Warum fängt mein Board an zu rauchen, wenn ich eine höhere Batteriespannung einlege?

Ich habe gerade meine benutzerdefinierte Platine per Post von PCBWAY erhalten.

Eingesteckt in eine kleine Batterie bekam ich mit Adafruit nur 2000 mAh bei 3,7 V (PKCELL LP803860) und zeigte das LED-Licht, um anzuzeigen, dass es mit Strom versorgt wurde, also fand ich es großartig, dass es funktioniert.

Als ich dann jedoch eine Batterie anschloss, bestellte ich sie bei Alibaba. (EWT LP10048166) gleiche Spannung bei 3,7 V und größer bei 20 AH (20000 mAh)

Mein JST 2-PH Stecker beginnt zu rauchen.

Jeder weiß, warum dies geschieht, da ich dachte, dass dies bei gleicher Spannung und größerer Batteriegröße gut funktioniert.

Der erste Teil des Boards, der sich mit der Batterie befasst, ist in einfachen Worten der 1000C Powerboost von adafruit, den ich in mein Design aufgenommen habe. Es ist also so ausgelegt, dass es 3,7 V aufnimmt und diese dann in 5 V umwandelt, was die Mehrheitsspannung ist, die die Komponenten auf meiner Platine benötigen. Der Zweck der Platine in Verbindung mit einem Pi-Kamera-v2-Modul, einem Compute-Modul 3, 3 Ultraschallsensoren und einer Cree-LED besteht darin, als visuelles Bewusstseinssystem für Sehbehinderte zu fungieren. Der Grund, warum ich eine 20-Ah-Batterie verwende, ist, dass ich sie brauche Das System hat genug Leistung, um bis zu 10 Stunden pro Tag zu verwenden.

Wusste nicht, dass der JST-Anschluss für bis zu 2 Ampere ausgelegt ist. Vielleicht ist dies der Grund für etwas Rauchen, wenn eine 20-Ampere-Batterie direkt daran angeschlossen ist. Ich sprach mit einer Freundin von mir und sie schlug vor, dass einige der Komponenten auf der Platine ihren Widerstand aufgrund des höheren Amperestroms ändern könnten. Musste sich keine Gedanken über + & - machen, da der Stecker nur eine Möglichkeit bietet, dass sich die Pins treffen.

Hier ist ein Bild der größeren Batterie

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Als Antwort auf Daniel Tork ist hier der Schaltplan für den betroffenen Abschnitt des Boards.

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Und hier ist die Board-Ansicht in EagleGeben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Befolgen Sie genau das, was MartinF in seiner neuen Bearbeitung gepostet hat, und das hat das Problem behoben. Es stellte sich heraus, dass die Polarität am JST-Anschluss der Batterie umgekehrt war. Mit Sorgfalt gelang es, sie herauszudrücken und sie umzuschalten. Eingesteckt in die Platine und die LED auf der Platine ging an und kein Rauch.

