Jak działają inteligentne ładowarki do akumulatorów?

Ładowanie baterii to proces, w którym najważniejszą rolę odgrywają dwie zmienne: napięcie i prąd ładowania. Co ważne, wartość każdego z nich może być kontrolowana z zewnątrz, to jest za pośrednictwem układu półprzewodnikowego, a konkretnie – mikroprocesora sterującego kluczem wysokiej częstotliwości.

Jak przekonwertować prąd z gniazdka?

Tradycyjna ładowarka działa w dość prosty sposób. Składa się z dużego i masywnego transformatora (o relatywnie niskiej sprawności), układu prostowniczego i systemu filtrów. Niestety, ładowarki zaprojektowane w ten sposób mają kilka istotnych wad, gdyż:

• generują dużo ciepła (i duże straty),
• nie pozwalają na regulację napięcia i prądu wyjściowego,
• są niepraktycznie przy dużych obciążeniach.

Inteligentne ładowarki do akumulatorów to alternatywa dla standardowych urządzeń ładujących. Dzięki specyficznej budowie monitorują one na bieżąco parametry pracy układu i dostosowują prąd oraz napięcie wyjściowe do „potrzeb” baterii.

Jak działa ładowarka inteligentna?

Konwersja prądu zmiennego w stały

Pierwszym elementem ładowarek inteligentnych jest tzw. układ Graetza, czyli zespół czterech diod prostowniczych połączonych w mostek. Dzięki tej konfiguracji „dolna część” przebiegu sinusoidalnego zmienia swój kierunek i nie jest kompensowana przez prostownik. Następnie prąd płynie do zestawu filtrów pojemnościowych i indukcyjnych, które są odpowiedzialne za jego wygładzenie w funkcji czasu.

Oznacza to, że na wyjściu filtrów mamy do czynienia z prądem:

• którego przebieg został wyprostowany (prąd stały),
• którego napięcie jest zbliżone do wartości napięcia w gniazdku.

Klucz i mikroprocesor

Prąd o tych właściwościach płynie poprzez klucz do transformatora. Kluczem nazywamy element półprzewodnikowy (najczęściej jest to tranzystor), który włącza się i wyłącza z bardzo dużą częstotliwością, gwarantując dopływ napięcia zmiennego do strony pierwotnej. Sposób jego pracy jest kontrolowany przez układ scalony. Prąd w transformatorze jest obniżany do konkretnej wartości wyjściowej, a następnie – kierowany do zestawu filtrów wyjściowych w celu wyeliminowania zniekształceń powstałych po stronie pierwotnej i wtórnej transformatora. Klucz „wycina” część przebiegu elektrycznego, dzięki czemu układ może precyzyjnie sterować wartością prądu i napięcia wyjściowego.

Układ sprzężenia zwrotnego

Inteligentne ładowarki do akumulatorów wyposażone są w układ sprzężenia zwrotnego, którego zadaniem jest monitorowanie parametrów ładowanej baterii, a następnie – na podstawie tych danych – sterowanie pracą klucza poprzez wspomniany mikroprocesor. Dzięki temu inteligentna ładowarka:

• wydłuża żywotność akumulatora,
• obsługuje kilka trybów pracy,
• dostosowuje się do rodzaju baterii.

Reasumując, inteligentne ładowarki do akumulatorów to zaawansowane urządzenia elektroniczne, które na bieżąco kontrolują parametry prądu ładowania i tym samym optymalizują ten proces.