เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ มีกี่ประเภท และการใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพ

adminความรู้เรื่องตู้ชาร์จแบตเตอรี่
Chrager-all

เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ มีกี่ประเภท และการใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพ

     เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ คืออุปกรณ์ที่ใช้ในการใส่พลังงานลงในเซลล์สำรอง หรือแบตเตอรี่แบบชาร์จซ้ำได้โดยบังคับให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน   โปรโตคอลการชาร์จ (แรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้าเป็นเวลานานเท่าไหร่ และสิ่งที่ต้องทำเมื่อชาร์จเสร็จแล้ว) ขึ้นอยู่กับขนาดและประเภทของแบตเตอรี่ที่ชาร์จ แบตเตอรี่บางประเภทมีความทนทานต่อการชาร์จไฟมากเกินไป เช่นการชาร์จต่อหลังจากที่ชาร์จแบตเตอรี่เต็มแล้ว และสามารถชาร์จใหม่ได้โดยการเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายแรงไฟคงที่ หรือแหล่งจ่ายกระแสคงที่ ขึ้นอยู่กับประเภทของแบตเตอรี่

เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ทั้งหมด

เครื่องชาร์จ มีแบบใดบ้าง

           เครื่องชาร์จแบบธรรมดาประเภทนี้จะต้องตัดการเชื่อมต่อด้วยตนเองเมื่อสิ้นสุดรอบการชาร์จและแบตเตอรี่บางประเภทจำเป็นต้องใช้หรืออาจใช้ตัวจับเวลาเพื่อตัดกระแสไฟในเวลาที่กำหนดไว้โดยประมาณเมื่อชาร์จเสร็จ แบตเตอรี่ประเภทอื่นไม่สามารถทนต่อการชาร์จไฟเกินได้กลายเป็นความเสียหาย (ความจุลดลงอายุการใช้งานลดลง) ผ่านความร้อน หรือแม้กระทั่งระเบิด เครื่องชาร์จอาจมีวงจรตรวจจับอุณหภูมิหรือแรงดันไฟฟ้า และตัวควบคุมไมโครโปรเซสเซอร์เพื่อปรับกระแสและแรงดันไฟฟ้าอย่างปลอดภัยกำหนดสถานะของประจุไฟฟ้า และตัดเมื่อสิ้นสุดการชาร์จ

            การชาร์จแบบทริกเกิลชาร์จ ให้กระแสไฟค่อนข้างน้อยเพียงพอที่จะต่อต้านการคายประจุเองของแบตเตอรี่ที่ไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานาน แบตเตอรี่บางประเภทไม่สามารถทนต่อการชาร์จแบบหยดได้ทุกชนิด การพยายามทำเช่นนั้นอาจส่งผลให้เกิดความเสียหาย เซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนใช้ระบบเคมีซึ่งไม่อนุญาตให้มีการชาร์จแบบหยดไม่จำกัด 

            เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ที่ช้าอาจใช้เวลาหลายชั่วโมงในการชาร์จให้เสร็จสมบูรณ์ เครื่องชาร์จอัตราสูงอาจคืนค่าความจุส่วนใหญ่ได้เร็วกว่ามาก แต่เครื่องชาร์จอัตราสูงอาจเกินกว่าที่แบตเตอรี่บางประเภทจะทนได้ แบตเตอรี่ดังกล่าวต้องการการตรวจสอบแบตเตอรี่อย่างแข็งขันเพื่อป้องกันการชาร์จไฟเกิน รถยนต์ไฟฟ้าต้องการเครื่องชาร์จอัตราสูง สำหรับการเข้าถึงสาธารณะการติดตั้งที่ชาร์จดังกล่าวและการสนับสนุนการจัดจำหน่ายเป็นปัญหาในการนำเสนอรถยนต์ไฟฟ้า

เครื่องชาร์จ แบบธรรมดา (Simple charger)