+ und - vertauscht?
Sie haben die Schaltung wahrscheinlich unter Berücksichtigung der Impedanz der Batterie entworfen, so dass sie als Vorwiderstand wirkt und den Strom begrenzt. Durch Ändern der Impedanz der Batterie wird dieser Widerstand verringert, sodass Ihre Schaltung mehr Strom aufnehmen kann (falls dies gewünscht wird), was ich in diesem Fall annehmen würde. Ich denke, Sie wurden möglicherweise durch einen nicht begrenzten Einschaltstrom oder Ihre LEDs, die zu viel Strom sinken, zerstört.
Okay Prost für diese Informationen. Ich weiß, dass das Board immer noch funktioniert, da ich nach dem Herausziehen der Batterie, die das Problem verursacht hat, eine vorherige 2-Ah-Batterie eingelegt habe, und das hat wunderbar funktioniert.
@sidA30: ​​Das klingt für mich nicht plausibel. Der Einschaltstrom ist normalerweise nur eine Spitze, zumal es keine Motoren oder ähnliches gibt. Rauch kommt nur nach einer Weile, nicht wegen Spikes. Auch die Adafruit-Website schlägt vor, dass das 1000C-Board größere Batterien verarbeiten kann.
@MartinF Sie wissen, dass die Kapazität einen großen Einschaltstrom hat, oder? Wie eine MCU, Displays usw., weshalb viele SMPS Softstarts haben. Mein Punkt zielte in erster Linie auf die Impedanz der Batterie ab, nicht auf die Amperestunden des Dings.
@MarcBrooks Der Einschaltstrom mag eine Spitze sein, trägt aber immer noch viel Energie, weil seine Dauer > 0 ist. Ich habe gesehen, wie FETs deswegen in Rauch aufgegangen sind.
@sidA30: ​​Ich dachte nur, es würde eine Weile dauern, bis ein 2A-Stecker zu rauchen beginnt. Ich würde denken, es würde länger als eine Spitze dauern, eher wie eine Sekunde oder so? Und nach der Spitze würde das Ding nicht aufhören zu rauchen? Aber ich weiß natürlich nicht, wie lange es geraucht hat. Das Datenblatt des im 1000C verwendeten TPS61090 gibt an, dass er einen Strombegrenzer für Isw von max. 2500mA und eine Anlaufstrombegrenzung von 0,4 Isw. Würde es nicht mehr als 2,5 A brauchen, um einen 2-A-Stecker zum Rauchen zu bringen? Ich kenne mich mit dem Kapazitätseinschaltstrom aus, aber auf einem strombegrenzten Chip? Ich weiß nicht. Aber vielleicht liege ich auch komplett falsch! Nichts für Ungut.
Einschaltstrom zerstört oft das Innere einer Komponente, was einen Kurzschluss verursacht, sodass es so lange brennt, wie der Kurzschluss dort bleibt. Dies ist eher als ein konstanter Gleichstromfehler, wie Sie ihn sich vorstellen.
Strombegrenzung braucht seine Zeit. ZB TI tastet den Strom alle 250 us ab. Im schlimmsten Fall hätten Sie einen Einschaltstrom von 500 us (+ TI boni).
Wäre besser, wenn Sie den Beitrag tatsächlich bearbeiten könnten , anstatt zahlreiche "Edit 1:, Edit 2:" usw. anzuhängen.
Ich stimme pipe zu: Bitte fügen Sie einen Schaltplan hinzu, anstatt zu versuchen, Ihr Setup mit Worten zu beschreiben. Ich kann nicht herausfinden, wo dieser Stecker platziert ist. Wenn Sie die Dinge klarstellen, Marc Brooks, kann sich Ihre Frage als etwas Interessantes herausstellen.
@sidA30 "Einschaltstrom zerstört oft [...]" Wenn also ein FET einen riesigen Kondensator einschalten würde, würde der anfängliche Stoß (kurz) ihn zerstören, und wenn der FET deswegen kurzschließen würde. Der hohe Strom nach dem Kurzschluss (lang) würde es zum Rauchen bringen, oder? Jetzt erwähnte OP, dass sein Board immer noch funktioniert. Der Ausfall war also zerstörungsfrei. Der Rauch könnte also allein vom kurzen Einschaltstrom kommen . Bei 600 kHz gehe ich davon aus, dass der Strom mindestens einmal pro Zyklus gemessen wird, sodass ein Impuls von maximal 1,7 us möglich ist. dazu führen, dass ein Stecker raucht? Ich würde erwarten, dass ein Funke oder eine Spur eher als Sicherung fungiert?
Soll ich eine neue Frage zu diesem speziellen Thema stellen? Ich bin sehr daran interessiert, was herauskommen würde, und ich würde gerne lernen, auch wenn ich falsch liege! Aber es hängt auch irgendwie mit der Frage zusammen, die OP gestellt hat. Oder sollten wir die Diskussion vielleicht in den Chat verschieben? Oder gibt es dazu nicht viel mehr zu sagen? Was wäre die beste Vorgehensweise, da ich jetzt erst seit 6 Tagen auf EE.SE bin ...?
Ich würde mich nicht auf die Frage von OP konzentrieren, da es an Informationen mangelt, um sein Problem tatsächlich zu behandeln, z. B. Schaltpläne. Zu Ihrer Frage könnten Sie sicher fragen: "Wie beschädigt ein Einschaltstrom Stromkreise" (ich weiß auch hier nicht, ob dies das Problem von OP ist). Ich bin mir sicher, dass Sie einige gute Markisen bekommen werden. Zur Information hat TI einige leicht verständliche Hinweise zu diesem Thema hier ti.com/lit/an/slva670a/slva670a.pdf
Und ja, wenn Sie Strom über den Spitzenstrom des FET schalten würden, könnten Sie ihn beschädigen. Wenn Sie sich die Innenimpedanz des FET als eine Spur vorstellen, auf die im obigen Link verwiesen wird, werden Sie verstehen, warum.
Gib mir sicher eine Sekunde. Wird den schematischen Abschnitt für den Teil der Platine hochladen, der geraucht hat.
@sidA30: ​​Tut mir leid, aber wenn ich mir einige Ihrer Antworten in unserer kleinen "Diskussion" hier ansehe, denke ich, dass Sie meinen ganzen Punkt missverstehen könnten. Aber ich werde meinen Fall hier ausruhen, da die Frage des OP beantwortet ist. Ich werde darüber nachdenken, ob ich eine Frage zu Unrush vs. Smoke poste :-). Danke trotzdem für den guten Input zum Nachdenken.

