Электронная нагрузка EBC-A10H от ZKEtech с функцией тестирования аккумуляторов

Чуть больше трех лет назад у меня был обзор электронной нагрузки ZKE EBC-A10 которая сразу прочно стала одним из моих основных приборов в тестировании аккумуляторов и наверняка вы видели как ее саму, так и графики, которые я приводил в обзорах аккумуляторов.
Прибор оказался реально очень полезным и насколько мне известно, ее обзор был если не первым, то одним из первых, но пришло время обновить её, о новой версии данной нагрузки и пойдет сегодня речь.


Для начала отвечу на вопрос, зачем я купил себе новую нагрузку если у меня уже есть одна.
Этому есть несколько причин:
1. Мне банально уже не хватает одной нагрузки
2. Новая нагрузка мощнее
3. Кроме того имеет диапазон установки тока не от 100мА, а от 50, что в тестах аккумуляторов имеет значение так как часто данные в даташитах приводятся именно для такого тока окончания заряда.
4. Данная нагрузка более функциональна так как имеет обновленную прошивку.

Но на самом деле я пошел еще дальше и купил две новые нагрузки и еще небольшое дополнение к ним, но об остальном в другой раз.
Изначально была мысль купить на Алиэкспресс, но там она стоит 95-99 долларов, благо на помощь пришел один из моих постоянных читателей и одновременно спонсор некоторых обзоров предложив помощь в покупке, за что ему огромное спасибо.
Нагрузки вышли около 95 долларов, плюс дополнение около 3 долларов, плюс доставка 30, итого все в сумме затянуло почти на 130. Если покупать все на Али, то сумма приближалась к 200, но при покупке на Али есть свои преимущества, например открытие спора в случае проблем, потому не все так однозначно и это надо учитывать.

Доставка заняла около двух недель, общий вес коробки почти 3.5 кг, габариты можно оценить на фото. Можно было сэкономить, заказав перепаковку и доставку поездом, но я хотел получить их поскорее потому отправили самолетом.

Обе нагрузки запакованы в воздушные «матрасы», которая дополнена пупыркой и обе пришли внешне без повреждений.


В комплекте поставки входит:
1. Нагрузка EBC-A10H
2. Силовые провода с крокодилами
3. Интерфейсный кабель
4. Кабель питания
5. Инструкция и гарантийка.

Вообще у продавца есть два варианта лота, второй примерно на 8 долларов дешевле, в него не входит интерфейсный кабель, блок питания и кабель питания, при этом интерфейсный можно купить отдельно за 3 или 4 доллара и тем самым сэкономить 5 долларов, а блоков питания у меня и так валом, но сейчас такого варианта поставки нет, увы :(


Начну описание с дополнений.
Все упаковано в отдельные пакеты, потому выглядит довольно аккуратно и «по фирменному».


Инструкция и гарантийка, последняя у нас не действует, а описание на китайском, потому пропускаем этот пункт. Кому надо, в интернете есть описание ПО на английском и по сути этого более чем достаточно.


1. Кабель питания. То что мне как говорится «и даром не надо», при том что я сначала заплатил за сам кабель, а потом еще и за его доставку и при том, что он с китайской вилкой, да еще и стандартный «компьютерный», которых у любого радиолюбителя или компьютерщка обычно валом.
2. Комплект кабелей для подключения к аккумулятору или блоку питания, провода очень мягкие, если будете заказывать и они будут идти отдельно, то рекомендую не экономить и купить их.
3. В отличие от моей нагрузки, здесь крокодилов четыре, а не два, потому подключение может быть более гибким в некоторых ситуациях.
4. Силовые клеммы медные, на них выбито — 30А, провода припаяны, а не просто обжаты.
5. Интерфейсный кабель, вещь полезная, но при желании легкозаменямая на обычный USB-ttl RS232.
6. Разъем подключения к нагрузке, они у ZKEtech бывают трех видов:
MiniUSB, но на самом деле это не USB, просто использован тот же разъем, при подключении USB кабеля ничего не сгорит, просто не будет работать.
Авиационный 3 или 4 контакта, здесь надо смотреть на саму нагрузку, к сожалению не везде указано какой разъем применен, в моем случае это 4 контакта, у продавца есть оба варианта на выбор, к моей шел в комплекте.


