Gandrīz katra mūsdienu ierīce ir aprīkota ar akumulatoru, no kura tā darbojas. Lai novērstu pārslodzi un samazinātu sadzīves tehnikas, tālruņu un sarežģītāku tehnisko sistēmu bojājumus, katrā šādā ierīcē ir uzstādīts akumulatora uzlādes kontrolieris.
Kas ir akumulatora uzlādes kontrolieris un kādas funkcijas tas veic?
Akumulatora uzlādes kontrolieris ir īpaša ierīce, kas automātiski pielāgo ierīces strāvas un sprieguma līmeni. Akumulatora uzlādi nosaka sprieguma starpība starp diviem spailēm. Tādējādi kontrolieris aizsargā akumulatoru no pārmērīga pārsprieguma un attiecīgi bojājumiem.
Loģiski, ka daudzus armatūru var viegli iztikt bez kontroliera. Ja ierīci pievienojat tieši sprieguma avotam, vienlaikus kontrolējot strāvas stiprumu un sprieguma vērtību, var izvairīties no bojājumiem. Lai gan šajā gadījumā ierīces uzlāde būs mazāka - 70% no atmiņas ierīces kopējās jaudas. Tādējādi mēs varam secināt, ka uzlādes kontrolieris ļauj ierīci uzlādēt līdz 100%.
Ja mēs runājam par to, kādus uzdevumus kontrolieris veic, mēs varam teikt:
- Akumulatora aizsardzības modulis optimizē visu enerģijas sistēmu, kas ļauj ierīcei saglabāt savus iekšējos resursus.
- Turklāt kontrolieris izvairās no sistēmas pārslodzes, kas var izraisīt galveno mehānismu sadalījumu.
Kas ir kontrolieris un kādi ir šīs ierīces veidi?
Nav standarta kontrolieru shēmu, taču tām visām ir līdzīgas funkcijas. Parasti lielākā daļa no tiem ietver divus apgriešanas rezistorus, kas kontrolē sprieguma augstāko un zemāko līmeni. Turklāt katram kontrolierim ir releja spole, kas kontrolē robežu diapazonu. Tādējādi, ja akumulatora maksimālais ierobežojums ir 15 V, ierīce nespēs radīt enerģiju, kas pārsniedz šo robežu.
Atkarībā no struktūras kontrolieri var būt:
- vienkāršs kontrolieris vai universāls;
- hibrīds kontrolieris.
Starp ierīcēm, kas ļauj kontrolēt šos parametrus, izšķir:
- ON / OFF kontrolieri;
- Impulsa platuma modulācijas (PWM) kontrolieris vai impulsa platuma modulators;
- Maksimālās jaudas punkta izsekošanas (MPPT) kontrolieris vai kontrolieris, kas uzrauga saules staru virzienu.
ON / OFF kontrolieri
Šis modulis veic akumulatoru atvienošanas no avota funkciju ar pilnu slodzi. Mūsdienās šie kontrolieri tiek reti izmantoti un tiek uzskatīti par vienu no primitīvākajiem. Regulatora darbības princips ir balstīts uz pastāvīgu ģeneratora un akumulatora ierīces sviras noteiktu monitoringu. Regulators tiek ieslēgts, ja akumulatora spriegums ir zem nominālās vērtības vai sprieguma parametru robežās. Ierīce izslēdzas, ja spriegums pārsniedz slodzes robežu, kuru kontrolieris var izturēt. Šādi kontrolieri tiek plaši izmantoti sistēmās ar paredzamu slodzi, piemēram, avārijas apgaismojumā un trauksmes sistēmās (uzlādes-izlādes kontrolieris hcx-2366).
PWM kontrolieris
PWM tipa vadības mikroshēmas no tehniskā viedokļa ir vismodernākās un daudzfunkcionālākās. Šādas ierīces ļauj automātiski kontrolēt sprieguma un strāvas vērtības. Pēc maksimālās iespējamās vērtības sasniegšanas kontrolieris to nofiksē uz tāfeles, lai stabilizētu akumulatoru. Tas nodrošina maksimālu akumulatora jaudu. Šāda veida kontrolieriem ir cits nosaukums, kas ir biežāk sastopams - tie ir PWM kontrolieri. Atšifrējot saīsināto saīsinājumu, jūs saņemat tādu impulsu platuma modulatoru. Visbiežāk šādas ierīces atrodamas televīzijas un radio inženierijā. Turklāt tos var atrast dažās sadzīves tehnikas un komutācijas barošanas avotos.
