مدار شارژ باتری (Battery Charger Circuit)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)

انواع مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit) را در آموزش زیر شرح دادیم :

مدار شارژ باتری (Battery Charger Circuit) :

مدار شارژ باتری (Battery Charger Circuit) مداری است که برای تزریق ایمن و مؤثر انرژی الکتریکی به یک باتری قابل شارژ (Rechargeable Battery) طراحی می شود. هدف از شارژ، بازگرداندن انرژی مصرف شده باتری به حالت اولیه است. یک شارژر خوب باید فرآیند شارژ را با در نظر گرفتن شیمی باتری (نوع باتری: سرب-اسید، لیتیوم-یون، نیکل-کادمیم و ...) کنترل کند تا ضمن شارژ کامل، از آسیب دیدن باتری و کاهش عمر آن جلوگیری کند.

پارامترها و روش های شارژ:

⭐ جریان شارژ (Charge Current): معمولا بر حسب آمپر-ساعت (Ah) باتری بیان می شود. شارژ با جریان بالا (Fast Charge) سریع تر است اما می تواند به باتری آسیب بزند. شارژ با جریان پایین (Trickle Charge) ایمن تر است.

⭐ ولتاژ شارژ (Charge Voltage): حداکثر ولتاژی که می توان به باتری اعمال کرد. برای هر نوع باتری مشخص است (مثلا ۴.۲ ولت برای لیتیوم-یون، ۱۴.۴ ولت برای باتری سرب-اسید ۱۲ ولت).

⭐ روش CC/CV (Constant Current / Constant Voltage): رایج ترین روش برای باتری های لیتیوم-یون و سرب-اسید. در ابتدا، باتری با جریان ثابت (CC) شارژ می شود تا ولتاژ آن به آستانه مشخصی برسد. سپس، شارژر به حالت ولتاژ ثابت (CV) سوئیچ می کند و جریان به تدریج کاهش می یابد. زمانی که جریان به یک مقدار آستانه پایین (مثلا ۰.۰۵C) برسد، شارژ پایان می یابد.

⭐ روش dV/dt (برای NiCd و NiMH): با تشخیص کاهش ولتاژ باتری در پایان شارژ کامل (Negative Delta V) یا افزایش دما، شارژ را متوقف می کند.

مدار ساده شارژ باتری سرب-اسید: می توان با یک ترانسفورماتور، یکسوساز پل، یک خازن صافی و یک مقاومت محدودکننده جریان، یک شارژر ساده ساخت. اما برای شارژرهای مدرن و ایمن، از آی سی های شارژر مخصوص (مانند LM317 در پیکربندی محدودکننده جریان) یا آی سی های مدیریت باتری (Battery Management ICs) مانند سری TP4056 (برای لیتیوم-یون) استفاده می شود. این آی سی ها فرآیند شارژ را به طور کامل کنترل کرده و دارای حفاظت های لازم (جریان زیاد، ولتاژ معکوس، دمای زیاد) هستند.