انتخاب شارژر باتری لیتیوم-پلیمر

در این مقاله درباره روش انتخاب شارژر باتری های لیتیوم-پلیمر (LiPo) بحث خواهیم کرد.

انتخاب شارژر باتری لیتیوم پلیمر

درباره انتخاب بهترین باتری لیتیوم-پلیمر LiPo قبلا صحبت شد. در این متن درباره چند فاکتور کلیدی شارژر صحبت شده است.

مسائلی را که باید درباره انتخاب بهترین شارژر باتری لیتیوم پلیمر در نظر گرفت از قبیل زیر است.

  • مسائل فنی شارژر باتری لیتیوم پلیمر
    • شارژر قابل برنامه ریزی
    • تعداد سل های ساپورت شونده
    • سرعت شارژر – جریان شارژر
    • قدرت شارژر
    • ساپورت انواع باتری
    • مود های شارژر
    • چند کاناله بودن
  • ویژگی های جانبی
  • انتخاب منبع تغذیه برای شارژر باتری لیتیوم پلیمر
  • کیفیت و قیمت

 

شارژر قابل برنامه ریزی

شارژر های غیرقابل برنامه ریزی وجود دارند که اصطلاحا “وصل کن و شارژ کن” هستند. تنها لازم است که باتری را به شارژر متصل کنید و شروع به شارژ می کند. هیچ ورودی از سمت کاربر لازم نیست. این نوع شارژر ها ساده و همچنین اقتصادی هستند، اما سرعت شارژ آنها بسیار پایین است و هیچ کدام از تنظیمات و گزینه ها را نمی توان تغییر داد.

شارژر های باتری لیتیوم پلیمر غیرقابل برنامه ریزی

امروزه تفریبا همه شارژر ها برنامه ریزی می شوند، از قبیل جریان شارژ، نوع باتری ها، مدت زمان شارژ و غیره. این شارژر ها به شما شرایط باتری از قبیل اینکه ولتاژ هر سل چقدر است، چه مقدار جریان به آنها تزریق شده است و سایر موارد. اساسا شارژ را به روشی که شما می خواهید مدیریت می کند، با اطمینان از اینکه باتری ها به صورت ایمن و دقیق شارژ شده اند.

برخی شارژر های قابل برنامه ریزی کارهایی هوشمندانه از قبیل تنظیم جریان شارژ بسته به دمای باتری، پیداکردن تعداد سل های باتری و سطح ولتاژ باتری انجام می دهند.

شارژر قابل برنامه ریزی

ساپورت تعداد سل های باتری لیتیوم پلیمر

بعضی شارژر ها می توانند تا سقف 4 سل را شارژ کنند، بعضی تا 6S و بالاتر. همه به این بستگی دارد که به چه چیزی در حال و آینده نیاز دارید. ظاهرا برای بیشتر افراد، ساپورت 6S کافی و در اغلب موارد بیشتر از حد نیاز است. اگر از میکروکواد های 1S استفاده کنید، احتمالا باید از قابلیت شارژر برای شارژ 1S نیز مطمئن شوید (البته باید یک کابل 4×1 S نیز تهیه کنید تا باتری ها را بعنوان یک باتری 4S شارژ کند)

سرعت/جریان شارژ

سرعت جریان شارژ با دو فاکتور محدود می شود:

  • حداکثر جریان شارژی که باتری لیتیوم پلیمر مورد نظر می تواند دریافت کند
  • حداکثر جریان شارژی که شارژر می تواند تحویل دهد

برای ایمنی باتری، باتری های لیتیوم پلیمر به شارژ در 1C توصیه می شوند. اگرچه در تبلیغات برخی باتری های گرانقیمت آمده است که می توانند در 2C یا حتی بالاتر شارژ شوند.

