Σχεδόν κάθε σύγχρονη συσκευή διαθέτει μπαταρία από την οποία λειτουργεί. Προκειμένου να αποφευχθεί η υπερφόρτωση και να ελαχιστοποιηθεί η καταστροφή των οικιακών συσκευών, τηλεφώνων και πιο περίπλοκων τεχνικών συστημάτων, σε κάθε τέτοια συσκευή είναι εγκατεστημένος ένας ελεγκτής φόρτισης μπαταρίας.
Τι είναι ένας ελεγκτής φόρτισης μπαταρίας και ποιες λειτουργίες εκτελεί
Ο ελεγκτής φόρτισης μπαταρίας είναι μια ειδική συσκευή που προσαρμόζει αυτόματα το επίπεδο ρεύματος και τάσης στη συσκευή. Η φόρτιση της μπαταρίας καθορίζεται από τη διαφορά τάσης μεταξύ των δύο ακροδεκτών. Έτσι, ο ελεγκτής προστατεύει την μπαταρία από υπερβολική υπέρταση και, κατά συνέπεια, ζημιά.
Λογικά, ωστόσο, πολλά φωτιστικά μπορούν εύκολα να κάνουν χωρίς ελεγκτή. Εάν συνδέσετε τη συσκευή απευθείας σε πηγή τάσης ενώ παρακολουθείτε την τιμή της έντασης και της τάσης, μπορεί να αποφευχθεί ζημιά. Αν και σε αυτήν την περίπτωση η φόρτιση της συσκευής θα είναι χαμηλότερη - 70% της συνολικής χωρητικότητας της συσκευής αποθήκευσης. Έτσι, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι ο ελεγκτής φόρτισης σάς επιτρέπει να φορτίζετε τη συσκευή στο 100%.
Εάν μιλάμε για τις εργασίες που εκτελεί ο ελεγκτής, μπορούμε να πούμε:
- Η μονάδα προστασίας μπαταρίας βελτιστοποιεί ολόκληρο το σύστημα ισχύος, το οποίο επιτρέπει στη συσκευή να διατηρεί τους εσωτερικούς της πόρους.
- Επιπλέον, ο ελεγκτής αποφεύγει την υπερφόρτωση του συστήματος, το οποίο μπορεί να οδηγήσει σε βλάβες των κύριων μηχανισμών.
Τι είναι ο ελεγκτής και τι είδους συσκευή υπάρχει
Δεν υπάρχουν τυπικά κυκλώματα ελεγκτή, αλλά όλα έχουν παρόμοια χαρακτηριστικά. Συνήθως, τα περισσότερα από αυτά περιλαμβάνουν δύο αντιστάσεις κοπής που ελέγχουν τα υψηλά και χαμηλά της τάσης. Επιπλέον, κάθε ελεγκτής έχει ένα πηνίο ρελέ που ελέγχει το εύρος των ορίων. Έτσι, εάν η μπαταρία έχει μέγιστο όριο 15 V, η συσκευή δεν θα μπορεί να παράγει ενέργεια πάνω από αυτό το όριο.
Ανάλογα με τη δομή, οι ελεγκτές μπορεί να είναι:
- απλός ελεγκτής ή καθολικός.
- υβριδικός ελεγκτής.
Μεταξύ των συσκευών που σας επιτρέπουν να ελέγχετε αυτές τις παραμέτρους διακρίνονται:
- Ελεγκτές ON / OFF.
- Ελεγκτής διαμόρφωσης πλάτους παλμού (PWM) ή διαμορφωτής πλάτους παλμού.
- Ελεγκτής ή ελεγκτής μέγιστης ισχύος σημείου (MPPT) που ελέγχει την κατεύθυνση των ακτίνων του ήλιου.
