وظیفه اصلی یک شارژکنترلر PWM، مدیریت فرآیند شارژ باتری به گونه‌ای است که بتواند ولتاژ و جریان وارد شده به باتری را بهینه کنترل کند. این به این معناست که شارژکنترلر PWM تلاش می‌کند ولتاژ و جریان ورودی به باتری را در محدوده‌ای خاص نگه دارد تا باتری بهینه شارژ شود و از آسیب‌های ناشی از شارژ بیش از حد یا شارژ کمتر از حد محافظت کند.
علاوه بر این، برخی از شارژکنترلرهای PWM دارای ویژگی‌هایی مانند حفاظت در برابر اتصال معکوس (reverse connection)، حفاظت در برابر برق‌رسانی بیش از حد (overcurrent protection) و حفاظت در برابر شارژ کوتاه‌مدت (short-circuit protection) هستند تا از سلامت باتری و دستگاه‌های متصل به آن محافظت کنند.
البته! بیایید با یک مثال ساده بیشتر توضیح دهم. فرض کنید که شما یک سیستم شارژ باتری خورشیدی دارید که از یک پنل خورشیدی برای شارژ باتری استفاده می‌کند. حالتی که پنل خورشیدی فعال است، این است که ولتاژ و جریان آن تغییر می‌کند. اگر شما ولتاژ و جریان مستقیم را به طور مستقیم به باتری متصل کنید، ممکن است شارژ بیش از حد باتری را آسیب بزند یا از دست بدهد.
حال فرض کنید که از یک شارژکنترلر PWM استفاده می‌کنید. این شارژکنترلر PWM می‌تواند ولتاژ و جریان وارد شده به باتری را کنترل کند. وقتی ولتاژ باتری بیش از حد است، شارژکنترلر PWM می‌تواند ولتاژ خروجی را کاهش دهد تا باتری را در محدوده ایمنی نگه دارد. همچنین، اگر جریان شارژ بیش از حدی باشد، می‌تواند جریان را کاهش دهد تا باتری از آسیب جلوگیری کند.
بنابراین، شارژکنترلر PWM وظیفه اصلی خود را در مدیریت و کنترل شارژ باتری انجام می‌دهد، به طوری که باتری بهینه شارژ شود و از آسیب‌های ناشی از شارژ بیش از حد یا کمتر از حد محافظت شود.
۱. اندازه‌گیری ورودی: شارژکنترلر PWM ابتدا ولتاژ و جریان ورودی را از منبع شارژ (مثلاً پنل خورشیدی یا یک منبع تغذیه دیگر) اندازه‌گیری می‌کند.
۲. مقایسه با مقادیر مورد نظر: سپس، این مقادیر ورودی با مقادیر مورد نظر برای شارژ باتری مقایسه می‌شوند. این مقادیر مورد نظر ممکن است براساس نوع باتری، وضعیت شارژ فعلی باتری، و سایر عوامل مشخص شوند.
۳. تولید سیگنال PWM: بر اساس مقایسه‌ی انجام شده، شارژکنترلر PWM یک سیگنال PWM تولید می‌کند. در اینجا، با تغییر طول پالس‌های PWM، ولتاژ و جریان خروجی تنظیم می‌شوند.
۴. کنترل شارژ باتری: این سیگنال PWM به سیستم شارژ باتری ارسال می‌شود تا جریان و ولتاژ وارد شده به باتری به طور دقیق کنترل شود. این کنترل بیشتر به منظور حفظ سلامت باتری، افزایش عمر مفید آن و جلوگیری از آسیب‌های ناشی از شارژ بیش از حد یا کمتر از حد است.
۵. مانیتورینگ و حفاظت: شارژکنترلر PWM ممکن است وظایف مانیتورینگ انجام دهد، مانند اندازه‌گیری و نمایش وضعیت شارژ باتری. همچنین، معمولاً دارای ویژگی‌های حفاظتی هستند که می‌توانند باتری و دستگاه‌های متصل به آن را در برابر مشکلاتی مانند برق‌رسانی بیش از حد، اتصال معکوس و شارژ کوتاه‌مدت محافظت کنند.
در نتیجه، با استفاده از این روش‌ها، شارژکنترلر PWM به طور دقیق شارژ باتری را کنترل کرده و از سلامت باتری و دستگاه‌های متصل به آن محافظت می‌کند.
۱. شارژکنترلر PWM باتری خورشیدی: این مدل‌ها برای سیستم‌های شارژ باتری خورشیدی استفاده می‌شوند و معمولاً قابلیت‌هایی مانند مدیریت تعداد ولتاژ و جریان ورودی، حفاظت در برابر اتصال معکوس و حفاظت در برابر برق‌رسانی بیش از حد را دارند.
