارة بقطع التيار لحماية البطارية.
4. دائرة الحماية من التيار الزائد (Overcurrent Protection): هذه الدارة تحدد الحد الأقصى للتيار الذي يمكن أن تتعامل معه البطارية (في هذه الحالة، 40A). إذا تجاوز التيار هذا الحد، فإن الدارة تقوم بفصل البطارية من النظام لحمايتها.

المواصفات الفنية:

• الجهد الاسمي: 11.1V – 12.6V (3 خلايا).
• تيار التفريغ المستمر: حتى 40 أمبير.
• تيار الشحن المستمر: حتى 20 أمبير.
• الجهد الأدنى للتفريغ: 2.50 ± 0.08V لكل خلية.
• الجهد الأقصى للشحن: 4.25 ± 0.025V لكل خلية.
• مقاومة التحميل المنخفضة: تعمل على تقليل الفقد في الطاقة الناتج عن تسخين الترانزستورات.
• درجة حرارة التشغيل: -40°C إلى +85°C.

استخدامات دارة الحماية:

• حماية البطاريات في الأدوات الكهربائية: مثل المثاقب الكهربائية (drill motors)، والتي تتطلب تيارات عالية في بداية التشغيل.
• الإضاءة: مثل تشغيل الأضواء LED التي تحتاج إلى تيار مستمر ومستقر.
• أنظمة الطاقة المحمولة: مثل مشغلات الموسيقى المحمولة، الأجهزة الإلكترونية، والمشاريع التي تعتمد على الطاقة الشمسية.
• أجهزة اللحام الإلكترونية: لضمان الأمان عند استخدام البطاريات في أجهزة اللحام.

كيف تعمل الدارة؟

• عند شحن البطارية، تراقب الدارة الفولتية والتيار بشكل مستمر. إذا تجاوز الفولت أو التيار الحد المسموح به، يقوم الترانزستور MOSFET بفصل الدائرة لحماية الخلايا.
• تقوم وحدة التوازن بتفريغ الخلايا المشحونة بشكل زائد وتوزيع الطاقة بالتساوي.
• عند استخدام البطارية في تطبيق عالي الطاقة، مثل المثاقب الكهربائية، تقوم الدارة بحماية البطارية من السحب المفرط للتيار عن طريق تحديده عند 40 أمبير.

هذه الدارة تضمن أداءً آمناً وفعالاً للبطاريات، مما يزيد من عمرها ويقلل من مخاطر الأعطال أو الحوادث الناتجة عن الاستخدام غير الآمن.