DL24M Charge active (testeur de batterie)

J'ai déjà une charge électronique DIY qui me permet de tester les batteries mais celle-ci bien que puissante (500..600W) ne fait que de la décharge à courant constant et ne mesure rien (il faut utiliser un énergie-mètre pour cela).
le lien vers cette charge DIY: https://vae-tech.forumactif.org/t181-charge-active-500w-pour-decharger-une-batterie?highlight=charge#1675

Une véritable charge électronique me tentais bien, j'ai franchi le pas en commandant une DL24M sur ali Ici: DL24M

La carte de base est équipée d'un seul mosfet (associé à un dissipateur de type processeur de PC) et peut dissiper en théorie 150W (on verra plus loin qu'il ne faut pas dépasser 100W), j'ai pris le modèle avec 4 mosfets (et 4 dissipateurs). La répartition des cartes est imposés par le design de la connectique et est celui-ci:



A noter que les 3 cartes supplémentaires ne comportent qu'un mosfet et un dissipateur, on peut donc très bien n'acheter que la carte principale et ajouter assez facilement de une à trois extensions en les réalisant entièrement.

Le manuel (en anglais) est téléchargeable ici: manuel DL24M

Ce n'est pas très fun comme assemblage, encombrant et l'afficheur est 'volant'... J'ai assemblé le tout sous forme d'un cube en profitant de la présence d'une face vide pour y insérer l'afficheur, le contrôle et de la connectique plus utilisable qu'un bornier...









Les fichiers utiles à la réalisation sont ici: https://www.thingiverse.com/thing:5150176

A noter que l'interface de contrôle est d'origine composée de 4 boutons poussoirs peu ergonomique... Il est possible d'ajouter un codeur incrémental qui permet des réglages beaucoup plus facile sur 5 broches libres du circuit de contrôle de l'afficheur !

J'ai utilisé un codeur incrémental KY-040 déjà soudé sur une plaquette (il faut alors enlever les 3 résistances de 10k soudées à l'arrière du PCB).
Les deux boutons poussoirs sont du type D6: genre: https://www.gotronic.fr/art-bp-rond-noir-d6rn-4273.htm

Des infos interessantes et des tests (parfois destructif...) sont disponiblent ici (en russe): https://mysku.ru/blog/aliexpress/88171.html


Le câblage a faire est le suivant pour ajouter en externe un encodeur équipé d'un switch (M), et de 2 boutons poussoirs pour M et On/Off:



Vue du câblage (pour accéder au pastilles du circuit imprimé, le capot arrière se retire en faisant levier et j'ai fait une découpe pour y raccorder les fils du câblage externe:



Il est possible de communiquer en Bluetooth avec le logiciel interne, les logiciels sont là: "https://www.mediafire.com/folder/1c04afq923397/A3#7mqy150hmfusv"

Essais en charge:

Comme prévisible, la puissance maxi dissipable est inférieure au 600W annoncés par le vendeur... En effet, il serait surprenant que les dissipateurs utilisés réussissent à maintenir à moins de 80°C les boitiers des mosfets avec 150W à évacuer !

Voici le résultat des mesures effectués entre 100 et 300W (extrapolation au dela): (Avec les zones dangereuses pour les mosfets)



Datasheet des Mosfets (a condition qu'ils soient d'origine Infinéon): https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-IRFP260M-DataSheet-v01_01-EN.pdf?fileId=5546d462533600a40153562894e91fe0

Les mosfets utilisés ont un derating de 2W/°C ce qui fait qu'au delà d'un boitier à 80°C ils sont en grand danger et ne peuvent donc pas dissiper plus de 100W chacun, comme le circuit de répartition des puissances est assez rudimentaire, on n'est pas sur que l'un des mosfets ne dissipe pas plus que les autres, il est prudent de se limiter à 300W au total.
C'est déjà pas mal et cela permet déjà un grand nombre d'usages !

