อุปกรณ์ที่ทันสมัยเกือบทุกเครื่องมีแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้ เพื่อป้องกันการโอเวอร์โหลดและลดการพังทลายของเครื่องใช้ในครัวเรือน โทรศัพท์ และระบบทางเทคนิคที่ซับซ้อนมากขึ้น อุปกรณ์ควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่ได้รับการติดตั้งในแต่ละอุปกรณ์
ตัวควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่คืออะไรและทำหน้าที่อะไร?
ตัวควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่เป็นอุปกรณ์พิเศษที่ปรับระดับกระแสและแรงดันในอุปกรณ์โดยอัตโนมัติ การชาร์จแบตเตอรี่ถูกกำหนดโดยความต่างศักย์ระหว่างขั้วทั้งสอง ดังนั้นคอนโทรลเลอร์จึงปกป้องแบตเตอรี่จากแรงดันไฟเกินและความเสียหาย
อย่างไรก็ตาม ตามหลักเหตุผล อุปกรณ์หลายอย่างสามารถทำได้โดยไม่ต้องมีตัวควบคุม หากคุณเชื่อมต่ออุปกรณ์โดยตรงกับแหล่งจ่ายแรงดันขณะตรวจสอบค่าแอมแปร์และแรงดันไฟ คุณสามารถหลีกเลี่ยงความเสียหายได้ แม้ว่าในกรณีนี้ค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์จะลดลง - 70% ของความจุทั้งหมดของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล ดังนั้น เราสามารถสรุปได้ว่าตัวควบคุมการชาร์จช่วยให้คุณสามารถชาร์จอุปกรณ์ได้ถึง 100%
หากเราพูดถึงงานที่ผู้ควบคุมดำเนินการ เราสามารถพูดได้ว่า:
- โมดูลป้องกันแบตเตอรี่ปรับระบบไฟฟ้าทั้งหมดให้เหมาะสม ซึ่งช่วยให้อุปกรณ์สามารถประหยัดทรัพยากรภายในได้
- นอกจากนี้คอนโทรลเลอร์ยังหลีกเลี่ยงการโอเวอร์โหลดระบบซึ่งอาจนำไปสู่การพังทลายของกลไกหลัก
คอนโทรลเลอร์คืออะไรและมีอุปกรณ์ประเภทใดบ้าง?
ไม่มีวงจรควบคุมมาตรฐาน แต่ทั้งหมดมีคุณสมบัติที่คล้ายคลึงกัน โดยทั่วไปแล้ว สิ่งเหล่านี้ส่วนใหญ่จะรวมถึงตัวต้านทานการตัดแต่งสองตัวที่ควบคุมเสียงสูงและต่ำของแรงดันไฟฟ้า นอกจากนี้ คอนโทรลเลอร์แต่ละตัวยังมีคอยล์รีเลย์ที่ควบคุมช่วงของขีดจำกัด ดังนั้นหากแบตเตอรี่มีขีดจำกัดสูงสุด 15 V อุปกรณ์จะไม่สามารถผลิตพลังงานเกินขีดจำกัดนี้ได้
ขึ้นอยู่กับโครงสร้าง ตัวควบคุมสามารถ:
- ตัวควบคุมอย่างง่ายหรือสากล
- ตัวควบคุมไฮบริด
ในบรรดาอุปกรณ์ที่ให้คุณควบคุมพารามิเตอร์เหล่านี้มีความโดดเด่น:
- ตัวควบคุมเปิด / ปิด;
- ตัวควบคุมการมอดูเลตความกว้างพัลส์ (PWM) หรือโมดูเลเตอร์ความกว้างพัลส์
- ตัวควบคุมการติดตามจุดไฟสูงสุด (MPPT) หรือตัวควบคุมที่ตรวจสอบทิศทางของรังสีดวงอาทิตย์
ตัวควบคุมเปิด / ปิด
โมดูลนี้ทำหน้าที่ถอดแบตเตอรี่ออกจากแหล่งกำเนิดเมื่อโหลดเต็ม วันนี้ตัวควบคุมเหล่านี้ไม่ค่อยได้ใช้และถือว่าเป็นหนึ่งในอุปกรณ์ดั้งเดิมที่สุด หลักการทำงานของคอนโทรลเลอร์นั้นขึ้นอยู่กับการตรวจสอบค่าคงที่ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและแขนของอุปกรณ์สะสม ตัวควบคุมจะเปิดขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ต่ำกว่าค่าที่กำหนด หรืออยู่ภายในพารามิเตอร์แรงดันไฟฟ้า อุปกรณ์จะปิดลงหากแรงดันไฟฟ้าเกินขีดจำกัดโหลดที่ตัวควบคุมสามารถรับได้ ตัวควบคุมดังกล่าวใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบที่มีภาระที่คาดการณ์ได้ เช่น ในระบบไฟฉุกเฉินและระบบเตือนภัย
ตัวควบคุม PWM
ไมโครวงจรควบคุมประเภท PWM นั้นทันสมัยและใช้งานได้หลากหลายที่สุดจากมุมมองทางเทคนิค อุปกรณ์ดังกล่าวช่วยให้สามารถตรวจสอบแรงดันและค่ากระแสได้โดยอัตโนมัติ หลังจากถึงค่าสูงสุดที่เป็นไปได้แล้ว คอนโทรลเลอร์จะแก้ไขค่านั้นบนบอร์ดเพื่อทำให้ตัวสะสมเสถียร สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงความจุของแบตเตอรี่สูงสุด คอนโทรลเลอร์ประเภทนี้มีชื่ออื่นซึ่งใช้บ่อยกว่า - มันคือคอนโทรลเลอร์ PWMหากคุณถอดรหัสตัวย่อแบบย่อ คุณจะได้สิ่งนั้นเป็นโมดูเลเตอร์ความกว้างพัลส์ ส่วนใหญ่มักพบอุปกรณ์ดังกล่าวในวิศวกรรมโทรทัศน์และวิทยุ นอกจากนี้ยังสามารถพบได้ในเครื่องใช้ในครัวเรือนและอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
แรงดันไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์มาตรฐานจะผ่านตัวนำสองตัวไปยังองค์ประกอบที่ทำให้เสถียร ด้วยเหตุนี้ความเท่าเทียมกันของแรงดันไฟฟ้าขาเข้าจึงเกิดขึ้น หลังจากนั้นแรงดันไฟฟ้าจะไปที่ทรานซิสเตอร์ซึ่งทำให้แรงดันและกระแสขาเข้าคงที่ ทั้งระบบถูกควบคุมโดยคนขับ ไดอะแกรมอุปกรณ์ประกอบด้วยเซ็นเซอร์อุณหภูมิและไดรเวอร์ อุปกรณ์เหล่านี้ควบคุมโดยทรานซิสเตอร์กำลัง ซึ่งจำนวนนั้นขึ้นอยู่กับกำลังของอุปกรณ์ เซ็นเซอร์อุณหภูมิรับผิดชอบสถานะความร้อนขององค์ประกอบคอนโทรลเลอร์ โดยปกติแล้วจะอยู่บนหม้อน้ำของทรานซิสเตอร์กำลังหรือภายในเคส การดำเนินการนี้จะไม่เปลี่ยนการทำงาน หากอุณหภูมิเกินขีดจำกัดที่ตั้งไว้ อุปกรณ์จะปิดโดยอัตโนมัติ
โมดูเลเตอร์ความกว้างพัลส์
ตัวควบคุม MPPT เป็นโมดูลควบคุมไฟฟ้าที่ใช้ในการผลิตพลังงานในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ไมโครเซอร์กิตของอุปกรณ์ทำงานด้วยค่าประสิทธิภาพสูงสุดและให้อัตราเอาต์พุตสูง ไมโครเซอร์กิตซึ่งรวมถึงคอนโทรลเลอร์ประเภทนี้ค่อนข้างซับซ้อนและมีอุปกรณ์จำนวนหนึ่งที่สร้างคำสั่งควบคุมที่จำเป็น ลำดับนี้ช่วยให้สามารถตรวจสอบระดับแรงดันและกระแสได้อย่างต่อเนื่องในขณะที่ยังคงเพิ่มเอาต์พุตของอุปกรณ์ให้สูงสุด ความแตกต่างที่สำคัญในการกำหนดค่าโมดูเลเตอร์ความกว้างพัลส์จากอุปกรณ์ PWM คือสามารถเปิดใช้งานโมดูลแสงอาทิตย์สำหรับสภาพอากาศได้ ดังนั้นพลังในทุกสภาพอากาศจะสูงสุดโดยไม่คำนึงถึงระยะเวลาในดวงอาทิตย์
วิธีการเลือกตัวควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่ที่เหมาะสม?
ในการเลือกคอนโทรลเลอร์ที่ต้องการ จำเป็นต้องตัดสินใจเกี่ยวกับฟังก์ชันที่อุปกรณ์นี้จะดำเนินการและตามขนาดของการติดตั้งทั้งหมด หากมีการวางแผนที่จะประกอบระบบสุริยะขนาดเล็กที่จะควบคุมเครื่องใช้ในครัวเรือนที่มีกำลังไฟไม่เกินสองกิโลวัตต์การติดตั้งตัวควบคุม PWM ก็เพียงพอแล้ว หากเรากำลังพูดถึงระบบที่ทรงพลังกว่าที่จะควบคุมไฟฟ้าของเครือข่ายและทำงานในโหมดอิสระ การติดตั้งคอนโทรลเลอร์ MTTP ก็มีความจำเป็น ทุกอย่างขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ส่งไปยังตัวควบคุมของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล ตัวควบคุม PWM สามารถทนต่อได้ถึง 5 กิโลวัตต์ ในขณะที่โมดูล MTTP สามารถทนต่อได้ถึง 50 กิโลวัตต์
โมดูลแสงอาทิตย์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานอย่างไร
ไมโครคอนโทรลเลอร์หรือโมดูลอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเซลล์แสงอาทิตย์ ได้รับการออกแบบสำหรับฟังก์ชันต่างๆ เพื่อประหยัดพลังงานจากแผงโซลาร์เซลล์ การผลิตพลังงานจากแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์เกิดจากการตกของแสงอาทิตย์บนพื้นผิวของมัน ขอบคุณ photocells แสงแดดสร้างกระแสไฟฟ้า พลังงานที่ได้จะถูกส่งไปยังตัวควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่ ซึ่งจะตรวจสอบการใช้พลังงาน อุปกรณ์นี้ควบคุมและตั้งค่าขีดจำกัดปัจจุบันและส่งผ่านไปยังแบตเตอรี่จัดเก็บ ในทางทฤษฎี ตัวควบคุมประจุสามารถจ่ายได้ด้วย ดังนั้นพลังงานทั้งหมดที่ได้รับจะไปที่แบตเตอรี่โดยตรง อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้จะเสี่ยงต่อการโอเวอร์โหลดระบบอย่างถาวร ซึ่งจะปิดการใช้งานอุปกรณ์อย่างรวดเร็ว ตัวอย่างที่โดดเด่นที่สุดของอุปกรณ์ดังกล่าวคือแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซึ่งติดตั้งในโทรศัพท์ แท็บเล็ต ที่ชาร์จแล็ปท็อป และอุปกรณ์ที่ทันสมัยอื่นๆ