18650 배터리를 3A로 방전하는 모습 - 테스트기와 정확히 3A로 일치함

 

EBD-A20H는 배터리 용량 테스트를 위한 ZKE Tech사의 저가형 계측기다. 영어로는 Electronic Load, Battery Capacity Tester 등등 다양하게 불리는데 중고 배터리 활용에 있어 꼭 필요한 아디템 중 하나이다. 비교적 신뢰할 만한 측정치가 나온다고 알려져 있어 배터리를 다루는 자작인들 위주로 많이 들 사용한다.

이를테면 10Ah짜리 킥보드 배터리를 구입했는데 정말 그 정도의 용량이 나오는지 테스트를 해보거나, 중고배터리의 상태를 체크하여 버릴건 폐기하고 비슷한 용량끼리 묶어 재사용을 하고 싶을 때 활용할 수 있다.

최근에 아두이노를 이용한 방전기를 4대 정도 제작했는데,, 레퍼런스 삼을만한 방전기가 필요하여 겸사겸사 알리에서 직접 구입했다. 결국 방전기만 5대가... ^^;;

 

각설하고,,
가볍게 핸즈온 사진과 내부를 살펴보자..

판매처 스펙
1) Power Supply: DC 12V/1A
2) Voltage Range: 0-30.00V, stepper 0.01V
3) Current Range: 0.10-20.00A, stepper 0.01A (current adjusted automatically according to the power limits)
4) Discharging mode:
DSC-CC: Discharging batteries at a constant current, support testing battery capacity or current of power supplies.
--> 전압에 상관없이 설정된 전류로 방전한다.
DSC-CP : Discharging batteries at a constant power, for constant power equipment-like use or testing power.
--> CP 모드의 경우 방전하며 전압이 떨어질 경우 전류를 증가시켜 설정 전력값(P, P=VI)으로 맞춘다.

5) Voltage accuracy: between 0-4.5V, 0.003V, ±0.5%, between 4.5-30V, 0.01V, ±0.5%.
6) Current accuracy: 0.20-20.00A, 0.01A, ±0.5%.
7) Capacity detection: < 10Ah,0.001AH; 10-100Ah,0.01Ah; > 100Ah,0.1Ah
8) Discharging power: continuous rating is 180W and instantaneous power could reach 200W
9) Four lines: voltage and current channels separated for high test accuracy
10) LCD Display: voltage, current, time, capacity, power, energy, and etc
11) PC Connection: the tester can connect to a computer through a designated USB-TTL cable (with areial socket) for more functions, like graphs, calibration, firmware upgrade, and test circulation. 

 

 

구성품은 본체와 한자로 된 매뉴얼, 110V 아답터+돼지코, 허접한 방전케이블과 전압 측정 케이블 마지막으로 업그레이드 및 로깅을 위한 TTL 케이블로 구성되어 있다.

 

우선 전면부다.
왼편 상단으로 16x2 크리스탈 LCD 디스플레이가 있고 아래로 방전용 바나나잭(A+/A-)과 전압측정용 바나나 단자(V+/V-)가 있다. 오른쪽으로 조작을 위한 엔코더 다이얼과 방전 시작 버튼이다.

 

 

후면부다. 왼편에 전원 푸시락 스위치와 아답터 체결을 위한 DC잭, 그리고 USB 연결을 위한 항공핀 단자가 있다.
중앙으로 제품명과 시리얼번호 그리고 제조사 등이 한자로 적힌 다소 허접한(?) 스티커가 있다.
보면 알겠지만 이거 만든 회사도 외국에 더 팔릴지 예상 못한듯 온통 한자 천지다. ㅎ

2020년 8월 12일 제조일... 따끈따끈..ㅎ

 

 

 

 

 

 

왼쪽에 팬이 있는데 내부 뜨거워진 공기를 밖으로 배출하는 역할이다.

 

오른쪽 사이드는 외부 공기가 쉽게 들어갈 수 있도록 통풍로가 홀가공되어 있다.