En cherchant un peu, le FDH055N15A devrait permettre de dissiper plus de puissance (Rthjb plus faible) et d'atteindre les 600W avec les dissipateurs d'origine.

La charge active connait les modes:
CC: courant constant (40A annoncés, mais il est prudent de se limiter à 30A)
CV: tension constante
CP: puissance constante
CR: résistance constante
plus un mode permettant de mesurer la résistance interne des accus

A noter qu'il ne faut jamais relier un générateur aux bornes si l'alimentation de 12V n'est pas connectée !

Le logiciel associé fonctionne correctement via une liaison Bluetooth (PC ou Android). A noter que le code pin est 0000 (et pas 1234 comme indiqué dans les docs !). Après acquisition, on peut exporter les données au pas d'une seconde (U, I et P) pour les 2 applis (txt pour le pc et xls sous Android)

Pendant la décharge à 300W (7A) d'une batterie lithium-ion de 48V/21Ah ça à fait pchitt
Une investigation rapide à montrer que la charge active c'est mise en Court Circuit

Heureusement, le BMS de la batterie à bien réagit et c'est mis en sécurité, évitant ainsi de pulvériser des pistes d'un circuit imprimé par un excès d'intensité (il n'y a pas de fusible dans la charge !).

C'est le mosfet de la carte principale qui a trépassé. Essayons de comprendre ce qui a pu se passer.

La charge électronique est normalement capable de dissiper au moins 400W d'après les mesures de température faites précédemment, elle ne fonctionnait 'qu'a' 300W et la température du dissipateur principal (seul celui-ci est mesuré en température) était de 58°C, on était normalement loin des valeurs limites !

Si on regarde la courbe dite de la zone de sécurité (Safe Operating Area ou SOA) des mosfets IRFP260 en place:

Le fonctionnement en DC n'étant pas qualifié, j'ai ajouté la courbe rouge 'a vue de nez' par rapport a d'autre doc où elle est représentée.



On constate qu'a 60V, on aurait droit à environ 2A. Le mosfet qui a trépassé fonctionnait au quart de l'intensité réelle (7A) soit moins de 2A, il n'aurait pas du claquer (même si on est proche de la limite)!

Les chinois étant des adeptes des composants remarqués qui n'ont pas les spécifications attendus, j'ai dessoudé un des autres mosfets pour faire quelques mesures...

Surprise, il n'a pas la même gueule que celui HS !

Le HS à gauche, le 'bon' à droite:



ça pue les composants approvisionnés au moins cher... donc d'origine incertaine

J'ai mesuré le RDS-on du mosfet encore opérationnel avec ce montage:



verdict: 85,4 milli-ohm et 72 pour un des autres !
La valeur attendue étant de 40 milli-ohm, nous sommes bien en présence de faux IRLP260M... aux caractéristiques inconnues...

Je vais donc remplacer TOUS les mosfets par des mosfets d'origine certaine...

J'ai choisi des IRFP264, pris chez mouser

SOA des IRFP264:



A 60V on est a presque 4A et 3A à 100V, cela laisse plus de marge avec des mosfets ne seront pas des Fakes !!

A noter cependant que les valeurs obtenues sont donnée avec un boitier à 25°C, a 75W de dissipation, on relève en fait environ 60° au niveau du boitier... Il faut donc tenir compte d'un derating du Pmax (2,2W / °C) au dessus de 25°C soit 35*2,2 = 77W. La puissance Max dissipable est alors de 280-77 = 200W environ
Comme on ne dépassera jamais 100W, ça devrait fonctionner de façon plus fiable !

Dernier point, je vais ajouter un fusible 20A en série avec les batteries en test...

J'ai reçu les nouveaux mosfets de chez mouser. Ils sont maintenant en place et tout fonctionne normalement. Sans surprise, la finition des boitiers n'a rien à voir avec celle des boitiers dessoudés... Cela confirme l'origine plus que douteuse de ceux qui se trouvaient à l'endroit d'origine !...