Quase todo dispositivo moderno é equipado com uma bateria com a qual funciona. Para evitar sobrecargas e minimizar a quebra de eletrodomésticos, telefones e sistemas técnicos mais complexos, um controlador de carga de bateria é instalado em cada um desses dispositivos.
O que é um controlador de carga de bateria e quais funções ele executa?
O controlador de carga da bateria é um dispositivo especial que ajusta automaticamente o nível de corrente e tensão no dispositivo. A carga da bateria é determinada pela diferença de tensão entre os dois terminais. Assim, o controlador protege a bateria de sobretensão excessiva e, consequentemente, de danos.
Logicamente, no entanto, muitos aparelhos podem funcionar facilmente sem um controlador. Se você conectar o dispositivo diretamente a uma fonte de tensão enquanto monitora a amperagem e o valor da tensão, danos podem ser evitados. Embora, neste caso, a carga do dispositivo seja menor - 70% da capacidade total do dispositivo de armazenamento. Assim, podemos concluir que o controlador de carga permite carregar o dispositivo a 100%.
Se falarmos sobre quais tarefas o controlador executa, podemos dizer:
- O módulo de proteção da bateria otimiza todo o sistema de energia, o que permite ao dispositivo conservar seus recursos internos.
- Além disso, o controlador evita sobrecarregar o sistema, o que pode levar à quebra dos mecanismos principais.
O que é um controlador e que tipos de dispositivo existem?
Não há circuitos de controlador padrão, mas todos têm recursos semelhantes. Normalmente, a maioria deles inclui dois resistores de compensação que controlam os altos e baixos da tensão. Além disso, cada controlador possui uma bobina de relé que controla a faixa dos limites. Assim, se a bateria tiver limite máximo de 15 V, o dispositivo não conseguirá gerar energia acima desse limite.
Dependendo da estrutura, os controladores podem ser:
- controlador simples ou universal;
- controlador híbrido.
Entre os dispositivos que permitem controlar esses parâmetros, destacam-se:
- Controladores ON / OFF;
- Controlador de modulação de largura de pulso (PWM) ou modulador de largura de pulso;
- Controlador de rastreamento de ponto de potência máxima (MPPT) ou controlador que monitora a direção dos raios solares.
Controladores ON / OFF
Este módulo desempenha a função de desconectar as baterias da fonte em plena carga. Hoje, esses controladores raramente são usados e são considerados um dos mais primitivos. O princípio de operação do controlador é baseado no monitoramento constante de certos valores do gerador e do braço do dispositivo de acumulação. O controlador é ligado quando a tensão da bateria está abaixo do valor nominal ou dentro dos parâmetros de tensão. O dispositivo desliga se a tensão exceder o limite de carga que o controlador pode suportar. Esses controladores são amplamente utilizados em sistemas com carga previsível, por exemplo, em iluminação de emergência e sistemas de alarme (controlador de carga-descarga hcx-2366).
Controlador PWM
Os microcircuitos de controle do tipo PWM são os mais modernos e multifuncionais do ponto de vista técnico. Esses dispositivos permitem o monitoramento automático dos valores de tensão e corrente. Após atingir o valor máximo possível, o controlador o fixa na placa para estabilizar o acumulador. Isso garante a capacidade máxima da bateria. Este tipo de controlador tem outro nome, que é mais comum - é controladores PWM. Se você decifrar a abreviatura abreviada, obterá algo como um modulador de largura de pulso. Na maioria das vezes, esses dispositivos são encontrados na engenharia de televisão e rádio. Além disso, eles podem ser encontrados em alguns eletrodomésticos e fontes de alimentação comutadas.
A tensão de um painel solar padrão passa por dois condutores até o elemento estabilizador. Devido a isso, ocorre a equalização de potencial da tensão de entrada. Depois disso, a tensão vai para os transistores, que estabilizam a tensão e a corrente de entrada. Todo o sistema é controlado pelo motorista. O diagrama do dispositivo inclui um sensor de temperatura e um driver. Esses dispositivos são controlados por transistores de potência, cujo número depende da potência do dispositivo. O sensor de temperatura é responsável pelo estado de aquecimento dos elementos controladores. Normalmente ele está localizado nos radiadores dos transistores de potência, ou dentro do gabinete. Isso não altera sua funcionalidade. Se a temperatura exceder os limites definidos, o dispositivo desliga-se automaticamente.
Modulador de largura de pulso
O controlador MPPT é um módulo de controle de eletricidade que é usado para gerar energia em usinas solares. O microcircuito do dispositivo opera com valores máximos de eficiência e oferece altas taxas de saída. O microcircuito, que inclui um controlador desse tipo, é bastante complexo e inclui uma série de dispositivos que constroem a ordem de controle necessária. Esta sequência permite que os níveis de tensão e corrente sejam monitorados continuamente enquanto maximiza a saída do dispositivo. A principal diferença na configuração do modulador de largura de pulso dos dispositivos PWM é que eles são capazes de ativar seu módulo solar para as condições climáticas. Assim, a potência em qualquer clima será máxima, independentemente da duração do tempo ao sol.
Como escolher o controlador de carga de bateria certo?
Para selecionar o controlador desejado, é necessário decidir sobre a função que este dispositivo irá realizar e a escala de toda a instalação. Se for planejada a montagem de um pequeno sistema solar que controlará eletrodomésticos com potência de no máximo dois quilowatts, a instalação de um controlador PWM será suficiente. Se estamos falando de um sistema mais potente que vai controlar a eletricidade da rede e funcionar de forma autônoma, então a instalação de um controlador MTTP é necessária. Tudo depende da voltagem que vai para o controlador do dispositivo de armazenamento. Os controladores PWM são capazes de suportar até 5 kW, enquanto os módulos MTTP podem suportar até 50 kW.
Como funcionam os módulos solares eletrônicos?
Microcontroladores, ou módulos eletrônicos, que são parte integrante de uma célula solar, são projetados para uma série de funções para conservar a energia do painel solar. A geração de energia por uma bateria solar é causada pela queda dos raios solares em sua superfície. Graças às fotocélulas, a luz solar gera uma corrente elétrica. A energia resultante é enviada ao controlador de carga da bateria, que monitora o consumo de energia. Este dispositivo regula e define o valor limite de corrente e o passa para a bateria de armazenamento. Teoricamente, um controlador de carga poderia ser dispensado. Assim, toda a energia recebida iria diretamente para a bateria. entretanto, isso correria o risco de sobrecarga permanente do sistema, o que desabilitaria rapidamente o dispositivo. O exemplo mais marcante de tal dispositivo é a bateria de íon de lítio, que é instalada em telefones, tablets, carregadores de laptop e outros aparelhos modernos.