Spriegums no standarta saules paneļa iet caur diviem vadītājiem uz stabilizējošo elementu. Sakarā ar to notiek ieejas sprieguma potenciāla izlīdzināšana. Pēc tam spriegums nonāk tranzistoros, kas stabilizē ienākošo spriegumu un strāvu. Visu sistēmu kontrolē vadītājs. Ierīces shēmā ir iekļauts temperatūras sensors un draiveris. Šīs ierīces kontrolē jaudas tranzistori, kuru skaits ir atkarīgs no ierīces jaudas. Temperatūras sensors ir atbildīgs par regulatora elementu sildīšanas stāvokli. Parasti tas atrodas uz strāvas tranzistoru radiatoriem vai korpusa iekšpusē. Tas nemaina tā funkcionalitāti. Ja temperatūra pārsniedz iestatītās robežas, ierīce automātiski izslēdzas.
Pulsa platuma modulators
MPPT kontrolieris ir elektrības vadības modulis, ko izmanto enerģijas ražošanai saules elektrostacijās. Ierīces mikroshēma darbojas ar maksimālām efektivitātes vērtībām un nodrošina lielu izejas ātrumu. Mikroshēma, kurā ietilpst šāda veida kontrolieris, ir diezgan sarežģīta un ietver vairākas ierīces, kas izveido nepieciešamo vadības kārtību. Šī secība ļauj nepārtraukti kontrolēt sprieguma un strāvas līmeni, vienlaikus maksimizējot ierīces jaudu. Galvenā impulsa platuma modulatora konfigurācijas atšķirība no PWM ierīcēm ir tā, ka tās spēj aktivizēt savu saules moduli laika apstākļiem. Tādējādi jauda jebkuros laika apstākļos būs maksimāla, neatkarīgi no laika ilguma saulē.
Kā izvēlēties pareizo akumulatora uzlādes kontrolieri?
Lai izvēlētos vēlamo kontrolieri, ir jāizlemj par funkciju, ko šī ierīce veiks, un par visas instalācijas mērogu. Ja plānots samontēt nelielu saules sistēmu, kas vadīs sadzīves tehniku, kuras jauda nepārsniedz divus kilovatus, tad pietiek ar PWM kontroliera uzstādīšanu. Ja mēs runājam par jaudīgāku sistēmu, kas kontrolēs tīkla elektrību un strādās autonomā režīmā, tad ir nepieciešams uzstādīt MTTP kontrolieri. Tas viss ir atkarīgs no sprieguma, kas nonāk uzglabāšanas ierīces kontrolierī. PWM kontrolieri spēj izturēt līdz 5 kW, savukārt MTTP moduļi - līdz 50 kW.
Kā darbojas elektroniskie saules moduļi?
Mikrokontrolleri vai elektroniskie moduļi, kas ir neatņemami saules elementi, ir paredzēti vairākām funkcijām, lai taupītu enerģiju no saules paneļa. Enerģijas ražošanu, ko veic saules baterija, izraisa saules staru nokrišana uz tās virsmas. Pateicoties fotoelementiem, saules gaisma rada elektrisko strāvu. Iegūtā enerģija tiek nosūtīta uz akumulatora uzlādes kontrolieri, kas uzrauga enerģijas patēriņu. Šī ierīce regulē un nosaka pašreizējo robežvērtību un nodod to akumulatora akumulatoram. Teorētiski varētu atteikties no lādiņa kontroliera. Tādējādi visa saņemtā enerģija nonāktu tieši akumulatorā. tomēr tas radītu pastāvīgas sistēmas pārslodzes risku, kas ātri atspējotu ierīci. Spilgtākais šādas ierīces piemērs ir litija jonu akumulators, kas ir uzstādīts tālruņos, planšetdatoros, klēpjdatoru lādētājos un citos modernajos sīkrīkos.