Нагрузка.
Корпус явно переработан, в моем варианте это был просто корпус блока питания, здесь же полноценный большой корпус со встроенный блоком питания и обычными клеммами. Покраска аккуратная, собственно и придраться не к чему, ну наверное не хватает ручки которую можно использовать как подставку.


Изменено и управление, четыре кнопки заменены на нажимной энкодер и кнопку старта. По сути ничего не изменилось, но пользоваться удобнее. С другой стороны, я ручным управлением пользовался один раз, когда готовил обзор предыдущей версии три года назад, потом использовал только управление с компьютера.
Дисплей, ну здесь понятно.
Четыре клеммы, две силовые, помеченные как А+ и А-, и две измерительные, соответственно V+ и V-.
Расположение клемм неудобное, плюсовые слева, минусовые справа и изменить не получится как минимум потому что надписи на корпусе все равно останутся.


По бокам вентиляционные отверстия, сзади вентилятор, разъем подключения питания, выключатель с подсветкой и предохранитель.
Снизу четыре ножки, по столу нагрузка не скользит.


Есть и гарантийная пломба, которая изначально сама пыталась отклеиться, на фото результат отклеивания после того как я ее попробовал приклеить на место :)
Но так как мне гарантия никак не поможет, то снимаем ее.


Конструкция корпуса понятна и проста, П-образная крышка и Г-образное дно.
Конструкция охлаждения продуманная, вентилятор одновременно охлаждает как сам радиатор, так и зарядное устройство, шунт и блок питания.


На правую сторону выходят ребра радиатора охлаждения силового узла. Основываясь на опыте работы со своей мощной нагрузкой могу сказать что радиатор без особого запаса.


На другую сторону вынесено все остальное.


Вентилятор почему-то стоит тонкий, я бы поставил более привычный 20 или 25мм, хотя у меня в мощной нагрузке тоже стоит тонкий, но там не было места и такое решение было вынужденным.


Удивила аккуратность, провода оконцованы, все разъемы дополнительно зафиксированы термоклеем, но вот за то, что интерфейсные провода идут под блоком питания и не имеют дополнительной изоляции, я бы бил по рукам.


Кстати о блоке питания, думаю нет смысла его особо описывать, так как это известный многим «народный» блок питания на 24 Вольта. Кстати можно будет его как нибудь протестировать, так как мой обзор четырехлетней давности уже явно устарел.
Блок питания рассчитан на 100-120 Ватт, зарядное устройство с ним будет иметь примерно сопоставимую мощность (20 Вольт 5 Ампер), потому можно не менять, тем более что он здесь имеет активное охлаждение.
Я же скорее всего доработаю зарядное и заменю БП, но последнее еще под вопросом.


Силовая плата.
Собственно особо описывать здесь нечего, на ней расположено зарядное устройство, стабилизатор питания «мозгов», шунт, транзисторы и прочая мелочь.


Хотя нет, есть одно важное отличие, здесь установлено реле.
Все дело в том, что у старой версии нагрузки вылез глюк, причем глюк опасный.
Дело в том, что работой зарядного управляет контроллер и все бы хорошо если бы не то, что способов управления есть два:
1. контроллер разрешает работу зарядного
2. контроллер запрещает работу зарядного

Здесь использован второй метод, зарядное стартует всегда, а контроллер управляет его выключением и если подать питание при подключенном низковольтном аккумуляторе, а блок питания не очень мощный, то возникает перегрузка и БП уходит в защиту.
При этом контроллер не стартует, а зарядное долбит аккумулятор в попытке зарядить его до напряжения пока сможет стартовать контрорллер. Я уже наступил на подобные грабли и чуть не убил аккумулятор.

Производитель доработал этот момент, питание на зарядное идет через реле и питается оно только тогда когда ему надо работать и вышеописанная ситуация исключена.


В силовом узле применены два транзистора IRFP250M, включенные параллельно, по крайней мере цепей балансирования тока я не увидел.
Рядом с одним из них находится термореле на 50 градусов. Вентилятор имеет две скорости, первая включается контроллером если мощность нагрузки/заряда превышает 10/5 Ватт, за вторую отвечает термореле.

Недалеко от транзистора заметны клеммы для подключения терморезистора, но они не используются.


Зарядное точно такое же как у предыдущей версии, здесь ничего нового, но дроссель хочется заменить на более мощный.


