Baterie można ładować na wiele różnych sposobów. Wykorzystuje się do tego celu duże i masywne ładowarki, które do niedawna generowały znaczne straty mocy. Alternatywą dla nich są mniejsze ładowarki impulsowe, które konwertują energię, wykorzystując do tego celu układ scalony i mechanizm sprzężenia zwrotnego.
Zasada działania ładowarek impulsowych
Zasada ładowania impulsowego jest bardzo prosta i w gruncie rzeczy polega na dostosowaniu częstotliwości tak, aby uzyskać napięcie wyjściowe o określonej wartości.
Układ wejściowy ładowarki
Ładowarki impulsowe do akumulatorów pobierają prąd o wartości skutecznej równej 230 V. Następnie przepływa on poprzez prostownik (zwykle jest to półprzewodnikowy układ Graetza), po czym jest filtrowany przez układ pojemnościowo-indukcyjny. W praktyce oznacza to, że na tym etapie mamy do czynienia z prądem wyprostowanym, ale o wysokiej wartości napięcia.
Klucz elektroniczny
Kolejny etap konwersji polega na zastosowaniu specjalnego klucza (tranzystora), który pracuje z częstotliwością nawet kilku tysięcy przełączeń na sekundę. Dzięki temu istnieje możliwość regulacji wypełnienia przebiegu, co w konsekwencji przedkłada się na:
- regulację napięcia i prądu wyjściowego,
- ograniczenie masy drugiego transformatora (o którym poniżej),
- wyższą sprawność układu.
Układ wyjściowy
Tuż za kluczem znajduje się drugi transformator, którego zadaniem jest obniżenie napięcia wyjściowego mniej więcej do żądanej wartości. Oczywiście tuż za nim ponownie umieszcza się zespół filtrów indukcyjno-pojemnościowych, który „wygładza” wszystkie zniekształcenia powstające w transformatorze. Dopiero wtedy napięcie wyjściowe jest przesyłane bezpośrednio do odbiornika.
Układ sprzężenia zwrotnego – jak działa i dlaczego jest istotny?
Nowoczesne ładowarki impulsowe do akumulatorów wyposażone są też w układ sprzężenia zwrotnego, który na bieżąco koryguje pracę klucza (tranzystora) do aktualnych wymagań ze strony źródła. Jego działanie polega na pomiarze napięcia i prądu wyjściowego, a także na sterowaniu pracą klucza. Zastosowanie sprzężenia pozwala m.in. na:
- odsiarczenie akumulatora,
- ochronę ogniw przed uszkodzeniem,
- ustawienie kilku faz ładowania itd.
Warto również dodać, że sterowane elektronicznie ładowarki impulsowe do akumulatorów wyposażone są dodatkowo w system chroniący przed przepięciem, a nawet przegrzaniem. W tym drugim przypadku funkcję tą pełni najczęściej wbudowany wentylator (opcjonalnie z radiatorem).
Jak widać, ładowarka impulsowa to układ, który szybko ładuje ogniwo i jednocześnie zwiększa jego żywotność.