شارژ در 1C یعنی اگر مثلا یک باتری 3S 2000mAh دارید، جریان شارژ باید 1C x 2000mAh = 2A باشد. به همین صورت برای شارژ در 2C جریان شارژ عبارتست از 2 x 2000mAh = 4A

معمولا حداکثر جریان شارژی که شارژر می تواند تامین کند در کاتالوگ ذکر می شود. اما می توانید آن را از تقسیم توان بر ولتاژ بدست آورده و مقدار کمتر را انتخاب کنید. مثلا برای شارژر 100W در 4S و 16.8 V، حداکثر جریان شارژ برابرست با 100W/16.8V = 5.9A البته توجه داشته باشید که این جریان با تغییر ولتاژ می تواند تغییر کند. وقتی باتری در 14V خالی است می تواند با 100W/14V = 7.1A سریعتر شارژ شود. با شارژ باتری، جریان به ندرت با افزایش ولتاژ، تا 5.9A کاهش می یابد.

در فصل بعد خواهیم یافت چگونه وات شارژر را انتخاب کنیم.

توان خروجی شارژر

توان شارژر باتری لیتیوم پلیمر بر حسب وات اندازه گیری می شود که با ضرب ولتاژ (ولت) در جریان (آمپر) محاسبه می شود. اگر شارژر، مقادیر مورد نیاز را تامین نکند، احتمالا با جریان پایین تری شارژ خواهد شد.

محاسبه توان مورد نیاز

برای پیدا کردن مقدار توان مورد نیاز شارژر، به سادگی می توان ولتاژ و جریان شارژ را در یکدیگر ضرب کرد. برای مثال برای شارژ یک باتری لیتیوم پلیمر 3S 2000mAh در 12.6V با 1C(2A)، به یک شارژر با ریتینگ 25.2 وات (=12.6V x 2A) یا بیشتر نیاز است. بنابراین واضح است که برای شارژ 2C (4A) به توان دوبرابر (50.4W) نیاز است.

توجه داشته باشید که با باتری های با تعداد سل متفاوت سر و کار داریم، حداکثر جریان شارژ نیز تغییر می کند. اما نباید از حداکثر نرخ شارژ شارژر باتری لیتیوم پلیمر بالا رود. برای مثال در یک شارژر 50W که ریتینگ حداکثر جریان 5A دارد، جریان حداکثر واقعی برای یک باتری 3S تنها 4A (= 50W / 12.6V) خواهد بود. اما برای یک باتری 2S مقدار محاسبه شده حدود 6A (= 50W / 7.4V) اما قادر نخواهید بود که در 6A شارژ کنید چراکه ریتینگ شارژر حداکثر 5A است.

این تنها یک تخمین بود. تلفات (و راندمان) در این امر دخیل است. پس حتما به وات بالاتر از مقدار محاسبه شده نیاز خواهد بود. فرض تلفات 20% خوب است، پس اگر به 50W نیاز دارید، یک شارژر 60W انخاب خوبی خواهد بود (50*120%).

به توان بیشتری برای شارژ موازی نیاز است

اگر بخواهید باتری های ولتاژ بالاتر را شارژ کرده یا شارژ موازی انجام دهید، به یک شارژر قویتر نیاز خواهید داشت. اجازه دهید برای شارژ موازی، محاسبه ای داشته باشیم:

مثلا اگر بخواهیم شش باتری لیتیوم پلیمر 3S 2200mAh را همزمان شارژ کنیم، جریان حداکثر شارژ 13.2A (= 1C x 2200mAh x 6) خواهد بود. توان مورد نیاز نیز 199.6W (= 13.2A * 12.6V * 120%) خواهد بود. در این صورت شارژر با ریتینگ 200W یا بیشتر با حداکثر جریان 14A یا بیشتر نیاز است. البته در این مورد می توان یک شارژر با توان پایین تر انتخاب کرد، تنها نقص آن این است که شارژ طولانی تر می شود چراکه توان و جریان تحویلی به آن مقدار نخواهد بود.