Плата контроллера, ну здесь вообще ничего нового, плата полностью идентична аппаратно плате от моей предыдущей нагрузки, разница только в прошивках. только сейчас подумал, возможно ли что защита от считывания отключена…


Включаем и видим тот же унылый ЖК дисплей, хотя мне он нужен ну может лишь чуть чуть чаще чем клавиатура, на него я все таки иногда смотрю. Но менять точно не хочу.


На экран в ручном режиме выводится:
1, 2. Режим работы, текущее напряжение и ток, а также время + емкость мАч и текущая мощность + емкость Втч.
3, 4. То же самое в работе.
5, 6. Есть режим СС (постоянный ток) и СР (постоянная мощность), к сожалению режима CV нет, а как бы он был полезен.
7 — 11. Но вот что удивило, есть режимы заряда для аккумуляторов разных типов, при этом LiPo подразумевает и работу с LiIon так как это по сути одно и то же.
12. Есть конечно и ручной режим заряда, где ток и напряжение выставляется вручную.


Перед тестами приведу технические характеристики, для начала в оригинале, т.е. на китайском.


А теперь кратенько в моем переводе.
Питание — 19-24 Вольта 4 Ампера или от 220 Вольт при наличии встроенного БП
Диапазон входного напряжения — 0.00-30.00 Вольт, дискретность измерения 0.01 Вольта
Диапазон выходного напряжения — до 18 или 22 Вольт, этот пункт не совсем понятен.
Ток нагрузки — 0.05-10.00 Ампера, дискретность установки 0.01 Ампера
Ток заряда — 0.05-5.00 Ампер, дискретность установки 0.01 Ампера
Режим нагрузки — CC, CP
Режим заряда — CV
Погрешность измерения напряжения:
До 4.5 Вольта — дискретность измерения 0.003 Вольта, погрешность +\-0.5%
от 4.5 до 30 Вольт — дискретность измерения 0.01 Вольта, погрешность +\-0.5%
Измерение тока — 0.05-10.00А, дискретность 0.01А, погрешность +\-0.5%
Измерение емкости
до 10Ач — дискретность 0.001Ач (1мАч)
10-100Ач — дискретность 0.01Ач (10мАч)
100Ач и больше — 0.1Ач

Ну и перейдем к тестам.

Сначала точность измерения входного напряжения, к ней же привязана и точность установки напряжения окончания заряда.
Насколько я могу судить, здесь вопросов нет, точность на нормальном уровне, хотя меня не покидает ощущение, что моя старая нагрузка чуть точнее откалибрована.

Последние два фото, максимальное входное напряжение, если превысить, высвечивается перегрузка.


Есть и нюансы, хоть в характеристиках для диапазона 4.5-30 Вольт дискретность в 0.01 Вольта, реально она не соблюдается так так возможны ситуации:
1, 2. Напряжение на входе меняем на 0.01 Вольта, а нагрузка не видит изменение.
3, 4. Меняем на те же 0.01 Вольта, а на дисплее нагрузки меняется на 0.03 Вольта.

Такое происходит не всегда, но тем не менее бывает.


Ток нагрузки выставленный самой нагрузкой и измеренный мультиметром.
Здесь нагрузка в заявленную погрешность вписалась, но впритирку. Особенно это заметно при токе 10 Ампер, где при 0.5% должно быть 9.95-10.05. Во всём диапазоне ток немного занижен и если для обычного режима это никакого значения не имеет, то при тестировании емкости аккумуляторов на то же значение будет завышен результат. Например аккумулятор емкостью 9.96Ач покажет что у него 10Ач.

При необходимости все это можно откалибровать самостоятельно, но пока не буду этого делать, посмотрю как поведет себя дальше.


Тест температурной стабильности установки тока.
Весьма важный тест, потому как при некачественном шунте ток может значительно меняться по мере прогрева.

Небольшой уход есть, но так получилось, что в нужную сторону, т.е. по мере прогрева уменьшается погрешность.


Данная нагрузка, имеет индекс EBC и в отличие от серии EBD соответственно включает в себя и функцию заряда, потому дальше проверка точности установки тока заряда, так как это отражается на точности измерения емкости «на заряд».

Все почти полностью совпадает с работой в режиме разряда, а потому при желании можно попробовать сделать «аппаратную» коррекцию, чуть уменьшив номинал шунта при помощи параллельного сопротивления. Отличие от «программной» коррекции в том, что сложно что-то испортить :)
Кстати, моя нагрузка со временем начала в одном режиме ток занижать, а в другом завышать, т.е. сместился ноль, что уже хуже.