Antworten (1)

Ein paar Gedanken:

  • Wenn Ihr Board ursprünglich für den Betrieb mit 3,7 V ausgelegt ist, sollte das Anschließen des Akkus mit größerer Kapazität kein Problem darstellen, da beide Akkus 3,7 V haben. War dein Board für 3,7V ausgelegt?
  • Überprüfen Sie, wie @Alexander bereits kommentiert hat, ob Sie versehentlich + und - vertauscht haben
  • Der 'JST'-Anschluss ist für bis zu 2 Ampere ausgelegt, sodass ziemlich viel Strom fließt, um ihn zum Rauchen zu bringen. Ist auf der Platine eine Sicherung? Ist auf der Platine eine Verpolungsschutzdiode? Haben Sie versucht, das Board mit dem Akku mit geringerer Kapazität erneut einzuschalten?
  • Da die Spezifikationen auf Websites wie Alibaba nicht die zuverlässigsten sind, können Sie die Spannung überprüfen, die aus Ihrer Batterie kommt, und prüfen, ob sie wirklich (fast) 3,7 V beträgt. Ich konnte die von Ihnen angegebene Batterienummer nicht finden. Es gibt viele Batterien namens 'AWT', aber dann immer noch keine Ergebnisse für diese Nummer. (20AH ist übrigens riesig.)

Bearbeiten: Beweis, dass Sie die Polarität umgekehrt haben!

Also habe ich mir Ihre Batterie, das 1000C-Modul und den JST 2-PH-Anschluss genau angesehen.

JST 2-PH

Dies ist eine Nahaufnahme eines generischen JST 2-PH-Steckverbinders. Achten Sie nicht auf die Farben der Drähte, da dies nur ein Bild aus dem Internet ist. Wichtig ist: Sie können deutlich sehen, dass wenn die 'Federn', die die Kontakte im Stecker halten, oben sind, das '|' und zwei "Bumps", die den Stecker in der Buchse halten, befinden sich auf der Unterseite.

Adafrucht 1000C

Dies ist eine Nahaufnahme des Adafruit 1000C-Moduls. Das '|' und die Unebenheiten sind oben, also müssen die "Federn" unten sein. Mit dem '|' Oben ist das + rechts. Setzen Sie das '|' unten und damit die 'Federn' oben, wäre das + auf der linken Seite .

Großer Batterieanschluss

Hier ist eine Nahaufnahme des Bildes, das Sie in Ihrer Frage gepostet haben. Die 'Federn' sind deutlich oben, und Sie können unten eine der 'Erhebungen' sehen, die sich auf der gleichen Seite des '|' befinden. Also das '|' ist unten. 'Springs' oben, + sollte LINKS sein, ist aber RECHTS!

Ihre Polarität ist also tatsächlich umgekehrt! Sie können die "Federn" vorsichtig anheben und die Kontakte herausnehmen. Dann können Sie sie wieder an der richtigen Stelle platzieren. Achten Sie darauf, die "Federn" nicht zu weit zu biegen, da sie nur aus Kunststoff sind und leicht abbrechen. Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie die Batterie nicht versehentlich kurzschließen, wenn beide Kontakte offen sind.

Hoffe das hilft!

Update: Ich habe gerade gesehen, dass sie auf ihrer Website tatsächlich eine Warnung für Batterien von Drittanbietern mit umgekehrter Polarität haben!

Wie willst du die Batterie laden? Über die 1000C? Da dieses Modul nur mit max. 1000 mA aufgeladen werden kann, dauert das Aufladen Ihres Akkus (bei vollständiger Entladung) mehr als 24 Stunden. Ich weiß nicht einmal, ob Sie einen Li-Ion/Li-Po-Akku mit weniger als 0,5 °C laden können. Aber das ist sowieso ein ganz anderes Thema...

