Karibu kila kifaa cha kisasa kina vifaa vya betri ambayo inafanya kazi. Ili kuzuia kupakia kupita kiasi na kupunguza kuharibika kwa vifaa vya nyumbani, simu na mifumo ngumu zaidi ya kiufundi, mtawala wa malipo ya betri amewekwa katika kila kifaa kama hicho.
Mdhibiti wa malipo ya betri ni nini na hufanya kazi gani?
Mdhibiti wa malipo ya betri ni kifaa maalum ambacho hubadilisha kiatomati kiwango cha sasa na voltage kwenye kifaa. Chaji ya betri imedhamiriwa na tofauti ya voltage kati ya vituo viwili. Kwa hivyo, mtawala analinda betri kutokana na nguvu nyingi na, ipasavyo, uharibifu.
Kimantiki, hata hivyo, vifaa vingi vinaweza kufanya bila mdhibiti. Ukiunganisha kifaa moja kwa moja na chanzo cha voltage wakati unafuatilia kiwango cha nguvu na voltage, uharibifu unaweza kuepukwa. Ingawa katika kesi hii malipo ya kifaa yatakuwa chini - 70% ya jumla ya uwezo wa kifaa cha kuhifadhi. Kwa hivyo, tunaweza kuhitimisha kuwa mtawala wa malipo hukuruhusu kuchaji kifaa kwa 100%.
Ikiwa tunazungumza juu ya kazi gani mtawala hufanya, tunaweza kusema:
- Moduli ya ulinzi wa betri inaboresha mfumo mzima wa nguvu, ambayo inaruhusu kifaa kuhifadhi rasilimali zake za ndani.
- Kwa kuongezea, mtawala anaepuka kupakia zaidi mfumo, ambayo inaweza kusababisha kuharibika kwa mifumo kuu.
Mdhibiti ni nini na kuna aina gani ya kifaa hiki?
Hakuna nyaya za mtawala za kawaida, lakini zote zina huduma sawa. Kwa kawaida, nyingi kati ya hizi ni pamoja na vipunguzi viwili vya kukata ambavyo vinadhibiti viwango vya juu na chini vya voltage. Kwa kuongeza, kila mtawala ana coil ya relay inayodhibiti anuwai ya mipaka. Kwa hivyo, ikiwa betri ina kiwango cha juu cha 15 V, kifaa haitaweza kutoa nishati juu ya kikomo hiki.
Kulingana na muundo, watawala wanaweza kuwa:
- mdhibiti rahisi au ulimwengu wote;
- mtawala wa mseto.
Miongoni mwa vifaa ambavyo vinakuruhusu kudhibiti vigezo hivi vinajulikana:
- Watawala wa ON / OFF;
- Mdhibiti wa upanaji wa mpigo (PWM), au moduli ya upana wa kunde;
- Mdhibiti wa kiwango cha juu cha ufuatiliaji wa nguvu (MPPT) au mtawala anayefuatilia mwelekeo wa miale ya jua.
Watawala wa ON / OFF
Moduli hii hufanya kazi ya kukata betri kutoka kwa chanzo kwa mzigo kamili. Leo, watawala hawa hawatumiwi sana na wanachukuliwa kuwa mmoja wa wa zamani zaidi. Kanuni ya utendaji wa mtawala inategemea ufuatiliaji wa kila wakati wa maadili fulani ya jenereta na mkono wa kifaa cha kukusanya. Kidhibiti kimewashwa wakati voltage ya betri iko chini ya thamani ya jina, au iko ndani ya vigezo vya voltage. Kifaa kinazima ikiwa voltage inazidi kikomo cha mzigo ambacho mtawala anaweza kuhimili. Watawala kama hao hutumiwa sana katika mifumo iliyo na mzigo unaoweza kutabirika, kwa mfano, katika taa za dharura na mifumo ya kengele (mtawala wa kutolea malipo hcx-2366).
Mdhibiti wa PWM
Microcircuits ya kudhibiti aina ya PWM ni ya kisasa zaidi na yenye kazi nyingi kutoka kwa mtazamo wa kiufundi. Vifaa vile huruhusu ufuatiliaji wa moja kwa moja wa voltage na maadili ya sasa. Baada ya kufikiwa kwa kiwango cha juu, mtawala huiweka kwenye ubao ili kutuliza mkusanyiko. Hii inahakikisha kiwango cha juu cha uwezo wa betri. Aina hii ya mdhibiti ina jina lingine, ambalo ni la kawaida zaidi - ni watawala wa PWM. Ukifafanua kifupi kifupi, unapata kitu kama moduli ya upana wa kunde. Mara nyingi, vifaa kama hivyo hupatikana katika uhandisi wa runinga na redio. Kwa kuongezea, zinaweza kupatikana katika vifaa vingine vya nyumbani na kubadilisha vifaa vya umeme.
