이퀄라이저 이용한 간단한 액티브 밸런싱 시험

알리에서 저렴한 이퀄라이저를 시험삼아 구입했다.

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요즘 나오는 제품들은 빠른시간내에 각 셀의 전류를 균등하게 맞추어준다는데

그런데 사용되는 제품들은 좀 거창한 장비 및 대용량 셀에 장착되는것 같다. 물론 가격도 비싸고..(기본 7~8만원 부터 시작)

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나는 기껏해야 청소기나 드릴에 사용할 것인데다가

평상시에 밸런스 충전을하고 있을것이므로

용량 낮은 저렴한 이퀄라이저를 구하여 정말 의도한 대로 동작하는지?

실생활에 쓰기에 적당한 성능이나 신뢰성이 나오는지 정도를 알아보고 싶었다.

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요즘 매일 사용하는 3S 청소기를 대상으로

TP4056 DIY 셀충전기로 충전한 뒤 측정하고 집안 청소후 측정하는 것을 반복하고 있다.

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배터리 전압측정기의 오차인지? 아니면 TP4056 모듈간 만충전 전압이 각각 다르기때문에 이런것인지?

아니면 복합적인 요인인지 아직은 명확히 알 수 없다.

(나중에 TP4056모듈을 교체하기 쉽도록 만들어서 각 셀간 만충전압 차이나는것은 다시한번 테스트 해 볼 예정이다)

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< 결론 >

셀간 전압차(최대 : 최소)가 0.1V 이상인 경우 액티브 밸런싱 동작함

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배터리팩 종류	전/후/차	셀1	셀2	셀3	평균전압	최대최소차이
일렉트로룩스	Before	4.071	4.200	4.120	4.130	0.129
	After	4.082	4.165	4.118	4.122	0.083
	변화	-0.011	0.035	0.002
VC-LSS92	Before	4.101	4.136	4.106	4.114	0.035
	After	4.101	4.136	4.106	4.114	0.035
	변화	0.000	0.000	0.000
물걸레청소기	Before	4.065	4.129	4.125	4.106	0.064
	After	4.065	4.129	4.125	4.106	0.064
	변화	0.000	0.000	0.000
VC-LSS90	Before	4.025	4.108	4.131	4.088	0.106
	After	4.040	4.103	4.119	4.087	0.079
	변화	-0.015	0.005	0.012
VC-LSH62	Before	4.133	4.138	4.150	4.140	0.017
	After	4.133	4.138	4.150	4.140	0.017
	변화	0.000	0.000	0.000
LG Ezmate 4.2V	Before	4.006	3.984		3.995	0.022
	After	4.006	3.984		3.995	0.022
	변화	0.000	0.000
필립스 Wet&Dry 4.2V	Before	4.213	4.189		4.201	0.024
	After	4.213	4.189		4.201	0.024
	변화	0.000	0.000

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구성된 셀의 최대-최소값 차이가 0.1V 이상인 경우 액티브밸런싱 기능이 동작했음

※ 전문 지식 없는 순전히 내 개인적 추측임.

나름 그럴듯한 단순한 알고리즘이 있어서 이런 판단에 의한듯한 동작을 하게 되는것일터.

SW탑재없이 3셀아닌 7~8셀 심지어 20셀까지 넘어가는 경우에도

과연 이러한 최대값-최소값 계산을 할 수 있을까? (실제 5S이상은 사용중이 아니다보니...)

어쨌건 간단한 회로 설계로 이런 효과를 내고있다니.. 대단하다고 생각됨

정말 엄지발가락보다 아주 약간 큰 기판일 뿐은데...

내부 동작 구조나 알고리즘을 아는분이 쉽게 말로 풀어서 설명해 주었으면 좋겠음

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1. 메인청소기

늘 사용해 오던 청소기에 액티브 밸런싱을 해 주기 위해 구입한 이퀄라이저중 3S용에 밸런스 잭을 달았다.

기판에 장착된 커넥터는 흔히 사용하는 밸런스 잭이 아니어서 같이 제공된 전선끝에 밸런스 잭을 임시로 달았다.

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디지털멀티미터로 만충전된 청소기 배터리의 각 셀별 전압을 측정했다. (아무래도 편의상 사용하는 간편한 전압측정기는 오차가 있을것 같아서..)

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이퀄라이저를 장착하니 바로 LED에 불이 들어왔다. 밸런싱 작업이 진행중임을 의미한다고 한다.

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2시간 정도 이퀄라이저를 물려두었다.

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다시 측정해 보았다.

4.082 4.165 4.118

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애개? 너무 느린것 아닌가? 이속도로 어느세월에 밸런싱을 한단 말인가?

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시간이 부족했나 싶어서 다시 꽂았다.

LED에 불은 들어오지 않았다.

3~4시간 후에 측정해 보았다.

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1~2시간후 측정한 값과 똑 같았다.

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만충시 평균전압 4.130이었고 셀간 최대 0.129V차이 났다.

-0.059 +0.070 -0.010

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이퀄라이저 적용후 평균전압을 4.121이라고 한다면

-0.040 +0.044 -0.003

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차이가 조금 줄어들긴 하였으나 아직 셀간 최대 0.083V 차이가 나는 상태이다.

스펙상 0.03V까지 맞추어 준다는것 같은데..

기대가 커서 그런지 좀 아쉬운 성능이었다.