А вот здесь по мере нагрева ток немного падает.


ПО я уже описывал в предыдущем обзоре, потому постараюсь относительно кратко, а кроме того укажу на отличия.
Со времени предыдущего обзора прошло несколько лет и ПО периодически обновляется, но глобально ничего не изменилось.
Из ключевого обновления — ток и напряжение отображаются теперь с той же дискретностью что и на нагрузке, в старых версиях было на один знак после запятой меньше.
Кроме того, все режимы запоминаются в нагрузке и если вы к примеру выставите ток заряда, напряжение и т.п., потом отключите и подключите нагрузку к другому компьютеру, то там ПО загрузится с этими настройками.

Теперь о самом ПО.
Главное окно включает в себя большую область для построения графиков, по умолчанию выводится ток и напряжение, но можно включить отображение и графика мощности, хотя надо это очень редко.
Правее располагается область индикации и управления, где отображается текущее напряжение, установленный ток нагрузки, а в режиме заряда реальный, мощность и время с момента старта теста.
Чуть ниже управление режимами, кнопки запуска теста, остановки, изменения тока нагрузки без остановки теста (только в режиме нагрузки) и кнопка «Монитор», в этом режиме нагрузка работает как логгер тока и напряжения никак не влияя на процесс.

В самом низу строка где выводится:
Название устройства, режим работы и параметры, напряжение в начале и конце теста, емкость мАч, Втч, среднее напряжение за весь тест, цвет соответствия графиков.


Дальнейшее описание спрячу под спойлер так как во многом оно повторяет описание первой нагрузки.


А вот то, что изменилось довольно заметно, в новых версиях есть возможность использовать предустановки режимов работы с разными типами аккумуляторов, а не только ручной режим. К сожалению для этого нужна поддержка со стороны самой нагрузки и моя старая все равно так не умеет.


Функция предустановленных режимов заряда была проверена с четырьмя типами аккумуляторов:
1. Обычный литий-ионный
2. LiFePO4
3. Никель-металл-гидрид (здесь поддерживаются и кадмиевые, но суть та же самая)
4. Свинцово-кислотный


Литий-ионный, заряд до 4.2 Вольта, отсечка по падению тока до 50мА независимо от установленного. Обычно отсечка устанавливается как 1/10 от тока заряда, но здесь выставлен режим чаще всего используемый в даташитах.


LiFePO4
Все то же самое, но заряд до 3.65 Вольта, отсечка при падении тока до 50мА. Странно что заряд до 3.65, а не до 3.60, я почему-то считал что правильно заряжать именно до 3.60 Вольта.


Никель-металл-гидрид.
Здесь я взял очень старый аккумулятор, ему около 17-18 лет и попутно к тесту режима решил его немного реанимировать задав заряда/разряд в цикле. Сначала емкость была 10-20мАч, но на восьмом цикле составила уже 450мАч, дальше не экспериментировал.
Здесь напряжение заряда настроено на уровень 1.65-1.7 Вольта, но основная отсечка производится не по падению тока, а по дельте напряжения. Т.е. в процессе заряда напряжение растет, затем некоторое время держится стабильно и после окончания заряда начинает падать, а как только нагрузка видит стабильное падение напряжения, то прекращает заряд.
Хоть данный тип аккумуляторов уже мало распространен, но приятно что реализовали корректный принцип заряда.


Свинцовый аккумулятор.
Заряд до напряжения 14.40 Вольта, останов заряда по падению тока до 100мА независимо от исходного тока заряда, что на мой взгляд не совсем корректно, впрочем никто не мешает задать режим вручную.
Кроме того вы наверное заметили что задается и количество элементов в батарее, изначально стоит 0, если не выбрать, то при старте автоматически выставится 1 элемент, но например для свинцовой 12 Вольт батареи следует выставить 6, потому как на самом деле это сборка из шести последовательно включенных ячеек.
Максимально в данном режиме можно выставить 12 ячеек, но в таком варианте скорее всего надо переделывать как само зарядное, так и использовать более высоковольтный блок питания. Т.е. практический предел здесь сейчас 12 Вольт аккумулятор, теоретический — 24 Вольта.


