Управление зарядом аккумуляторных батарей в зарядных устройствах от MEAN WELL

28.04.2020

При создании электронных и электрических систем с применением аккумуляторных батарей (АКБ)  важной задачей является выбор и использование зарядного устройства (ЗУ), обеспечивающего контроль состояния, заряд АКБ и поддержание заряда АКБ на требуемом уровне в зависимости от режима работы аккумуляторной батареи. Компания MEAN WELL предлагает широкий выбор моделей зарядных устройств для многих типов аккумуляторных батарей с различным набором функций для управления зарядом АКБ.

Одной из таких функций является характеристика заряда, или кривая заряда, то есть характеристика, которая показывает режимы работы зарядного устройства в процессе непосредственно заряда аккумуляторной батареи и поддержания его уровня. В простейших зарядных устройствах, основная задача которых только непосредственно заряд АКБ, как правило, реализована кривая заряда из 2-х стадий (2 stage charging characteristic):

Зарядное устройство с кривой заряда из 2-х стадий
Зарядное устройство с кривой заряда из 2-х стадий

Изначально зарядное устройство работает в режиме источника тока (Constant Current), по мере роста напряжения на клеммах АКБ и достижении заданного уровня напряжения зарядное устройство переходит в режим источника напряжения (Constant Voltage), при котором происходит снижение тока заряда в процессе набора емкости аккумуляторной батареей. При достижении уровня тока заряда порядка 10% происходит отключение ЗУ. Примером таких ЗУ могут являться компактные зарядные устройства – адаптеры серии GC.

Более распространённой характеристикой является кривая заряда, состоящая из 3-х стадий (3 stage charging). На примере ЗУ серий PB-300 и PB-360:

Зарядное устройство с кривой заряда из 3-х стадий
Зарядное устройство с кривой заряда из 3-х стадий

Первые две стадии полностью идентичны кривой заряда из 2-х стадий, а в третьей стадии происходит переключение зарядного устройства в буферный режим (Float), при котором происходит дозаряд АКБ небольшим уровнем тока до полной емкости батареи. По окончании заряда АКБ постоянно находится в полностью заряженном состоянии и готова к использованию.

Отдельной разновидностью является кривая заряда из 8 стадий в мощных зарядных устройствах серий PB-600 и PB-1000:

Зарядное устройство с кривой заряда из 8-х стадий
Зарядное устройство с кривой заряда из 8-х стадий

Первоначально, зарядное устройство в импульсном режиме оценивает состояние и уровень заряда подключенной АКБ, далее происходит мягкий старт заряда (Soft Start) и затем переключение в режим источника тока (Constant Current). Эта и последующая стадии (Constant Voltage) идентичны кривой заряда из 2-х стадий. В стадии анализа (стадия 5), зарядное устройство отключает заряд на некоторое время и оценивает состояние АКБ по уровню падения напряжения. В зависимости от этого уровня происходит перевод в стадию восстановления (Recondition), либо пропуск этой стадии и переход в буферный режим (дозаряда АКБ), по окончании которой происходит переключение в стадию поддержки заряда (Maintain). Таким образом, кривая заряда из 8 стадий является наиболее оптимальным режимом заряда АКБ для эксплуатации аккумуляторной батареи в буферном режиме с поддержанием постоянной готовности и наличием полного заряда батареи, например в системах бесперебойного питания (UPS).

Параметры заряда для большинства серий зарядных устройств являются предустановленными на заводе и удовлетворяют большинству типов свинцово-кислотных аккумуляторных батарей различных типов, а также литий-ионных АКБ. Для всех моделей параметры заряда приведены в документации на зарядное устройство (Спецификация), например, для серии ЗУ PB-360 параметры заряда приведены в таблице:

Параметры заряда

Таким образом, понимание режима использования аккумуляторной батареи, ее параметров заряда и емкости позволяет выбрать наиболее оптимальное зарядное устройство по типу зарядной кривой и ее параметрам, повышая срок службы АКБ и качество работы конечной системы, где используется АКБ, в целом.
Для консультирования или уточнения информации по источникам питания MEAN WELL обращайтесь по адресу электронной почты Meanwell@chipdip.ru.