انواع باتری های پیشتیبانی شده

همه چیزی که برای مینی کواد ها نیاز است، پشتیبانی از باتری لیتیوم پلیمر است. اگر LiHV پشتیبانی شود نیز بهتر است. ساپورت NIMH نیز یک امتیاز است که در نجات باتری لیتیوم پلیمر دشارژ شده ای که نمی تواند توسط شارژر تشخیص داده شود سودمند است. بعضی شارژر ها نیز باتری های دیگری از قبیل NiCad و PB را ساپورت می کنند که شاید برای افرادی که فقط با مولتی روتور ها سر و کار دارند مفید نباشد.

مود های شارژر ها

شارژر ها مود های شارژ زیر را می توانند ساپورت کرده یا ساپورت نکنند:

  • شارژ بالانس: این حالت ایمن ترین و یر استفاده ترین مود شارژ در شارژر ها است. ترمینال اصلی و بالانس هر دو به شارژر وصل می شوند تا ولتاژ مانیتور شده و شارژ بالانس حین و بعد از شارژ انجام گیرد.
  • شارژ سریع: شارژ سریع انجام می گیرید چراکه ولتاژ سل ها بالانس و مانیتور نمی شود. تنها ولتاژ کلی مانیتور شده و ریسک شارژ نامتعادل یک یا چند سل در باتری وجود دارد. این مود پیشنهاد نمی شود مگر اینکه به آنچه انجام می دهید آگاه باشید.
  • دشارژ: این حالت ولتاژ باتری را تا جاییکه شارژر اجازه می دهد پایین می آورد (برخی ممکن است 3V باشد، برخی 3V، بسته به شارژر و تنظیمات)
  • شارژ ذخیره ای: ولتاژ باتری را به 8V می رساند که برای ذخیره سازی طولانی مدت مناسب است

یک شارژر خوب حداقل باید مود های شارژ بالانس، دشارژ و ذخیره ای را داشته باشد.

 

چند کاناله

بیشتر شارژر های کم توان، شارژر های یک کاناله هستند. شارژر های چند کاناله بسیار قدرتمند هستند، اساسا هر کانال می تواند به عنوان یک شارژر کوچک تر استفاده شود. برای مثال با یک شارژر چهار کاناله، می توانید 4 باتری کاملا متفاوت را بدون توجه به ظرفیت، سطح ولتاژ، تعداد سل و … همزمان شارژ کنید. تقریبا مثل این حالت که با شارژر های جداگانه شارژ کنید.

از این نظر عالی هستند که نیازی به برد موازی برای شارژ چند باتری نداشته و می توانید برای هر کانال تنظیمات متفاوتی از قبیل جریان شارژ اعمال کنید که بسیار کارآمد است.

توان شارژر های چند کاناله مجموع همه کانال ها است.

ویژگی های اضافی

احتمالا به همه ویژگی های ذکر شده در پایین نیاز نخواهید داشت، اما خوب است که موجود باشند. هرچه ویزگی های بیشتری موجود باشد، شارژر گران تر خواهد بود.

برخی از ویژگی های اساسی شارژر

  • LCD
  • نشان دهنده ولتاژ هر سل هنگام شارژ
  • دقت بالا در نشان دادن ولتاژ در حد 01 تا 0.02 ولت.

برخی ویژگی های ایمنی

  • حفاظت تایید تعداد سل قبل از شارژ
  • حفاظت اضافه و زیر ولتاژ
  • اندازه گیری دما و تنظیمات محدوده برای حفاظت اضافه گرما
  • ویژگی محدوده زمانی (توقف شارژ پس از گذشت زمان مشخص)
  • بازر هشدار

ویژگی های پیشرفته شارژر باتری لیتیوم پلیمر

  • پشتیبانی از بسیاری از انواع باتری قابل شارژ
  • اندازه گیری مقاومت داخلی هر سل و کل باتری
  • برنامه ریزی پروفایلی برای باتری های لیتیوم پلیمر با ظرفیت و تعداد سل متفاوت، به این صورت که دیگر نیازی نیست برای هر بار شارژ، پارامتر هایی نظیر جریان شارژ و غیره را تنظیم کنید
  • اتصال کامپیوتر و اینترفیس گرافیکی. بعضی بعضی شارژر ها قابلیت اتصال به کامپیوتر را دارا می باشند تا بتوانید اطلاعات را از قبیل جریان شارژ، ولتاژ هر سل، زمان باقیمانده و غیره را در لحظه ببینید. در بعضی از آنها می توانید فرمویر را آپدیت کنید.