Проверка температурных режимов.
1. Работа в режиме нагрузки, напряжение 29 Вольт, ток 5.05 Ампера, мощность на нагрузке около 145 Ватт. Температура транзисторов в разумных пределах, порядка 75-80 градусов, но в жару возможен перегрев, я считаю критическим максимумом около 90 градусов на корпусе транзистора.
2. Заряд аккумулятора током 5 Ампер при напряжении близком к 4.2 Вольта. Самым горячим элементом был ШИМ контроллер, почти 90 градусов, у старой нагрузки я для улучшения охлаждения припаял к фланцу контроллера лепесток, при активном охлаждении сильно улучшает картину.
3. Заряд свинцового аккумулятора током 2.5 Ампера, напряжение близко к 14 Вольт. Температура ШИМ контроллера около 60 градусов потому тепловизор показывает как самый горячий компонент стабилизатор питания платы управления.


В процессе теста нагрева при заряде литиевого аккумулятора на максимальном токе был замечен странный глюк, иногда ток заряда поднимался даже выше чем заявлено, около 5.03 Ампера. Потом правда все вернулось в норму, но как такое возможно, для меня осталось небольшой загадкой.


В завершение и по просьбе одного из моих постоянных читателей провел тест корректности работы с блоком питания на базе преобразователя серии DPS. Нагрузка работала в режиме СР с мощностью 150 Ватт. Пробовал в разных сочетаниях напряжение/ток, все работало абсолютно корректно.


По итогам тестов и общего осмотра могу сказать что сама по себе нагрузка понравилась, рекомендую. производитель явно провел некоторую работу по улучшению как конструкции, так и схемотехники с ПО. Теперь верхний лимит мощности составляет 150 Ватт против 60 у старой, минимальный ток 50мА против 100, добавилась возможность корректного теста никелевых аккумуляторов, исправлена проблема запуска при подключенной низковольтной нагрузке.
Но не обошлось и без некоторых недоработок, часть из них перекочевала и сюда.
1. Зарядное так и осталось слабым, лично мне не очень нравится и я бы не советовал при помощи него заряжать свинцовые батареи максимальным током. Да и сам дроссель как-то слабоват для тока в 5 Ампер, но с охлаждением работает нормально.
2. Силовые транзисторы не имеют схемы распределения тока между ними, как я делал в своей нагрузке, а просто соединены параллельно, потому возможен перекос, когда на одном рассеивается к примеру 100 Ватт, а на втором 50.
3. Не хватает выносного (желательно магнитного) термодатчика для построения графика температуры аккумулятора.
4. Непонятно почему производитель до сих пор использует встроенный в микроконтроллер АЦП при том что уже есть много дешевых внешних.

Кроме того лично мне не хватает гальванической развязки с компьютером, буду ставить ADuM, как я делал в своих блоках питания.

В остальном на мой взгляд все отлично, а если учитывать то, что вышла она около 65 долларов с учетом доставки, так вообще отлично, по крайней мере я не знаю конкурентов за те же деньги.

Дополнение.
После некоторого времени довольно плотной эксплуатации вылезли нюансы, не замеченные ранее.
1. Клеммы. Менять однозначно, родные очень хилые и пара уже начала проворачиваться при затягивании.
2. Вентилятор. Шумит, лучше снизить обороты в «программном режиме», а на ШИМ контроллер заряда припаять импровизированный радиатор в виде медного лепестка.
3. Блок питания нагрузки может сильно гадить если подключено к компьютеру и проверяемому устройству, вплоть до отвала соединения по USB. В тестах аккумуляторов значения не имеет, но в тестах блоков питания может быть критично. Решение — применение гальванической развязки подключения к компьютеру, возможно замена БП
4. Про этот нюанс я знал, но забыл упомянуть в обзоре. При тестах защищенных аккумуляторов (не сборок) возможен выход из строя платы защиты. Пример — выставлено напряжение заряда выше нормы и отключение произошло по срабатыванию защиты аккумулятора, а не нагрузки. Подобная проблема встречается не только у данной нагрузки, а и у некоторых других подобных устройств. Причина — в момент срабатывания защиты к ней кратковременно будет приложено полное напряжение блока питания, в данном случае 24 Вольта. Решение — во время работы с такими аккумуляторами использовать питание 12 Вольт получаемое либо от другого БП, либо при помощи понижающего преобразователя от основного БП.

На этом все, надеюсь что было полезно.