เครื่องชาร์จแบบธรรมดาทำงานโดยจ่ายแหล่งจ่ายไฟ DC แบบคงที่หรือแบบพัลซิ่งให้กับแบตเตอรี่ที่กำลังชาร์จอยู่ โดยทั่วไปแล้วเครื่องชาร์จแบบธรรมดาจะไม่เปลี่ยนแปลงเอาต์พุตตามเวลาในการชาร์จ หรือการชาร์จแบตเตอรี่ ความเรียบง่ายนี้หมายความว่าเครื่องชาร์จธรรมดามีราคาไม่แพง แต่ก็มีข้อเสีย โดยปกติเครื่องชาร์จแบบธรรมดาที่ออกแบบมาอย่างพิถีพิถันจะใช้เวลาชาร์จแบตเตอรี่นานขึ้นเนื่องจากมีการตั้งค่าให้ใช้อัตราการชาร์จที่ต่ำกว่า (เช่นปลอดภัยกว่า) ถึงกระนั้นแบตเตอรี่จำนวนมากที่ทิ้งไว้บนเครื่องชาร์จแบบธรรมดาเป็นเวลานานเกินไปจะอ่อนลงหรือถูกทำลายเนื่องจากการชาร์จไฟเกิน เครื่องชาร์จเหล่านี้ยังแตกต่างกันไปตรงที่สามารถจ่ายแรงดันไฟฟ้าคงที่หรือกระแสคงที่ให้กับแบตเตอรี่ได้

เครื่องชาร์จเร็ว (Fast charger)

เครื่องชาร์จแบบเร็วใช้วงจรควบคุมเพื่อชาร์จแบตเตอรี่อย่างรวดเร็ว โดยไม่ทำลายเซลล์ใดๆ ในแบตเตอรี่ วงจรควบคุมสามารถติดตั้งไว้ในแบตเตอรี่ (โดยทั่วไปสำหรับแต่ละเซลล์) หรือในหน่วยชาร์จภายนอก หรือแยกระหว่างทั้งสองอย่าง เครื่องชาร์จดังกล่าวส่วนใหญ่มีพัดลมระบายความร้อนเพื่อช่วยรักษาอุณหภูมิของเซลล์ให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัย เครื่องชาร์จแบบเร็วส่วนใหญ่ยังสามารถทำหน้าที่เป็นเครื่องชาร์จข้ามคืนมาตรฐานได้ หากใช้กับเซลล์ NiMH มาตรฐานที่ไม่มีวงจรควบคุมพิเศษ

เครื่องชาร์จ สามขั้นตอน (Three stage charger)

เพื่อเร่งเวลาในการชาร์จและให้ชาร์อย่างต่อเนื่องเครื่องชาร์จอัจฉริยะจะพยายามตรวจจับสถานะการชาร์จและสภาพของแบตเตอรี่และใช้รูปแบบการชาร์จ 3 ขั้นตอน คำอธิบายต่อไปนี้ถือว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดปิดผนึกที่อุณหภูมิ 25 ° C ขั้นตอนแรกเรียกว่า “การดูดซึมจำนวนมาก” กระแสชาร์จจะสูง และคงที่และถูกจำกัด โดยความจุของเครื่องชาร์จ เมื่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ถึงแรงดันไฟฟ้าเกิน (2.22 โวลต์ต่อเซลล์) เครื่องชาร์จจะเปลี่ยนเป็นขั้นตอนที่สอง และแรงดันไฟฟ้าจะคงที่ (2.40 โวลต์ต่อเซลล์) กระแสไฟฟ้าที่ส่งจะลดลงตามแรงดันไฟฟ้าที่คงไว้และเมื่อกระแสไฟฟ้าถึงน้อยกว่า 0.005C เครื่องชาร์จจะเข้าสู่ขั้นตอนที่สาม และเอาต์พุตของเครื่องชาร์จจะคงที่ที่ 2.25 โวลต์ต่อเซลล์ ในขั้นตอนที่สามกระแสไฟฟ้าที่ชาร์จจะมีค่าน้อยมาก 0.005C และด้วยแรงดันไฟฟ้านี้แบตเตอรี่จะสามารถรักษาได้เมื่อชาร์จเต็ม และชดเชยการคายประจุเอง

เครื่องชาร์จ แบบเหนี่ยวนำ (Induction-powered charger)

