Почти всяко съвременно устройство е оборудвано с батерия, от която работи. За да се предотвратят претоварвания и да се сведе до минимум повредата на битовите уреди, телефони и по-сложни технически системи, във всяко такова устройство е инсталиран контролер за зареждане на батерията.
Какво представлява контролерът за зареждане на батерията и какви функции изпълнява?
Контролерът за зареждане на батерията е специално устройство, което автоматично регулира нивото на ток и напрежение в устройството. Зарядът на батерията се определя от разликата в напрежението между двата терминала. По този начин контролерът предпазва батерията от прекомерно пренапрежение и съответно от повреда.
Логично е обаче, че много тела могат лесно да се справят без контролер. Ако свържете устройството директно към източник на напрежение, докато наблюдавате силата на тока и напрежението, щетите могат да бъдат избегнати. Въпреки че в този случай зарядът на устройството ще бъде по-нисък - 70% от общия капацитет на устройството за съхранение. По този начин можем да заключим, че контролерът за зареждане ви позволява да зареждате устройството до 100%.
Ако говорим за това какви задачи изпълнява контролерът, можем да кажем:
- Модулът за защита на батерията оптимизира цялата система за захранване, което позволява на устройството да запазва вътрешните си ресурси.
- Освен това контролерът избягва претоварването на системата, което може да доведе до повреди на основните механизми.
Какво представлява контролерът и какви видове това устройство има?
Няма стандартни схеми на контролера, но всички те имат сходни характеристики. Обикновено повечето от тях включват два резистора за подрязване, които контролират върховете и паденията на напрежението. Освен това всеки контролер има релейна намотка, която контролира обхвата на ограниченията. По този начин, ако батерията има максимално ограничение от 15 V, устройството няма да може да генерира енергия над тази граница.
В зависимост от структурата, контролерите могат да бъдат:
- обикновен контролер или универсален;
- хибриден контролер.
Сред устройствата, които ви позволяват да контролирате тези параметри, се различават:
- ON / OFF контролери;
- Контролер за широчинно-импулсна модулация (ШИМ) или модулатор за широчина на импулса;
- Контролер за максимално проследяване на точката на захранване (MPPT) или контролер, който следи посоката на слънчевите лъчи.
ON / OFF контролери
Този модул изпълнява функцията за изключване на батериите от източника при пълно натоварване. Днес тези контролери се използват рядко и се считат за едни от най-примитивните. Принципът на работа на контролера се основава на постоянно наблюдение на определени стойности на генератора и рамото на акумулиращото устройство. Контролерът се включва, когато напрежението на батерията е под номиналната стойност или е в рамките на параметрите на напрежението. Устройството се изключва, ако напрежението надвишава ограничението на натоварване, което контролерът може да издържи. Такива контролери се използват широко в системи с предсказуемо натоварване, например в аварийни осветителни и алармени системи (контролер за зареждане и разреждане hcx-2366).
ШИМ контролер
Управляващите микросхеми тип PWM са най-модерните и многофункционални от техническа гледна точка. Такива устройства позволяват автоматично наблюдение на стойностите на напрежението и тока. След достигане на максимално възможната стойност, контролерът я фиксира на платката, за да стабилизира акумулатора. Това гарантира максимален капацитет на батерията. Този тип контролери имат друго име, което е по-често - това са ШИМ контролери. Ако дешифрирате съкратеното съкращение, получавате такова нещо като модулатор с широчина на импулса. Най-често такива устройства се срещат в телевизионната и радиотехника. Освен това те могат да бъдат намерени в някои домакински уреди и импулсни захранващи устройства.
Напрежението от стандартен слънчев панел преминава през два проводника към стабилизиращия елемент. Поради това настъпва потенциално изравняване на входното напрежение. След това напрежението преминава към транзистори, които стабилизират входящото напрежение и ток. Цялата система се управлява от водача. Схемата на устройството включва температурен сензор и драйвер. Тези устройства се управляват от силови транзистори, чийто брой зависи от мощността на устройството. Температурният сензор е отговорен за състоянието на нагряване на елементите на контролера. Обикновено се намира на радиаторите на силови транзистори или вътре в корпуса. Това не променя функционалността му. Ако температурата надвиши зададените граници, устройството автоматично се изключва.
Модулатор на широчина на импулса
Контролерът MPPT е модул за управление на електричеството, който се използва за генериране на енергия в слънчеви електроцентрали. Микросхемата на устройството работи с максимални стойности на ефективност и дава високи скорости на изход. Микросхемата, която включва контролер от този тип, е доста сложна и включва редица устройства, които изграждат необходимия ред за управление. Тази последователност позволява непрекъснато да се наблюдават нивата на напрежение и ток, като същевременно се максимизира изходът на устройството. Основната разлика в конфигурацията на широчинно-импулсния модулатор от ШИМ устройствата е, че те могат да активират своя слънчев модул за метеорологични условия. По този начин мощността при всяко време ще бъде максимална, независимо от продължителността на времето на слънце.
Как да изберем правилния контролер за зареждане на батерията?
За да изберете желания контролер, е необходимо да вземете решение за функцията, която ще носи това устройство, и за мащаба на цялата инсталация. Ако се планира сглобяване на малка слънчева система, която да управлява домакински уреди с мощност не повече от два киловата, тогава е достатъчно инсталирането на ШИМ контролер. Ако говорим за по-мощна система, която ще контролира мрежовото електричество и ще работи в автономен режим, тогава е необходима инсталация на MTTP контролер. Всичко зависи от напрежението, което отива към контролера на устройството за съхранение. ШИМ контролерите могат да издържат до 5 kW, докато MTTP модулите могат да издържат до 50 kW.
Как работят електронните слънчеви модули?
Микроконтролерите или електронните модули, които са неразделна част от слънчевата клетка, са предназначени за редица функции за спестяване на енергия от слънчевия панел. Генерирането на енергия от слънчева батерия е причинено от падането на слънчевите лъчи на нейната повърхност. Благодарение на фотоклетките слънчевата светлина генерира електрически ток. Получената енергия се изпраща към контролера за зареждане на батерията, който следи консумацията на енергия. Това устройство регулира и задава текущата гранична стойност и я предава в акумулаторната батерия. Теоретично контролерът за зареждане може да бъде освободен. По този начин цялата получена енергия ще отиде директно към батерията. това обаче би рискувало трайно претоварване на системата, което бързо ще деактивира устройството. Най-яркият пример за такова устройство е литиево-йонната батерия, която се инсталира в телефони, таблети, зарядни устройства за лаптопи и други съвременни джаджи.