Voltage kutoka kwa jopo la kawaida la jua hupita kwa makondakta wawili hadi kwa kipengele cha kutuliza. Kwa sababu ya hii, usawa wa uwezekano wa voltage ya pembejeo hufanyika. Baada ya hapo, voltage huenda kwa transistors, ambayo hutuliza voltage inayoingia na ya sasa. Mfumo wote unadhibitiwa na dereva. Mchoro wa kifaa ni pamoja na sensorer ya joto na dereva. Vifaa hivi vinadhibitiwa na transistors za nguvu, idadi ambayo inategemea nguvu ya kifaa. Sensor ya joto inawajibika kwa hali ya joto ya vitu vya mtawala. Kawaida iko kwenye radiators ya transistors ya nguvu, au ndani ya kesi hiyo. Hii haibadilishi utendaji wake. Ikiwa hali ya joto inazidi mipaka iliyowekwa, kifaa huzima kiatomati.
Moduli ya upana wa kunde
Mdhibiti wa MPPT ni moduli ya kudhibiti umeme ambayo hutumiwa kutengeneza nishati kwenye mitambo ya umeme wa jua. Microcircuit ya kifaa inafanya kazi na viwango vya juu vya ufanisi na inatoa viwango vya juu vya pato. Microcircuit, ambayo ni pamoja na mtawala wa aina hii, ni ngumu sana na inajumuisha idadi ya vifaa ambavyo vinaunda mpangilio muhimu wa kudhibiti. Mlolongo huu unaruhusu viwango vya voltage na vya sasa kufuatiliwa kila wakati wakati unazidisha pato la kifaa. Tofauti kuu katika usanidi wa moduli ya upana wa mapigo kutoka kwa vifaa vya PWM ni kwamba wana uwezo wa kuamsha moduli yao ya jua kwa hali ya hewa. Kwa hivyo, nguvu katika hali ya hewa yoyote itakuwa ya juu, bila kujali urefu wa muda kwenye jua.
Jinsi ya kuchagua mtawala wa malipo ya betri sahihi?
Ili kuchagua kidhibiti unachotaka, ni muhimu kuamua juu ya kazi ambayo kifaa hiki kitabeba na kwa kiwango cha usanikishaji mzima. Ikiwa imepangwa kukusanya mfumo mdogo wa jua ambao utadhibiti vifaa vya kaya na nguvu isiyozidi kilowatts mbili, basi kusanikisha mtawala wa PWM inatosha. Ikiwa tunazungumza juu ya mfumo wenye nguvu zaidi ambao utadhibiti umeme wa mtandao na kufanya kazi kwa njia ya uhuru, basi usanidi wa mtawala wa MTTP ni muhimu. Yote inategemea voltage ambayo huenda kwa mtawala wa kifaa cha kuhifadhi. Watawala wa PWM wanaweza kuhimili hadi kW 5, wakati moduli za MTTP zinaweza kuhimili hadi 50 kW.
Je! Moduli za umeme za jua zinafanyaje kazi?
Microcontrollers, au moduli za elektroniki, ambazo ni muhimu kwa seli ya jua, zimeundwa kwa kazi kadhaa kuhifadhi nishati kutoka kwa jopo la jua. Uzalishaji wa nishati na betri ya jua husababishwa na anguko la miale ya jua juu ya uso wake. Shukrani kwa seli za jua, jua hutengeneza mkondo wa umeme. Nishati inayosababishwa hutumwa kwa mdhibiti wa malipo ya betri, ambayo huangalia utumiaji wa nishati. Kifaa hiki kinasimamia na kuweka thamani ya sasa ya kikomo na kuipitisha kwenye betri ya kuhifadhi. Kinadharia, mtawala wa malipo angeweza kutolewa. Kwa hivyo, nguvu zote zilizopokelewa zingeenda moja kwa moja kwenye betri. Walakini, hii ingehatarisha upakiaji wa kudumu wa mfumo, ambao utalemaza kifaa haraka. Mfano wa kushangaza zaidi wa kifaa kama hicho ni betri ya lithiamu-ioni, ambayo imewekwa kwenye simu, vidonge, chaja za kompyuta ndogo na vifaa vingine vya kisasa.