 

انتخاب منبع تغذیه شارژر باتری لیتیوم پلیمر

اگر یک شارژر با منبع تغذیه یا PSU داخلی خریداری کنید، دیگر نیازی به مطالعه این بخش ندارید.

شارژر های بدون منبع تغذیه داخلی معمولا ارزانتر و سبک تر هستند. اگرچه این بدان معنی است که می بایست بطور جداگانه یک منبع تغذیه خریداری نمایید. یک شارژر با منبع تغذیه داخلی قیمت زیادی دارد که گاهی اوقات به اندازه خود شارژر قیمت دارد. جایگزین های ارزانتری مثل PSU های کامپیوتر/سرور موجود است که می بایست خودتان دست به کار شوید.

مشخصات شارژر باید برای شما مشخص کند که چه محدوده ولتاژ ورودی را می پذیرد و منبع تغذیه شما باید محدوده ولتاژ خروجی داشته باشد که با آن سازگار باشد. منبع تغذیه همچنین می بایست توان مورد نیاز شارژر را تامین کند. توان منبع تغذیه از ضرب ولتاژ و جریان آن بدست می آید.

بنابراین اگر یک شارژر 100W داشته باشید، به یک منبع تغذیه حداقل 100W نیاز خواهید داشت. اگر منبع تغذیه بزرگتر خریداری کنید، فایده زیادی جز رزرو برای آینده نخواهد داشت. با یک منبع تغذیه کم توان، با مسائلی نظیر اضافه گرما و احتمالا سوختن آن مواجه خواهید بود.

کیفیت و قیمت شارژر

یک شارژر باتری لیتیوم پلیمر باید بعنوان یک سرمایه طولانی مدت در نظر گرفته شود، درست مثل ارسال کننده رادیویی. بنابراین در نظر داشته باشید که هزینه خوبی برای شارژر با کیفیت کنید.

گرانقیمت ترین شارژر ها لزوما بهترین نیستند، اما یک شارژر با کیفیت با قیمت منطقی عرضه می شود. پیشنهاد این است که قبل از اینکه به کیفیت نگاه کنید، دنبال قیمت آن نباشید. نیاز های خود را در یک کاغذ لیست کرده و شارژر هایی را که مناسبتان است پیدا کنید. اگر به ویژگی های ایده آل نیازی ندارید، به لیستتان اضافه نکنید.

اگر در محل خود شارژر مناسب را پیدا نکردید، از خارج خریداری کنید. گزینه های بیشتری با قیمت های کمتر پیدا خواهید کرد. بیشتر شارژر هایی را که پیدا می کنید، ساخت چین یا دیگر کشور ها هستند. تولیدات چین معروف به بد کیفیتی هستند که لزوما درست نیست. در واقع امروزه بیشتر RC ها ساخت چین هستند که شامل برند های مطرح می شود.

 

نتیجه گیری

انتخاب یک شارژر درست مثل بخش های دیگر است. قیمت در مقابل کیفیت. اما اگر تلاش نکنید نخواهید دانست کدام خوب است و کدام بد. بنابراین راهنماهایی درباره اینکه چگونه یک شارژر پیدا کنید خوانده و در فروم ها پرس و جو کنید، قبل از تصمیم گیری مطمئن شوید که فهم خوبی از شارژر های باتری لیتیوم پلیمر پیدا کرده اید.