یک کنترل‌کننده شارژ، تنظیم‌کننده شارژ یا تنظیم‌کننده باتری، نرخی را که در آن جریان الکتریکی به باتری‌های الکتریکی اضافه می‌شود یا از آن کشیده می‌شود، برای محافظت در برابر اضافه بار الکتریکی، شارژ بیش از حد، و ممکن است در برابر ولتاژ اضافی محافظت کند، محدود می‌کند. این از شرایطی جلوگیری می کند که عملکرد یا طول عمر باتری را کاهش می دهد و ممکن است خطر ایمنی ایجاد کند. همچنین ممکن است از تخلیه کامل باتری (“تخلیه عمیق”) جلوگیری کند، یا بسته به فناوری باتری، تخلیه های کنترل شده را برای محافظت از عمر باتری انجام دهد. اصطلاحات “کنترل کننده شارژ” یا “تنظیم کننده شارژ” ممکن است به یک دستگاه مستقل یا به کنترل مدارهای یکپارچه در بسته باتری، دستگاهی که با باتری کار می کند یا شارژر باتری اشاره دارد.
کنترل کننده های شارژ مستقل
کنترل‌کننده‌های شارژ به عنوان دستگاه‌های جداگانه، اغلب همراه با ژنراتورهای انرژی خورشیدی یا بادی، برای استفاده‌هایی مانند RV، قایق، و سیستم‌های ذخیره‌سازی باتری خانگی خارج از شبکه به مصرف‌کنندگان فروخته می‌شوند. در کاربردهای خورشیدی، کنترل کننده های شارژ ممکن است تنظیم کننده های خورشیدی یا کنترل کننده های شارژ خورشیدی نیز نامیده شوند. برخی از کنترل‌کننده‌های شارژ / تنظیم‌کننده‌های خورشیدی دارای ویژگی‌های اضافی هستند، مانند قطع ولتاژ پایین (LVD)، یک مدار مجزا که وقتی باتری‌ها بیش از حد خالی می‌شوند، بار را کاهش می‌دهد (بعضی از ترکیبات شیمیایی باتری به گونه‌ای هستند که تخلیه بیش از حد می‌تواند باتری را خراب کند).
یک کنترل‌کننده شارژ سری یا تنظیم‌کننده سری، جریان بیشتر باتری‌ها را در صورت پر شدن غیرفعال می‌کند. یک کنترل کننده شارژ شنت یا تنظیم کننده شنت، الکتریسیته اضافی را به یک بار کمکی یا «شنت»، مانند آبگرمکن برقی، زمانی که باتری ها پر می شود، هدایت می کند.
کنترل‌کننده‌های شارژ ساده زمانی که باتری از یک سطح ولتاژ بالا تجاوز می‌کنند، شارژ را متوقف می‌کنند و زمانی که ولتاژ باتری به پایین‌تر از آن سطح می‌رسد، شارژ را دوباره فعال می‌کنند. فن‌آوری‌های مدولاسیون عرض پالس (PWM) و ردیاب نقطه حداکثر توان (MPPT) از نظر الکترونیکی پیچیده‌تر هستند و نرخ شارژ را بسته به سطح باتری تنظیم می‌کنند تا شارژ را به حداکثر ظرفیت آن نزدیک‌تر کنند.
یک کنترل کننده شارژ با قابلیت MPPT، طراح سیستم را از تطبیق نزدیک ولتاژ PV موجود با ولتاژ باتری رها می کند. به ویژه هنگامی که آرایه PV در فاصله ای از باتری قرار دارد، می توان به افزایش کارایی قابل توجهی دست یافت. به عنوان مثال، یک آرایه PV 150 ولتی متصل به یک کنترلر شارژ MPPT می تواند برای شارژ باتری ۲۴ یا ۴۸ ولت استفاده شود. ولتاژ آرایه بالاتر به معنای جریان کمتر آرایه است، بنابراین صرفه جویی در هزینه های سیم کشی می تواند بیشتر از هزینه کنترل کننده باشد.
کنترل‌کننده‌های شارژ همچنین ممکن است دمای باتری را برای جلوگیری از داغ شدن بیش از حد کنترل کنند. برخی از سیستم‌های کنترل‌کننده شارژ نیز داده‌ها را نمایش می‌دهند، داده‌ها را به نمایشگرهای راه دور منتقل می‌کنند و ثبت داده‌ها برای ردیابی جریان الکتریکی در طول زمان.
مدار کنترلر شارژ یکپارچه
مداری که به عنوان یک کنترل کننده تنظیم کننده شارژ عمل می کند ممکن است از چندین جزء الکتریکی تشکیل شده باشد یا ممکن است در یک ریزتراشه محصور شود، یک مدار مجتمع (IC) که معمولاً IC کنترل کننده شارژ یا آی سی کنترل شارژ نامیده می شود.
مدارهای کنترل کننده شارژ برای دستگاه های الکترونیکی قابل شارژ مانند تلفن های همراه، رایانه های لپ تاپ، پخش کننده های صوتی قابل حمل و منابع تغذیه بدون وقفه و همچنین برای سیستم های باتری بزرگتر موجود در وسایل نقلیه الکتریکی و ماهواره های فضایی در مدار استفاده می شوند.
پروتکل های شارژ
با توجه به محدودیت‌هایی در جریانی که سیم‌های مسی می‌توانند با خیال راحت از عهده آن برآیند، پروتکل‌های شارژ ایجاد شده‌اند تا به دستگاه پایانی اجازه دهند تا ولتاژهای بالا را برای افزایش توان توان بدون افزایش گرما در سیم‌ها درخواست کند. سپس ولتاژ ورودی به ولتاژ شارژ بهینه باتری در داخل دستگاه انتهایی تبدیل می شود.
شارژ سریع و پمپ اکسپرس
دو استاندارد پرکاربرد عبارتند از Quick Charge توسط Qualcomm و Pump Express توسط MediaTek.
نسخه‌های ۲۰۱۴ و ۲۰۱۵ Pump Express، Pump Express Plus و Pump Express Plus 2.0 با ارسال درخواست‌های ولتاژ به شارژر با استفاده از سیگنال‌های مدولاسیون فعلی از طریق خطوط اصلی برق USB (VBUS) به جای مذاکره از طریق خطوط داده USB 2.0 متفاوت هستند.
Pump Express Plus از سطوح ولتاژ بالا ۷، ۹ و ۱۲ ولت پشتیبانی می کند، در حالی که مشخصات شارژ سریع ۲.۰ فاقد سطح ۷ ولت است. یک سطح ۲۰ ولتی در ویرایشی به نام “کلاس B” از مشخصات اضافه شد.
محدوده ولتاژ جانشین Pump Express Plus 2.0 بین ۵ ولت تا ۲۰ ولت است که بین هر مرحله نیم ولت وجود دارد (۵.۰ ولت، ۵.۵ ولت، ۶.۰ ولت، …، ۱۹.۵ ولت، ۲۰.۰ ولت). پروتکل Quick Charge 3.0 از سطوح ولتاژ ریزتر پشتیبانی می کند و حداقل ولتاژ کمتری دارد. به گفته PocketNow، Quick Charge 3.0 از ۳.۲ ولت با ۰.۲ ولت بین هر مرحله شروع می شود و تا ۲۰ ولت (۳.۲ ولت، ۳.۴ ولت، ۴.۶ ولت، …، ۱۹.۸ ولت، ۲۰ ولت) می رسد. سایت “powerbankexpert.com” ادعا می کند که این پروتکل دارای حداقل ولتاژ ۳.۶ ولت است.
Loading...