เครื่องชาร์จแบตเตอรี่แบบอุปนัย ใช้การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าในการชาร์จแบตเตอรี่ สถานีชาร์จจะส่งพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าผ่านการเชื่อมต่อแบบอุปนัยไปยังอุปกรณ์ไฟฟ้าซึ่งเก็บพลังงานไว้ในแบตเตอรี่ ทำได้โดยไม่ต้องมีหน้าสัมผัสโลหะระหว่างเครื่องชาร์จและแบตเตอรี่ เครื่องชาร์จแบตเตอรี่แบบเหนี่ยวนำมักใช้ใน แปรงสีฟันไฟฟ้า และอุปกรณ์อื่นๆ ที่ใช้ในห้องน้ำ เนื่องจากไม่มีหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าที่เปิดอยู่จึงไม่เสี่ยงต่อการถูกไฟฟ้าดูด ปัจจุบันมีการใช้เพื่อชาร์จโทรศัพท์ไร้สาย 

เครื่องชาร์จอัจฉริยะ (Intelligent charger)

ไม่ควรสับสนกับ “เครื่องชาร์จอัจฉริยะ” กับ “แบตเตอรี่อัจฉริยะ” โดยทั่วไปแบตเตอรี่อัจฉริยะหมายถึงแบตเตอรี่ที่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือ “ชิป” บางประเภทที่สามารถสื่อสารกับเครื่องชาร์จอัจฉริยะเกี่ยวกับลักษณะ และสภาพของแบตเตอรี่ โดยทั่วไปแบตเตอรี่อัจฉริยะต้องใช้เครื่องชาร์จอัจฉริยะที่สามารถสื่อสารด้วยได้ เครื่องชาร์จอัจฉริยะหมายถึงอุปกรณ์ชาร์จที่สามารถตอบสนองต่อสภาพของแบตเตอรี่ และปรับเปลี่ยนการทำงานของการชาร์จให้เหมาะสม

เครื่องชาร์จที่ขับเคลื่อนด้วยการเคลื่อนไหว (Motion-powered charger)

หลายๆบริษัทได้เริ่มผลิตอุปกรณ์ที่ชาร์จแบตเตอรี่โดยอาศัยการเคลื่อนไหวของมนุษย์ ตัวอย่างหนึ่งที่ผลิตโดย Tremont Electric ประกอบด้วยแม่เหล็กที่ยึดระหว่างสปริงสองอันที่สามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้เมื่ออุปกรณ์เคลื่อนที่ขึ้นและลง ที่ชาร์จแบบเหยียบสำหรับโทรศัพท์มือถือที่ติดตั้งบนโต๊ะทำงานได้ถูกสร้างขึ้นโดย บริษัทของเบลเยียมสำหรับการติดตั้งในพื้นที่สาธารณะ เช่นที่สนามบินสถานีรถไฟ และมหาวิทยาลัยได้รับการติดตั้งในหลายประเทศในหลายทวีป 

เครื่องชาร์จแบบพัลส์ (Pulse charger)

ครื่องชาร์จบางรุ่นใช้เทคโนโลยีพัลส์ซึ่งชุดของแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้าจะถูกป้อนเข้ากับแบตเตอรี่ พัลส์ DC มีเวลาเพิ่มขึ้นที่ควบคุมอย่างเข้มงวดความกว้างของพัลส์อัตราการทำซ้ำของพัลส์ (ความถี่) และแอมพลิจูด กล่าวกันว่าเทคโนโลยีนี้สามารถใช้ได้กับทุกขนาดแรงดันไฟฟ้าความจุหรือเคมีของแบตเตอรี่รวมถึงแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์และแบตเตอรี่ที่ควบคุมด้วยวาล์ว ด้วยการชาร์จแบบพัลส์สามารถใช้แรงดันไฟฟ้าสูงทันทีโดยไม่ทำให้แบตเตอรี่ร้อนเกินไป ในแบตเตอรี่ตะกั่ว  กรดสิ่งนี้จะสลายผลึกตะกั่ว  ซัลเฟตซึ่งจะช่วยยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้อย่างมาก มีการจดสิทธิบัตรการชาร์จพัลส์หลายชนิด อื่นๆ เป็นฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส

เครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ (Solar charger)

เครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์จะแปลงพลังงานแสงเป็นกระแสไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันต่ำ โดยทั่วไปแล้วจะพกพาได้ แต่ยังสามารถติดตั้งถาวรได้ เครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์แบบติดตั้งถาวรเรียกอีกอย่างว่าแผงโซลาร์เซลล์ แผงโซลาร์เซลล์มักเชื่อมต่อกับกริดไฟฟ้าผ่านวงจรควบคุมและอินเทอร์เฟซในขณะที่เครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์แบบพกพาจะใช้นอกกริด (เช่นรถยนต์เรือหรือ RV)

เครื่องชาร์จแบบตั้งเวลา (Timer-based charger)

เอาต์พุตของเครื่องชาร์จแบบจับเวลาจะสิ้นสุดลงหลังจากเวลาที่กำหนดไว้ล่วงหน้า เครื่องชาร์จแบบตั้งเวลาเป็นประเภทที่พบมากที่สุดสำหรับเซลล์ Ni-Cd ที่มีความจุสูงในช่วงปลายทศวรรษ 1990 เป็นต้นโดยทั่วไปเซลล์ Ni-Cd สำหรับผู้บริโภคที่มีความจุต่ำจะถูกชาร์จด้วยเครื่องชาร์จแบบธรรมดา มักจะซื้อเครื่องชาร์จแบบตั้งเวลา และชุดแบตเตอรี่เป็นชุด และเวลาในการชาร์จถูกตั้งค่าให้เหมาะกับแบตเตอรี่เหล่านั้น หากชาร์จแบตเตอรี่ที่มีความจุต่ำกว่าก็จะถูกชาร์จไฟเกินและหากชาร์จแบตเตอรี่ที่มีความจุสูงกว่าก็จะชาร์จเพียงบางส่วนเท่านั้นเอง ด้วยแนวโน้มของเทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่เพิ่มกำลังการผลิตทุกปีเครื่องชาร์จแบบตั้งเวลารุ่นเก่าจะชาร์จแบตเตอรี่รุ่นใหม่เพียงบางส่วนเท่านั้น

เครื่องชาร์จแบบทริกเกิลชาร์จ (Trickle charger)

โดยทั่วไปเครื่องชาร์จแบบหยดจะเป็นเครื่องชาร์จแบตเตอรี่กระแสต่ำ (โดยปกติอยู่ระหว่าง 5–1,500 mA) หรือเครื่องชาร์จที่มีโหมดการทำงานของการชาร์จแบบหยด โดยทั่วไปเครื่องชาร์จแบบหยดจะใช้เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ความจุขนาดเล็ก (2–30 Ah) เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ประเภทนี้ยังใช้เพื่อรักษาแบตเตอรี่ที่มีความจุมากขึ้น (> 30 Ah) ซึ่งมักพบในรถยนต์เรือ RV และยานพาหนะอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง ในงานขนาดใหญ่ กระแสของเครื่องชาร์จแบตเตอรี่เพียงพอที่จะให้การบำรุงรักษา หรือกระแสไฟหยดเท่านั้น โดยทั่วไปแล้วหยดเป็นขั้นตอนสุดท้ายของการชาร์จของเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ส่วนใหญ่ ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีของเครื่องชาร์จแบบหยดสามารถเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ได้เรื่อยๆ เครื่องชาร์จแบตเตอรี่บางรุ่นที่สามารถเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ได้โดยไม่ทำให้แบตเตอรี่เสียหายเรียกอีกอย่างว่าเครื่องชาร์จอัจฉริยะ หรือเครื่องชาร์จอัจฉริยะ แบตเตอรี่บางประเภทไม่เหมาะสำหรับการชาร์จแบบหยด ยกตัวอย่างเช่นแบตเตอรี่ Li-ion ส่วนใหญ่ไม่สามารถชาร์จแบบหยดได้อย่างปลอดภัย และความเสียหายที่เกิดขึ้นอาจเพียงพอที่จะทำให้เกิดไฟไหม้หรือแม้กระทั่งการระเบิด