 

12V 1A 아답터와 서비스로 껴준 돼지코다.
흔하게 사용되는 5.5/2.1 인치 표준 규격의 DC잭이고 국내산 12V 1A 이상의 아답터로 대체해도 된다.

 

문제의 허접한 방전 케이블이다.
실리콘 16awg로 되어 있는데, 일반 PVC 케이블은 18A 정도, 실리콘 케이블은 35A 정도 된다고 한다.
실리콘이라고 하더라도 내부 심선의 두께의 차이가 크지 않고 게다가 주석인점을 고려하면 열로 변환되는 손실 분을 견딜 수 있는 수치라고 생각된다. 20A 방전은 가능하겠으나 악어클립.. 이게 정확한 자료는 찾질 못했지만 5A 정도로 알고 있어 실제 20A 방전이 가능한지 모르겠다. 불 났다는 사람이 없으니 뭐 되긴 하겠지만... 뭐 나중에 실험정신이 동하면 함 시도해볼까 싶다.

여튼 14awg 케이블과 대용량 악어클립 혹은 바나나잭으로 자체 제작하여 사용하는 걸 추천한다.

 

 

이건 전압 센싱용 케이블이다. 대전류 방전이 되고 있는 케이블에서 전압을 측정하면 실제 배터리 전압보다 훨씬 낮은 전압이 측정된다. 전류량을 가지고 이를 구하는 공식이 있는 것 같기는 하지만 가장 쉬운 방법으로 이처럼 따로 전압 체크를 위한 케이블을 따 방전케이블과 함께 배터리 극에 병렬로 물리는 방법을 택한다. 주의할 점은 전압센싱 단자와 방전 단자가 서로 접촉이 없도록 하는 것이 가장 좋은 방법이고 아래 링크의 제품을 추천한다.

ko.aliexpress.com/item/4000606429744.html?spm=a2g0o.productlist.0.0.a6037814P7JTiG&algo_pvid=45ebb5e8-9df1-4411-a7dd-c7018f3f9b1a&algo_expid=45ebb5e8-9df1-4411-a7dd-c7018f3f9b1a-3&btsid=0be3764316008417451211685eda5c&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_,searchweb201603_

 

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간혹 불편하고 번거롭다고 기기를 열어서 내부에서 방전단자와 전압단자를 연결해 방전 케이블만 사용하는 사람이 있는데 그렇게 사용하면 정확도가 떨어진다. 보통 3.0V 아래로 떨어져 Cut-Off 전압에 가까워지면 짧은 시간안에 전압이 떨어져 용량에 크게 차이는 없어보이나, 전류 산출에 션트가 사용되므로 중간 중간 측정되는 배터리 전압은 전류에 바로 영향을 미치는 걸로 판단된다.

 

 

 

 

 

컴퓨터에 연결하여 펌웨어를 업그레이드 하거나 시간별 방전데이타를 받아서 챠트로 만들 때 사용하는 TTL 케이블이다. 보다 정밀하게 분석할 때 사용하면 될 듯 싶다. 이것과 관련된 내용은 지금은 스킵한다.

 

궁금해서 케이스를 열어봤다. 모스펫 4개가 커다란 방열판에 붙어있고, 전면부에 컨트롤 기판이 달려있다. 케이블은 깔끔하게 정리되어 공기의 흐름에 방해가 되지는 않을 듯 싶다.

 

방열판 까지 분리했는데 바닥에 케이스와 절연을 위해 플라스틱을 PCB조각을 덧댄 구조로 되어 있다.
혹시나 싶어 4개의 파워 모스펫인 IRFP250M의 Source와 방열판을 도통테스트해보니 모두 연결되어 있다. 저 플라스틱 조각이 없다면 케이스에 방전 마이너스 전류가 흘러 자칫 위험할 수 있다.