		1	2	3	평균전압	최대최소차이
일렉트로룩스	Before	4.071	4.200	4.120	4.130	0.129
	After	4.082	4.165	4.118	4.122	0.083
	변화	-0.011	0.035	0.002	0.009

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그래도 분명히 셀간 전압차이를 줄여주는것은 확실했고

다음번에는 집청소 한번 한 뒤에 셀간 전압차가 좀 더 큰 상태에서 작동을 시켜볼 예정이다.

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2. 청소기#2 (VC-LSS92)

본바탕이 삼성 VC-LSS92로 니카드셀 8개짜리 9.6V용이었으나

지금은 다이슨 20700 3셀이 들어가 있는 청소기이다.

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그전까지는 내 메인 청소기였으나

일렉트로닉스가 환골탈태하여 성능과 편의성이 너무 좋아져 버린 이후로 완전히 주류에서 밀려버렸다.

(아내는 그간 무거워서 사용 않았으나, 나는 이 청소기가 힘이 좋아서 즐겨 사용했었음)

충전한지도 아마 몇달 된것 같다.

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이퀄라이저를 장착하는 순간 잠시 LED가 반짝 들어왔다가 꺼져 버린다.

느낌상 억지로 밸런싱 해 줄만큼의 상태가 아니라고 판단한 듯 하다.

		1	2	3	평균전압	최대최소차이
VC-LSS92	Before	4.101	4.136	4.106	4.114	0.035
	After	4.101	4.136	4.106	4.114	0.035
	변화	0	0	0	0

테스트전 셀간 전압 차이 최대치가 0.035V 였으며 액티브 밸런싱 작동 않음

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3. 물걸레 청소기

이건 원래 2S용이었는데, 내장된 밸런싱 기능을 신뢰할 수 없어서

3S 배터리로 바꾸고 외부 충전하면서 사용중이다.

		1	2	3	평균전압	최대최소차이
물걸레청소기	Before	4.065	4.129	4.125	4.106	0.064
	After	4.065	4.129	4.125	4.106	0.064
	변화	0	0	0	0

테스트전 셀간 전압 차이 최대치가 0.064V 였으며 액티브 밸런싱 작동 않음

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4. 삼성청소기#3 (VC-LSS90)

VC-LSS90으로 위 일렉트로룩스 다음으로 핸디형으로 들어온 청소기였다.

VC-LSS90 으로 3S개조 상태임

		1	2	3	평균전압	최대최소차이
VC-LSS90	Before	4.025	4.108	4.131	4.088	0.106
	After	4.04	4.103	4.119	4.087	0.079
	변화	-0.015	0.005	0.012	0.00067

테스트전 셀간 전압 차이 최대치가 0.106이었으며 액티브 밸런싱 작동하였음

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5. 삼성청소기#4 (VC-LSH62)

VC-LSH62로 원래 7.2V모델이다.

기구 자체는 삼성청소기들과 공용이나 실제로 내부에 들어간 모터도 7.2V용인듯 하다.

현재 3S로 개조해 준 상태이며, 동작시 격렬하게 돌아간다.(LG 2S처럼)

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테스트 전후

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		1	2	3	평균전압	최대최소차이
VC-LSH62	Before	4.133	4.138	4.15	4.140	0.017
	After	4.133	4.138	4.15	4.140	0.017
	변화	0	0	0	0

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셀간 전압차이 최대치가 0.017V였으며 액티브밸런싱 동작하지 않음

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※ 그 외 고양이 치즈 화장실 주위 청소용 필립스 4.2V(18650 2셀로 개조했는데, 4.2V였음에도 불구하고 7.2V에 아주 찰떡 궁합임. 이 모델 청소기 몇개 더 구하고 싶어짐)는 귀찮아서 이번 테스트에서는 제외.

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6. LG 2S 청소기

원래 4.8V로 니카드 4셀용인데, 고방전 2S를 넣었더니 폭발적인 파워를 초기에 잠시 내다가

어느새 기력이 다 했는지 그렁저렁 돌아만 가는 청소기

		1	2	평균전압	최대최소차이
LG Ezmate 4.2V	Before	4.006	3.984	3.995	0.022
	After	4.006	3.984	3.995	0.022
	변화	0	0	0

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2셀용이라서 3셀용 이퀄라이저로는 측정 안된다.

2셀용 이퀄라이저도 같이 주문했는데.. 아직 납땜전이다. -> 며칠후 2셀용 마련하여 측정 해봄

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7. 필립스 Wet&Dry 4.8V

이거 의외로 물건임

여기에 리튬이온 2S물려줄 경우 거의 최대치까지의 성능을 볼 수 있으며

내구성 저하도 전혀 없음(LG 4.8는 모터가 맛이 갔음)

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이 청소기는 고양이 화장실의 주변 청소 전용이라서, 미세한 모래먼제를 3년이상 견뎌오고 있음

내가 청소기 관리도 거의 해 주지 않은채 2년 이상 사용중이나 아무런 문제가 없다.

동급의 LG청소기보다 한참 수준 높다고 생각됨

		1	2	평균전압	최대최소차이
필립스 Wet&Dry 4.2V	Before	4.213	4.189	4.201	0.024
	After	4.213	4.189	4.201	0.024
	변화	0	0	0

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고양이 화장실 주위 청소용이라 미세한 먼지가 잔뜩 앉아있는걸 볼 수 있음

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아래는 2S용 이퀄라이저이다.

2S청소기중에는 셀간 편차가 큰 게 없어서 동작 확인을 하지는 못했음

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