Es kommt auch auf die Anwendung an. Ein 20-Ah-Akku kann viel mehr Leistung liefern als eine winzige 2-Ah-Zelle. Wenn Sie einen Motor oder etwas tauschen. Sie können leicht einige kA als SCD-Strom erreichen.
Sie haben Recht. Da OP nichts als eine einfache LED erwähnte, ging ich nicht von großen Verbrauchern aus. Ich frage mich, was sein Board mit 20 Ah Batteriekapazität machen soll ... Was meinst du mit SCD-Strom? Meinst du den Einschaltstrom ?
Ja, Einschaltstrom. Ich stecke in der TI-Terminologie fest und dort heißt es Kurzschluss-Entladestrom
@MarcBrooks Bitte fügen Sie diese Informationen zu Ihrer Anwendung zu Ihrer Frage hinzu
@MarcBrooks: Nein, das kann nicht der Grund für den Rauch sein. Die 20AH Ihres Akkus sind nur ein Maß für die Kapazität, also wie lange er hält. Die Menge der fließenden Leistung wird durch Ihre Last bestimmt . Ein 2A-Anschluss ist in Ordnung, da der 1000C nur maximal 2A liefern kann. Trotzdem.
Zitat: "Es könnte sein, dass sich einige der Komponenten auf der Platine aufgrund des höheren Amperestroms im Widerstand ändern". Nun, da es Rauch gab, könnte dies passiert sein, aber es hat nichts mit der Kapazität Ihrer Batterie zu tun.
Zitat: "Musste mir keine Gedanken über + & - machen, da der Stecker nur eine Möglichkeit zulässt, dass sich die Pins treffen." Aber hast du es gecheckt? Denn obwohl der Stecker nur in eine Richtung passt, bedeutet das nicht, dass die Drähte im Stecker nicht sowieso vertauscht werden können. Es gibt keinen Standard, wo + und - im Stecker hingehen ...
Übrigens, die 1000C-Info auf der Website ist etwas zweideutig. "Interner 2-A-Schalter (~2,5-A-Spitzenbegrenzung) bedeutet, dass Sie 1000 mA+ aus einem 3,7-V-LiPoly/LiIon-Akku erhalten können." - Kann es also 2A oder 1A+ liefern oder wie viel genau???
@MartinF Ich werde Ihre Bearbeitung überprüfen und mich mit Ihnen in Verbindung setzen, wie es läuft.
@MartinF Es war genau so, wie Sie sagten, die Polarität der Kabel war umgekehrt. Mit ein wenig Sorgfalt gelang es, die Anschlüsse herauszudrücken und in die entgegengesetzte Richtung zu wechseln, und das funktionierte. Prost, dass du es bis zum Ende mit mir durchgehalten hast.
@MartinF In Bezug auf das Aufladen werde ich zu einem späteren Zeitpunkt herausfinden, dass ich wahrscheinlich dem Ansatz von Ankern wie Anker folgen werde, die ein superschnelles Aufladen ermöglichen, wodurch die Ladezeit verkürzt werden sollte. Da dies ein Prototyp ist, ist der Hauptgrund, warum ich 20 Ah habe, dass ich im Moment eine Cree-LED am Design beteiligt habe, die 3000 mAh plus 1100 mAh von den anderen Komponenten in meiner späteren Version verbraucht, die ich am Ende entferne. Das heißt, ich muss mich nur um ungefähr 1100 mAh kümmern.
Danke für das Follow-up, ich weiß es zu schätzen. Schön, dass es gut geklappt hat. Da das Modul kurzzeitig an Rückspannung lag, beobachten Sie es. Manchmal scheint es gut zu funktionieren, aber später oder unter bestimmten Umständen treten Probleme auf. Erwägen Sie, es für das Endprodukt zu ersetzen oder wenn es sich seltsam verhält :-). Klingt nach einem interessanten Projekt, an dem Sie arbeiten! Mach weiter so.
Die Vorstellung, dass eine solche Batteriezelle 3,7 Volt liefert, ist an sich schon grundlegend falsch. Typischerweise hat ein frisch geladener Lithium-Polymer-Pack 4,2 Volt pro Zelle, obwohl einige jetzt für das Laden auf höhere Spannungen ausgelegt sind. Es wäre jedoch angemessen zu überprüfen, ob sowohl das Design als auch die Packung von der Einzelzellsorte sind.
Warum fängt mein Board an zu rauchen, wenn ich eine höhere Batteriespannung einlege?
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