В этом блоге я уже писал про автотрансформаторные зарядные устройства и их особенности, но еще не было ни слова про плавную регулировку тока при помощи широтно-импульсной модуляции в зарядках для АКБ. Зачем она нужна, как работает и в чем преимущества ее использования? расскажу в этом посте!
Как работает ШИМ регулировка тока?
Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) - это самый эффективный способ для создания постоянного напряжения зарядки аккумулятора путем переключения устройств питания. При ШИМ-регулировании ток от зарядки изменяется в зависимости от состояния АКБ и потребности в подзарядке.
В «старые времена» использовались простые двухпозиционные контроллеры (симисторы, тиристоры), однако по мере развития аккумуляторных батарей для автомобилей стало ясно, насколько эти простые устройства мешают процессу зарядки. Использование двухпозиционных регуляторов приводило к снижению общей емкости батарей и уменьшению времени работы.
С широтно-импульсной модуляции при регулировки тока (при помощи полевых транзисторов) эти проблемы ушли в прошлое. Регулировка работает так: когда напряжение батареи достигает заданного значения, алгоритм ШИМ медленно снижает зарядный ток, чтобы избежать нагрева и выделения газа в батарею, но при этом устройство продолжает заряжать аккумулятор. В результате этого повышается КПД и скорость зарядки АКБ, продлевается срок службы аккумуляторов.
Разновидности ШИМ контроллеров
Контроллеры ШИМ могут иметь однополярные или сдвоенные выходы. Устройства с двумя выходами предназначены для двухтактных, мостовых или синхронных выпрямительных МОП-транзисторов. При этом ШИМ контроллер предотвращает перекрытие каждого выхода. Если оба выхода будут включены одновременно, это приведет к увеличению рассеиваемой мощности.
Некоторые контроллеры ШИМ в аккумуляторных зарядках даже используют специальные схемы для управления перекрытием выходов.
Какова цель измерения тока в ШИМ регуляторах?
Большинство микросхем ШИМ-контроллеров обеспечивают защиту от ограничения тока, измеряя выходной ток. Если вход считывания тока превышает определенный порог, то устройство завершает текущий цикл (поцикловое ограничение тока).
Вот лишь основные преимущества использования ШИМ регулировки тока в зарядках для АКБ:
- Восстанавливает емкость батареи и десульфатирует аккумулятор за счет пульсирующих выбросов.
- Поддерживает высокую среднюю емкость аккумулятора (от 90% до 95%) по сравнению с зарядками без ШИМ, которые достигают лишь 60% максимальной емкости.
- Уменьшает нагрев батареи и выделение газов.
- Могут работать с большими токами для аккумуляторов большой емкости.
- Менее чувствительны по сравнению с импульсными ЗУ к качеству питающей сети 220В, выдают относительно малые помехи.
Есть еще одно немаловажное преимущество: зарядка с технологией ШИМ заряжает даже очень старые аккумуляторы, но которые не имеют короткого замыкания в банках.
Как это возможно? Объясняю:
По мере того, как батареи циклически стареют, они становятся более устойчивыми к перезарядке. Это в первую очередь связано с образованием кристаллов сульфата, которые замедляют электрохимические преобразования и делают пластины менее проводящими. Однако возраст аккумулятора не влияет на зарядку при использовании ШИМ регулировки тока.
Зарядка с постоянным ШИМ напряжением всегда будет регулироваться в соответствии с потребностями батареи. Устройство оптимизирует напряжение тока в зависимости от внутреннего сопротивления, потребностей в подзарядке и возраста аккумулятора.
Большой выбор классических трансформаторных устройств с ШИМ регулировкой зарядного тока вы как всегда найдете на сайте производителя КОМЕТА-С