Ελεγκτές ON / OFF
Αυτή η μονάδα εκτελεί τη λειτουργία αποσύνδεσης των μπαταριών από την πηγή με πλήρες φορτίο. Σήμερα, αυτοί οι ελεγκτές χρησιμοποιούνται σπάνια και θεωρούνται ένας από τους πιο πρωτόγονους. Η αρχή της λειτουργίας του ελεγκτή βασίζεται στη συνεχή παρακολούθηση ορισμένων τιμών της γεννήτριας και του βραχίονα της συσκευής συσσώρευσης. Ο ελεγκτής είναι ενεργοποιημένος όταν η τάση της μπαταρίας είναι κάτω από την ονομαστική τιμή ή βρίσκεται εντός των παραμέτρων τάσης. Η συσκευή απενεργοποιείται εάν η τάση υπερβεί το όριο φορτίου που μπορεί να αντέξει ο ελεγκτής. Τέτοιοι ελεγκτές χρησιμοποιούνται ευρέως σε συστήματα με προβλέψιμο φορτίο, για παράδειγμα, σε συστήματα φωτισμού έκτακτης ανάγκης και συναγερμού (ελεγκτής φόρτισης-εκφόρτισης hcx-2366).
Ελεγκτής PWM
Τα μικροκυκλώματα ελέγχου τύπου PWM είναι τα πιο μοντέρνα και πολυλειτουργικά από τεχνική άποψη. Τέτοιες συσκευές επιτρέπουν την αυτόματη παρακολούθηση των τιμών τάσης και ρεύματος. Αφού επιτευχθεί η μέγιστη δυνατή τιμή, ο ελεγκτής το στερεώνει στην πλακέτα για τη σταθεροποίηση του συσσωρευτή. Αυτό εξασφαλίζει μέγιστη χωρητικότητα μπαταρίας. Αυτός ο τύπος ελεγκτή έχει ένα άλλο όνομα, το οποίο είναι πιο κοινό - είναι οι ελεγκτές PWM. Εάν αποκρυπτογραφήσετε τη συντομευμένη συντομογραφία, θα έχετε ένα τέτοιο πράγμα όπως έναν διαμορφωτή πλάτους παλμού. Τις περισσότερες φορές, τέτοιες συσκευές βρίσκονται στη μηχανική τηλεόρασης και ραδιοφώνου. Επιπλέον, μπορούν να βρεθούν σε ορισμένες οικιακές συσκευές και εναλλαγή τροφοδοτικών.
Η τάση από ένα τυπικό ηλιακό πλαίσιο περνά από δύο αγωγούς στο στοιχείο σταθεροποίησης. Λόγω αυτού, συμβαίνει η πιθανή εξίσωση της τάσης εισόδου. Μετά από αυτό, η τάση πηγαίνει στα τρανζίστορ, τα οποία σταθεροποιούν την εισερχόμενη τάση και ρεύμα. Ολόκληρο το σύστημα ελέγχεται από τον οδηγό. Το διάγραμμα συσκευής περιλαμβάνει έναν αισθητήρα θερμοκρασίας και ένα πρόγραμμα οδήγησης. Αυτές οι συσκευές ελέγχονται από τρανζίστορ ισχύος, ο αριθμός των οποίων εξαρτάται από την ισχύ της συσκευής. Ο αισθητήρας θερμοκρασίας είναι υπεύθυνος για την κατάσταση θέρμανσης των στοιχείων του ελεγκτή. Συνήθως βρίσκεται στα καλοριφέρ των τρανζίστορ ισχύος ή στο εσωτερικό της θήκης. Αυτό δεν αλλάζει τη λειτουργικότητά του. Εάν η θερμοκρασία υπερβεί τα καθορισμένα όρια, η συσκευή απενεργοποιείται αυτόματα.
