Beveik kiekviename šiuolaikiniame įrenginyje yra akumuliatorius, iš kurio jis veikia. Siekiant išvengti perkrovos ir sumažinti buitinių prietaisų, telefonų ir sudėtingesnių techninių sistemų gedimą, kiekviename tokiame įrenginyje yra įmontuotas akumuliatoriaus įkrovos valdiklis.
Kas yra akumuliatoriaus įkrovimo valdiklis ir kokias funkcijas jis atlieka?
Akumuliatoriaus įkrovos valdiklis yra specialus įtaisas, automatiškai reguliuojantis prietaiso srovės ir įtampos lygį. Akumuliatoriaus įkrovą lemia įtampos skirtumas tarp dviejų gnybtų. Taigi valdiklis apsaugo akumuliatorių nuo per didelio įtampos ir, atitinkamai, pažeidimų.
Logiška, tačiau daugelį įrenginių galima lengvai apsieiti be valdiklio. Jei prietaisą prijungsite tiesiai prie įtampos šaltinio stebėdami srovės stiprumą ir įtampos vertę, galima išvengti žalos. Nors šiuo atveju įrenginio įkrovimas bus mažesnis - 70% visos atminties įrenginio talpos. Taigi galime daryti išvadą, kad įkrovimo valdiklis leidžia įkrauti įrenginį iki 100%.
Jei kalbėsime apie tai, kokias užduotis vykdo valdiklis, galime pasakyti:
- Baterijos apsaugos modulis optimizuoja visą maitinimo sistemą, o tai leidžia prietaisui išsaugoti vidinius išteklius.
- Be to, valdiklis vengia sistemos perkrovos, o tai gali sukelti pagrindinių mechanizmų gedimus.
Kas yra valdiklis ir kokie yra šio įrenginio tipai?
Standartinių valdiklių grandinių nėra, tačiau jos visos turi panašias savybes. Paprastai dauguma jų apima du apipjaustymo rezistorius, kurie valdo įtampos didžiausią ir žemiausią lygį. Be to, kiekvienas valdiklis turi relės ritę, kuri valdo ribų diapazoną. Taigi, jei akumuliatoriaus maksimali riba yra 15 V, prietaisas negalės generuoti energijos, viršijančios šią ribą.
Priklausomai nuo struktūros, valdikliai gali būti:
- paprastas valdiklis arba universalus;
- hibridinis valdiklis.
Tarp prietaisų, leidžiančių valdyti šiuos parametrus, išskiriami:
- ON / OFF valdikliai;
- Pulso pločio moduliacijos (PWM) valdiklis arba impulso pločio moduliatorius;
- Maksimalios galios taško stebėjimo (MPPT) valdiklis arba valdiklis, kuris stebi saulės spindulių kryptį.
ON / OFF valdikliai
Šis modulis atlieka akumuliatorių atjungimo nuo šaltinio funkciją, kai visa apkrova. Šiandien šie valdikliai naudojami retai ir yra laikomi vienais primityviausių. Valdiklio veikimo principas yra pagrįstas nuolatiniu tam tikrų generatoriaus ir kaupiamojo įtaiso rankos verčių stebėjimu. Valdiklis įjungiamas, kai akumuliatoriaus įtampa yra mažesnė už nominalią vertę arba neviršija įtampos parametrų. Prietaisas išsijungia, jei įtampa viršija apkrovos ribą, kurią valdiklis gali atlaikyti. Tokie valdikliai plačiai naudojami sistemose su numatoma apkrova, pavyzdžiui, avarinio apšvietimo ir signalizacijos sistemose (įkrovimo-išleidimo valdiklis hcx-2366).
PWM valdiklis
PWM tipo valdymo mikroschemos yra moderniausios ir daugiafunkcinės techniniu požiūriu. Tokie įtaisai leidžia automatiškai stebėti įtampos ir srovės vertes. Pasiekus didžiausią galimą vertę, valdiklis ją pritvirtina ant plokštės, kad stabilizuotų akumuliatorių. Tai užtikrina maksimalią akumuliatoriaus talpą. Šio tipo valdikliai turi kitą pavadinimą, kuris yra labiau paplitęs - tai PWM valdikliai. Jei iššifruosite sutrumpintą santrumpą, gausite tokį dalyką kaip pulso pločio moduliatorius. Dažniausiai tokie prietaisai randami televizijos ir radijo inžinerijoje. Be to, jų galima rasti kai kuriuose buitiniuose prietaisuose ir perjungimo maitinimo šaltiniuose.
