منظم الشحن

يُحدِّد مُنظِّم الشحن أو مُتحكِّم البطارية معدل إضافة التيار الكهربائي إلى البطاريات أو سحبه منها لحمايتها من التحميل الزائد والشحن الزائد ، وقد يحميها أيضًا من الجهد الزائد . ^{[ 1 ] [ 2 ]} يمنع هذا حدوث ظروف تُقلِّل من أداء البطارية أو عمرها الافتراضي، وقد تُشكِّل خطرًا على السلامة. كما قد يمنع تفريغ البطارية بالكامل ("التفريغ العميق")، أو يُجري عمليات تفريغ مُتحكَّم بها، وذلك حسب تقنية البطارية، لحماية عمرها. ^{[ 3 ] [ 4 ]} قد يُشير مصطلحا "مُنظِّم الشحن" أو "مُتحكِّم الشحن" إلى جهاز مُستقل، أو إلى دوائر تحكُّم مُدمجة داخل حزمة بطارية، أو جهاز يعمل بالبطارية، أو شاحن بطارية . ^{[ 5 ]}

تُباع منظمات الشحن للمستهلكين كأجهزة منفصلة، ​​غالبًا بالتزامن مع مولدات الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح ، لاستخدامات مثل المركبات الترفيهية والقوارب وأنظمة تخزين البطاريات المنزلية غير المتصلة بالشبكة. [ 1 ^{] في تطبيقات} الطاقة الشمسية، قد تُسمى منظمات الشحن أيضًا منظمات الطاقة الشمسية أو منظمات شحن الطاقة الشمسية . تتميز بعض منظمات الشحن / منظمات الطاقة الشمسية بميزات إضافية، مثل فصل الجهد المنخفض (LVD)، وهي دائرة منفصلة تفصل الطاقة عن الحمل عندما تُفرغ البطاريات بشكل مفرط (بعض أنواع البطاريات حساسة للتفريغ المفرط الذي قد يُتلفها). ^{[ 6 ]}        

يقوم منظم الشحن التسلسلي بفصل تدفق التيار إلى البطاريات عند امتلائها. أما منظم الشحن التفرعي فيقوم بتحويل الكهرباء الزائدة إلى حمل إضافي أو "تفرعي"، مثل سخان الماء الكهربائي، عند امتلاء البطاريات. ^{[ 7 ]}

تقوم منظمات الشحن البسيطة بإيقاف شحن البطارية عند تجاوزها مستوى جهد عالٍ محدد، ثم تعيد تفعيل الشحن عند انخفاض جهد البطارية إلى ما دون ذلك المستوى. أما تقنيات تعديل عرض النبضة (PWM) وتتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT) فهي أكثر تطوراً من الناحية الإلكترونية، حيث تُعدّل معدلات الشحن بناءً على مستوى شحن البطارية، مما يسمح بشحنها إلى ما يقارب سعتها القصوى. ^{[ 8 ]}

يُتيح مُنظّم الشحن المزود بتقنية تتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT) لمُصمّم النظام حريةً أكبر في مُطابقة جهد الألواح الشمسية مع جهد البطارية. يُمكن تحقيق مكاسب كبيرة في الكفاءة، خاصةً عندما تكون الألواح الشمسية على بُعد مسافة من البطارية. على سبيل المثال، يُمكن استخدام ألواح شمسية بجهد 150 فولت مُتصلة بمُنظّم شحن MPPT لشحن بطارية بجهد 24 أو 48 فولت. يُؤدي ارتفاع جهد الألواح إلى انخفاض تيارها، وبالتالي فإنّ التوفير في تكاليف الأسلاك يُمكن أن يُغطي تكلفة المُنظّم وزيادة.

قد تراقب أجهزة التحكم بالشحن درجة حرارة البطارية لمنع ارتفاعها. كما تعرض بعض أنظمة التحكم بالشحن البيانات، وتنقلها إلى شاشات عرض عن بُعد، وتسجلها لتتبع تدفق الطاقة الكهربائية بمرور الوقت.

قد تتكون الدوائر التي تعمل كوحدة تحكم في منظم الشحن من عدة مكونات كهربائية، أو قد تكون مغلفة في شريحة دقيقة واحدة، وهي دائرة متكاملة (IC) تسمى عادةً دائرة متكاملة للتحكم في الشحن أو دائرة متكاملة للتحكم في الشحن. ^{[ 3 ] [ 9 ]}

تُستخدم دوائر التحكم في الشحن للأجهزة الإلكترونية القابلة لإعادة الشحن مثل الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ومشغلات الصوت المحمولة ومصادر الطاقة غير المنقطعة، وكذلك لأنظمة البطاريات الأكبر الموجودة في المركبات الكهربائية والأقمار الصناعية الفضائية ^{[ 10 ].}

نظراً للقيود المفروضة على التيارات التي يمكن أن تتحملها أسلاك النحاس بأمان، فقد طُوّرت بروتوكولات شحن تسمح للجهاز النهائي بطلب جهد كهربائي مرتفع لزيادة إنتاج الطاقة دون زيادة الحرارة في الأسلاك. ثم يُحوّل الجهد الكهربائي الواصل إلى جهد الشحن الأمثل للبطارية داخل الجهاز النهائي. ^{[ 11 ]}

• أنظمة إدارة البطاريات
• موازنة البطارية
• محول الطاقة الشمسية
• منظم الجهد
• ثنائي زينر