Presque tous les appareils modernes sont équipés d'une batterie à partir de laquelle ils fonctionnent. Afin d'éviter les surcharges et de minimiser les pannes des appareils électroménagers, des téléphones et des systèmes techniques plus complexes, un contrôleur de charge de batterie est installé dans chacun de ces appareils.
Qu'est-ce qu'un contrôleur de charge de batterie et quelles fonctions remplit-il ?
Le contrôleur de charge de batterie est un appareil spécial qui ajuste automatiquement le niveau de courant et de tension dans l'appareil. La charge de la batterie est déterminée par la différence de tension entre les deux bornes. Ainsi, le contrôleur protège la batterie des surtensions excessives et, par conséquent, des dommages.
Logiquement, cependant, de nombreux appareils peuvent facilement se passer d'un contrôleur. Si vous connectez l'appareil directement à une source de tension tout en surveillant la valeur de l'ampérage et de la tension, des dommages peuvent être évités. Bien que dans ce cas, la charge de l'appareil soit inférieure - 70% de la capacité totale du périphérique de stockage. Ainsi, nous pouvons conclure que le contrôleur de charge permet de charger l'appareil à 100%.
Si nous parlons des tâches effectuées par le contrôleur, nous pouvons dire:
- Le module de protection de la batterie optimise l'ensemble du système d'alimentation, ce qui permet à l'appareil de conserver ses ressources internes.
- De plus, le contrôleur évite de surcharger le système, ce qui peut entraîner des pannes des principaux mécanismes.
Qu'est-ce qu'un contrôleur et quels types d'appareils existe-t-il ?
Il n'y a pas de circuits de contrôleur standard, mais ils ont tous des caractéristiques similaires. En règle générale, la plupart d'entre eux incluent deux résistances d'ajustement qui contrôlent les hauts et les bas de la tension. De plus, chaque contrôleur a une bobine de relais qui contrôle la plage des limites. Ainsi, si la batterie a une limite maximale de 15 V, l'appareil ne pourra pas générer d'énergie au-dessus de cette limite.
Selon la structure, les contrôleurs peuvent être:
- contrôleur simple ou universel;
- contrôleur hybride.
Parmi les appareils qui permettent de contrôler ces paramètres, on distingue:
- Contrôleurs ON/OFF;
- Contrôleur de modulation de largeur d'impulsion (PWM) ou modulateur de largeur d'impulsion;
- Contrôleur de suivi du point de puissance maximale (MPPT) ou contrôleur qui surveille la direction des rayons du soleil.
Contrôleurs ON/OFF
Ce module remplit la fonction de déconnecter les batteries de la source à pleine charge. Aujourd'hui, ces contrôleurs sont rarement utilisés et sont considérés comme l'un des plus primitifs. Le principe de fonctionnement du contrôleur repose sur une surveillance constante de certaines valeurs du générateur et du bras du dispositif d'accumulation. Le contrôleur est allumé lorsque la tension de la batterie est inférieure à la valeur nominale ou se situe dans les paramètres de tension. L'appareil s'éteint si la tension dépasse la limite de charge que le contrôleur peut supporter. De tels contrôleurs sont largement utilisés dans les systèmes à charge prévisible, par exemple dans les systèmes d'éclairage de secours et d'alarme (contrôleur de charge-décharge hcx-2366).
Contrôleur PWM
Les microcircuits de contrôle de type PWM sont les plus modernes et multifonctionnels d'un point de vue technique. De tels dispositifs permettent une surveillance automatique des valeurs de tension et de courant. Une fois la valeur maximale possible atteinte, le contrôleur la fixe sur la carte pour stabiliser l'accumulateur. Cela garantit une capacité maximale de la batterie. Ce type de contrôleur a un autre nom, plus courant - ce sont les contrôleurs PWM. Si vous déchiffrez l'abréviation abrégée, vous obtenez un modulateur de largeur d'impulsion. Le plus souvent, de tels dispositifs se trouvent dans l'ingénierie de la télévision et de la radio. De plus, on les retrouve dans certains appareils électroménagers et alimentations à découpage.
La tension d'un panneau solaire standard passe par deux conducteurs jusqu'à l'élément de stabilisation. De ce fait, l'égalisation de potentiel de la tension d'entrée se produit. Après cela, la tension passe aux transistors, qui stabilisent la tension et le courant entrants. L'ensemble du système est contrôlé par le conducteur. Le schéma de l'appareil comprend un capteur de température et un pilote. Ces appareils sont commandés par des transistors de puissance dont le nombre dépend de la puissance de l'appareil. Le capteur de température est responsable de l'état de chauffe des éléments du régulateur. Il est généralement situé sur les radiateurs des transistors de puissance ou à l'intérieur du boîtier. Cela ne change pas sa fonctionnalité. Si la température dépasse les limites définies, l'appareil s'éteint automatiquement.
Modulateur de largeur d'impulsion
Le contrôleur MPPT est un module de contrôle de l'électricité qui est utilisé pour générer de l'énergie dans les centrales solaires. Le microcircuit de l'appareil fonctionne avec des valeurs d'efficacité maximales et donne des taux de sortie élevés. Le microcircuit, qui comprend un contrôleur de ce type, est assez complexe et comprend un certain nombre de dispositifs qui construisent l'ordre de contrôle nécessaire. Cette séquence permet de surveiller en continu les niveaux de tension et de courant tout en maximisant la sortie de l'appareil. La principale différence dans la configuration du modulateur de largeur d'impulsion des appareils PWM est qu'ils sont capables d'activer leur module solaire en fonction des conditions météorologiques. Ainsi, la puissance par tous les temps sera maximale, quelle que soit la durée d'exposition au soleil.
Comment choisir le bon contrôleur de charge de batterie ?
Afin de sélectionner le contrôleur souhaité, il est nécessaire de décider de la fonction que cet appareil assumera et de l'échelle de l'ensemble de l'installation. S'il est prévu d'assembler un petit système solaire qui contrôlera les appareils électroménagers d'une puissance ne dépassant pas deux kilowatts, l'installation d'un contrôleur PWM est suffisante. Si nous parlons d'un système plus puissant qui contrôlera l'électricité du réseau et fonctionnera en mode autonome, alors l'installation d'un contrôleur MTTP est nécessaire. Tout dépend de la tension qui va au contrôleur du périphérique de stockage. Les contrôleurs PWM sont capables de supporter jusqu'à 5 kW, tandis que les modules MTTP peuvent supporter jusqu'à 50 kW.
Comment fonctionnent les modules solaires électroniques ?
Les microcontrôleurs, ou modules électroniques, qui font partie intégrante d'une cellule solaire, sont conçus pour un certain nombre de fonctions afin d'économiser l'énergie du panneau solaire. La génération d'énergie par une batterie solaire est provoquée par la chute des rayons du soleil à sa surface. Grâce aux photocellules, la lumière du soleil génère un courant électrique. L'énergie résultante est envoyée au contrôleur de charge de la batterie, qui surveille la consommation d'énergie. Cet appareil régule et définit la valeur limite de courant et la transmet à l'accumulateur. Théoriquement, un contrôleur de charge pourrait être supprimé. Ainsi, toute l'énergie reçue irait directement à la batterie. cependant, cela entraînerait un risque de surcharge permanente du système, ce qui désactiverait rapidement l'appareil. L'exemple le plus frappant d'un tel appareil est la batterie lithium-ion, qui est installée dans les téléphones, tablettes, chargeurs d'ordinateurs portables et autres gadgets modernes.