Įprasta saulės kolektoriaus įtampa praeina per du laidininkus į stabilizavimo elementą. Dėl to įvyksta įėjimo įtampos potencialo išlyginimas. Po to įtampa eina į tranzistorius, kurie stabilizuoja įeinančią įtampą ir srovę. Visą sistemą valdo vairuotojas. Įrenginio schemoje yra temperatūros jutiklis ir tvarkyklė. Šiuos įtaisus valdo galios tranzistoriai, kurių skaičius priklauso nuo įrenginio galios. Temperatūros jutiklis yra atsakingas už valdiklio elementų šildymo būseną. Paprastai jis yra ant galios tranzistorių radiatorių arba korpuso viduje. Tai nekeičia jo funkcionalumo. Jei temperatūra viršija nustatytas ribas, prietaisas automatiškai išsijungia.
Impulso pločio moduliatorius
MPPT valdiklis yra elektros energijos valdymo modulis, naudojamas energijai generuoti saulės elektrinėse. Prietaiso mikroschema veikia maksimaliai efektyviai ir suteikia didelę išėjimo spartą. Mikroschema, apimanti tokio tipo valdiklį, yra gana sudėtinga ir apima daugybę prietaisų, kurie sukuria reikiamą valdymo tvarką. Ši seka leidžia nuolat stebėti įtampos ir srovės lygius, tuo pačiu maksimaliai padidinant prietaiso galingumą. Pagrindinis PWM prietaisų pulso pločio moduliatoriaus konfigūracijos skirtumas yra tas, kad jie sugeba suaktyvinti saulės modulį oro sąlygoms. Taigi galia bet kokiu oru bus maksimali, nepriklausomai nuo saulės laiko trukmės.
Kaip pasirinkti tinkamą akumuliatoriaus įkrovimo valdiklį?
Norint pasirinkti norimą valdiklį, reikia nuspręsti dėl funkcijos, kurią atliks šis įrenginys, ir viso įrenginio mastelio. Jei planuojama surinkti nedidelę saulės sistemą, kuri valdys buitinius prietaisus, kurių galia ne didesnė kaip du kilovatai, pakanka įdiegti PWM valdiklį. Jei mes kalbame apie galingesnę sistemą, kuri valdys tinklo elektrą ir dirbs autonominiu režimu, tada būtina įdiegti MTTP valdiklį. Viskas priklauso nuo įtampos, kuri eina į saugojimo įrenginio valdiklį. PWM valdikliai gali atlaikyti iki 5 kW, o MTTP moduliai - iki 50 kW.
Kaip veikia elektroniniai saulės moduliai?
Mikrovaldikliai arba elektroniniai moduliai, kurie yra neatsiejami nuo saulės elementų, yra skirti daugybei funkcijų, skirtų taupyti energiją iš saulės kolektoriaus. Energijos generavimą saulės baterijomis lemia saulės spindulių kritimas ant jo paviršiaus. Fotoelementų dėka saulės spinduliai sukuria elektros srovę. Gauta energija siunčiama į akumuliatoriaus įkrovos valdiklį, kuris stebi energijos suvartojimą. Šis prietaisas reguliuoja ir nustato dabartinę ribinę vertę ir perduoda ją į akumuliatorių. Teoriškai būtų galima atsisakyti įkrovos valdiklio. Taigi visa gaunama energija pateks tiesiai į akumuliatorių. tačiau tai sukeltų nuolatinės sistemos perkrovos riziką, o tai greitai išjungtų įrenginį. Ryškiausias tokio prietaiso pavyzdys yra ličio jonų baterija, kuri yra įmontuota telefonuose, planšetiniuose kompiuteriuose, nešiojamųjų kompiuterių įkrovikliuose ir kitose šiuolaikinėse programėlėse.