 

방전 기판을 대충 살펴보면 사진과 같다.
방전 전류 분산을 위해 IRFP250M 4개가 병렬로 사용되고 있다. 방열에 대한 대책을 세우는 것보다 병렬로 분산하는 것이 훨씬 싸게 먹히지 않을까 싶다. D에 직렬로 0.1옴 권선저항이 하나씩 달려 있고 S-D사이에 칩저항이 있는데 방전 시작시 튀는 전압을 잡아주기 위한 용도로 보인다. 왼편에 션트 두개가 병렬로 달려 있고, KSD-01F 온도 스위치가 방열판에 부착뒤어 온도에 따라 팬컨트롤을 하는 듯 싶다.

일단 대전류 방전 레인이 너무 부실하다. 4개의 모스펫이 균등하게 분산된다고 가정하면 MAX 5A가 흐르겠지만 실제는 어느 한 쪽으로 편중된다고 한다.

 

방전 레인을 납으로 보강
(사진을 다시 자세히 보니 Q1부분의 S, D사이에 납땜 조각이 떨어져 있어 다시 분해해 제거해 주었다. ㅎ)

 

앞서 얘기했듯이 내부는 14AWG를 사용했다. 그나마 외부 케이블만 교체하면 되니 다행이라고 해야할지...

 

 

 

 

 

 

DC팬이다. 0.33A를 소비하고 제법 소음이 있는 고속팬이다. 온도 센싱에 따라 속도가 달라지는지는 아직 테스트 해보지 못했고 혹시라도 유격으로 인한 잡음을 없애기 위해 스폰지 테입을 덧대어 주었다. 이게 바람소리뿐 아니라 덜덜거리는 소음도 있어 뽑기 실패인듯 싶다. ㅎ

 

전압 측정...
HIOKI 전압이 더 신뢰가 높다고 쳤을 때,,, 0.01V 작게 측정되었다. ±0.5% 스펙에 준하는 수준이다.

 

LCD 화면의 내용을 설명하면 다음과 같다. 방전시간만 제외하면 직관적이다.

 

환결설정은 엔코더를 3초동안 누르면 진입하고 누를때마다 설정항목이 이동된다.
CC모드와 CP모드가 있고, 각각 정전류값과 정전력 값을 설정하게 된다. CutOff 전압에서 멈추고, 번외로 방전 시간을 설정할 수 있다.

 

소수점 3자리수에서 아주 미세하게 전류량이 줄어드는 것을 볼 수 있으나 이 정도면 꽤 정확하게 정전류 방전이 이루어지고 있음을 알 수 있다. 다만 3A 방전이고, 10A 이상은 테스트 해보지 못했다. (추후)

 

방전중 전압 역시 꽤 정확하게 측정되고 있다.

 

일단 간단하게 18650 몇개를 자작방전기와 비교테스트 해보았다. 적게는 1mAh, 많게는 8mAh까지 차이가 미비한 듯 싶지만 마찬가지로 좀 더 다양한 테스트가 필요하다.

자작 방전기의 경우 칼리브레이션으로 전압을 맞추었다 하더라도 방전시 Drop 전압이 설정 전류값에 따라 조금씩 오차가 발생하는 듯 해 추가 수정이 필요한 상태다. 뭐 둘 다 정전류 방전이라 시작 전압이 같다면 비슷한 시간 동안 방전이 이루어질테고 용량 또한 크게 차이는 나지 않을 듯 싶다.

뭐 개인적으로 하나하나 필요한 기능을 손수 집어 넣은 자작 방전기가 훨씬 마음에 든다.

EBD-A20H의 첫 느낌을 정리하면,,

제공되는 케이블의 허접하고, 팬 소음이 크다.
20A 방전은 200W 이내에서 가능하고, 부저가 없어 방전종료나 에러 등에 가청정보가 없다.
추가로 내부 방전기판의 납땜 상태가 그다지 깔끔한 편이 아닌 점 등등을 단점으로 꼽을 수 있을 듯 싶고,
방전 측정데이타는 나름 신뢰할 수 있다는 것이 장점이라 하겠다.


다소 난이도는 있지만 아래 관련 글을 참고하여 직접 만들어 보는 것도 좋을 것 같다.

 

 

 

관련글

 

자작 방전기 4대와 함께 진열한 모습

 

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