Διαμορφωτής πλάτους παλμού
Ο ελεγκτής MPPT είναι μια μονάδα ελέγχου ηλεκτρικής ενέργειας που χρησιμοποιείται για την παραγωγή ενέργειας σε ηλιακούς σταθμούς. Το μικροκύκλωμα της συσκευής λειτουργεί με μέγιστες τιμές απόδοσης και δίνει υψηλούς ρυθμούς εξόδου. Το μικροκύκλωμα, το οποίο περιλαμβάνει έναν ελεγκτή αυτού του τύπου, είναι αρκετά περίπλοκο και περιλαμβάνει έναν αριθμό συσκευών που δημιουργούν την απαραίτητη σειρά ελέγχου. Αυτή η ακολουθία επιτρέπει τη συνεχή παρακολούθηση των επιπέδων τάσης και ρεύματος ενώ ταυτόχρονα μεγιστοποιεί την έξοδο της συσκευής. Η κύρια διαφορά στη διαμόρφωση του διαμορφωτή πλάτους παλμού από συσκευές PWM είναι ότι είναι σε θέση να ενεργοποιήσουν την ηλιακή μονάδα τους για καιρικές συνθήκες. Έτσι, η ισχύς σε οποιεσδήποτε καιρικές συνθήκες θα είναι μέγιστη, ανεξάρτητα από τη διάρκεια του ήλιου.
Πώς να επιλέξετε τον σωστό ελεγκτή φόρτισης μπαταρίας
Για να επιλέξετε τον επιθυμητό ελεγκτή, είναι απαραίτητο να αποφασίσετε για τη λειτουργία που θα φέρει αυτή η συσκευή και για την κλίμακα ολόκληρης της εγκατάστασης. Εάν σχεδιάζεται να συναρμολογηθεί ένα μικρό ηλιακό σύστημα που θα ελέγχει τις οικιακές συσκευές με ισχύ όχι μεγαλύτερη από δύο κιλοβάτ, τότε αρκεί η εγκατάσταση ενός ελεγκτή PWM. Εάν μιλάμε για ένα πιο ισχυρό σύστημα που θα ελέγχει την ηλεκτρική ενέργεια του δικτύου και θα λειτουργεί σε αυτόνομη λειτουργία, τότε είναι απαραίτητη η εγκατάσταση ενός ελεγκτή MTTP. Όλα εξαρτώνται από την τάση που πηγαίνει στον ελεγκτή της συσκευής αποθήκευσης. Οι ελεγκτές PWM είναι σε θέση να αντέχουν έως και 5 kW, ενώ οι μονάδες MTTP μπορούν να αντέξουν έως και 50 kW.
Πώς λειτουργούν οι ηλεκτρονικές ηλιακές μονάδες
Οι μικροελεγκτές, ή οι ηλεκτρονικές μονάδες, που είναι αναπόσπαστα σε μια ηλιακή κυψέλη, έχουν σχεδιαστεί για διάφορες λειτουργίες για την εξοικονόμηση ενέργειας από το ηλιακό πάνελ. Η παραγωγή ενέργειας από μια ηλιακή μπαταρία προκαλείται από την πτώση των ακτίνων του ήλιου στην επιφάνειά του. Χάρη στα φωτοκύτταρα, το ηλιακό φως παράγει ηλεκτρικό ρεύμα. Η προκύπτουσα ενέργεια αποστέλλεται στον ελεγκτή φόρτισης μπαταρίας, ο οποίος παρακολουθεί την κατανάλωση ενέργειας. Αυτή η συσκευή ρυθμίζει και ορίζει την τρέχουσα οριακή τιμή και τη μεταφέρει στην μπαταρία αποθήκευσης. Θεωρητικά, θα μπορούσε να απαλειφθεί ένας ελεγκτής φόρτισης. Έτσι, όλη η ενέργεια που λαμβάνεται πηγαίνει απευθείας στην μπαταρία. Ωστόσο, αυτό θα διατρέχει τον κίνδυνο μόνιμης υπερφόρτωσης του συστήματος, το οποίο θα απενεργοποιούσε γρήγορα τη συσκευή. Το πιο εντυπωσιακό παράδειγμα μιας τέτοιας συσκευής είναι η μπαταρία ιόντων λιθίου, η οποία είναι εγκατεστημένη σε τηλέφωνα, tablet, φορτιστές φορητών υπολογιστών και άλλα σύγχρονα gadget.