۲. شارژکنترلر PWM خودرویی: این نوع از شارژکنترلرها برای شارژ باتری‌های خودروها و وسایل نقلیه دیگر استفاده می‌شوند. آن‌ها دارای ویژگی‌هایی مانند حفاظت در برابر شارژ بیش از حد، حفاظت در برابر شارژ کوتاه‌مدت و مانیتورینگ وضعیت باتری هستند.
۳. شارژکنترلر PWM باتری ماژولار: این مدل‌ها برای سیستم‌های شارژ باتری ماژولار که شامل چندین باتری می‌شوند استفاده می‌شوند. آن‌ها قابلیت‌هایی مانند تعادل باتری، مدیریت هوشمند شارژ و دیسپلی LCD برای نمایش وضعیت باتری را دارا هستند.
۴. شارژکنترلر PWM باتری صنعتی: این مدل‌ها برای کاربردهای صنعتی با باتری‌های بزرگتر مورد استفاده قرار می‌گیرند و معمولاً دارای ویژگی‌هایی مانند حفاظت در برابر شوک و لرزش، عملکرد در شرایط محیطی سخت و قابلیت اتصال به سیستم‌های کنترل اتوماتیک هستند.
همچنین، بسته به نوع باتری، توان و ویژگی‌های دیگر سیستم شارژ، شارژکنترلرهای PWM متفاوتی وجود دارند. انتخاب مناسب‌ترین مدل بستگی به نیازها و مشخصات فنی سیستم شما دارد.
Morningstar Corporation: این شرکت یکی از برندهای پیشرو در زمینه تولید شارژکنترلرهای خورشیدی است. محصولات آن‌ها به عنوان مثال شارژکنترلرهای سری Sunsaver معروف هستند.
OutBack Power: این شرکت نیز یکی از برندهای معتبر در صنعت شارژ باتری خورشیدی است. شارژکنترلرهای مدل Flexmax با کیفیت بالا و قابلیت‌های فراوان از محصولات این شرکت محسوب می‌شوند.
Renogy: این شرکت برندهای محبوبی در زمینه تجهیزات خورشیدی از جمله پنل‌های خورشیدی و شارژکنترلرها تولید می‌کند. شارژکنترلر PWM مدل Wanderer از محصولات مشهور این شرکت است.
EPEVER: این شرکت یکی دیگر از تولیدکنندگان مطرح شارژکنترلرهای خورشیدی است که محصولات با کیفیت و قابل اعتمادی تولید می‌کند.
MidNite Solar: این شرکت برندهایی مانند شارژکنترلر MidNite Classic را تولید می‌کند که برای سیستم‌های خورشیدی و سیستم‌های باتری استفاده می‌شوند.
Victron Energy: این شرکت برندهای معروفی مانند شارژکنترلرهای PWM BlueSolar و SmartSolar را تولید می‌کند که برای سیستم‌های خورشیدی و سیستم‌های مدیریت انرژی استفاده می‌شوند.
این تنها چند نمونه از برندهای معتبر در این صنعت هستند. همچنین بسیاری از شرکت‌های دیگر نیز در این حوزه فعالیت دارند که محصولات متنوع و با کیفیتی ارائه می‌دهند.
۱. شارژکنترلر PWM:
– عملکرد: شارژکنترلرهای PWM ساده‌تر هستند و به طور معمول ولتاژ خروجی باتری را با کاهش ولتاژ ورودی به مقدار ثابتی که توسط کاربر تنظیم می‌شود، تنظیم می‌کنند.
– بازدهی: این نوع شارژکنترلرها دارای بازدهی کمتری نسبت به شارژکنترلرهای MPPT هستند، به ویژه در شرایطی که تفاوت ولتاژ بین پنل‌های خورشیدی و باتری زیاد باشد یا در سیستم‌هایی که باتری‌ها نیاز به شارژ با ولتاژ بالاتر دارند.
– هزینه: اغلب شارژکنترلرهای PWM نسبت به شارژکنترلرهای MPPT ارزان‌تر هستند، این امر می‌تواند برای سیستم‌هایی با بودجه محدود جذاب باشد.
۲. شارژکنترلر MPPT:
– عملکرد: شارژکنترلرهای MPPT با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته‌تر مانند ردیابی نقطه قدرت بیشینه، توانایی استخراج حداکثر توان ممکن از پنل‌های خورشیدی را دارند و ولتاژ خروجی را بهینه می‌کنند.
– بازدهی: این نوع شارژکنترلرها بازدهی بالاتری نسبت به شارژکنترلرهای PWM دارند، به ویژه در شرایطی که تفاوت ولتاژ بین پنل‌های خورشیدی و باتری زیاد باشد یا در سیستم‌هایی که باتری‌ها نیاز به شارژ با ولتاژ بالاتر دارند.
– هزینه: شارژکنترلرهای MPPT معمولاً گران‌تر از شارژکنترلرهای PWM هستند، اما در بلندمدت ممکن است صرفه‌جویی در انرژی و کارایی بیشتری را به دنبال داشته باشند.
