O carregamento de baterias é um processo eletroquímico complexo, no qual a energia elétrica descarregada deve ser reabastecida a partir da rede elétrica. A qualidade do processo de carregamento é fundamental para a saúde e longevidade das baterias. Como resultado, os carregadores de bateria desempenham um papel fundamental na vida e no desempenho das baterias industriais atuais.

Um carregador de bateria é um dispositivo elétrico/eletrônico que converte a tensão da linha CA de entrada em uma tensão CC regulada para atender às necessidades de carregamento da respectiva bateria (consulte a Fig. 1).

Embora o mercado de carregamento de baterias industriais de hoje seja dominado por carregadores do tipo Ferro ressonante e SCR , que existem há muitos anos, novas tecnologias de carregamento de baterias de alta frequência estão avançando nos mercados de carregadores de baterias industriais. Isso se deve às maiores eficiências e tamanhos e pesos menores que um carregador de alta frequência oferece em relação aos tipos Ferro ressonante e SCR.

Carregadores de alta frequência:

Um carregador de bateria de frequência é uma classe de fontes de alimentação que incorpora dispositivos de alimentação de comutação totalmente controláveis, por exemplo, MOSFETs e IGBTs, e pode, portanto, operar em frequências muito mais altas que as frequências de linha (poucos kHz a 100 kHz). Ao contrário dos SCRs, que são dispositivos semicontrolados com desligamento incontrolável, os MOSFETs e IGBTs podem ser totalmente ligados e desligados a qualquer momento, permitindo um controle preciso da saída do carregador.

Um carregador de bateria de alta frequência típico incorpora um retificador AC-DC front-end para gerar uma tensão de entrada DC não regulada, um conversor de energia de alta frequência (HF) que converte a entrada DC de entrada em uma tensão AC de alta frequência, um transformador de isolamento de alta frequência para fornecer isolamento de saída bem como função de redução de tensão e um retificador de saída e estágio de filtragem para gerar uma tensão CC de saída de ondulação suave e muito baixa (consulte a Fig. 5). Modulação de largura de pulso

(PWM) é geralmente empregado para regular a saída do carregador, onde o ciclo de trabalho do dispositivo de energia de comutação (relação entre o tempo de ativação e o tempo de comutação) é controlado para controlar a corrente de saída e/ou a tensão de saída do carregador.

A principal vantagem dos carregadores de bateria de alta frequência sobre os carregadores Ferro e SCR é a redução significativa de tamanho e peso do transformador de isolamento e a consequente melhoria na eficiência do transformador. Observe que o tamanho de um transformador de isolamento é inversamente proporcional à frequência de operação, ou seja, quanto maior a frequência de operação, menor o tamanho do transformador. Por exemplo, um transformador de alta frequência operando a 60 kHz é idealmente 10.000 vezes menor que um transformador de baixa frequência de 60 Hz e é muito mais eficiente.

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