راهنمای تنظیم مد شارژر خودکار و مد منبع تغذیه برای شارژر هوشمند NPB – قسمت دوم

شارژرهای هوشمند NPB به دو روش قابلیت کنترل حلقه شارژ را دارند:

1. شارژ خودکار باتری توسط برنامه‌ای از پیش تعیین شده توسط کاربر
2. کنترل زمان حقیقی (Real Time Control) مراحل شارژ به وسیله رابط CANBus

شارژ کردن باتری به این صورت است که باید شارژر قابلیت کنترل همزمان ولتاژ و جریان را داشته باشد. یعنی بتواند هم ولتاژ و هم جریان خروجی را کنترل کند.  جریان و ولتاژ باتری ها وابسته به نوع ساختار و قرار گیری سلول های آن است. همچنین باتوجه به خصلت الکروشیمیایی باتری، می‌بایست توسط منحنی شارژ 2-مرحله ای یا 3-مرحله ای شارژ بشوند. منحنی شارژر 2-مرحله ای در ابتدا در حالت جریان ثابت و سپس به حالت ولتاژ ثابت می‌رود. اما در منحنی شارژ سهم مرحله‌ای یک مرحله اضافه تری دارد که در آن شارژر در مد ولتاژ ثابت است و ولتاژ آن برابر با ولتاژ شناور(Floating Voltage) می‌باشد که عموما برای باتری های سرب اسید کاربرد دارد. جدول 1 و شکل 1 روش های معمولی که برای شارژ کردن باتری استفاده میشود را نشان میدهد.

	مرحله اول	مرحله دوم	مرحله سوم	باتری پیشنهادی
2-مرحله‌ای	جریان ثابت	ولتاژ ثابت	–	لیتیوم یون
3-مرحله‌ای	جریان ثابت	ولتاژ بوست	ولتاژ فلوت	سرب اسید

 

برای اجرای مراحل شارژی که در تصویر بالا نشان داده شده است، حلقه کنترل هم میتواند در داخل شارژر اجرا شود هم توسط سیستم مدیریت باتری (BMS) که در خارج شارژر وجود دارد. شارژری مانند شارژر NPB دارای کنترل کننده داخلی هست که میتوان با برنامه ریزی کردن شارژر و بعد از اتصال باتری  به دستگاه   مراحل شارژی که تعیین کردیم را اجرا بکند. روش دیگر این بود که حلقه کنترل توسط یک BMS خارجی انجام شود. در این سناریو شارژر همانند یک منبع تغذیه‌ای کار میکند که جریان و ولتاژ خروجی آن به صورت برخط توسط BMS  کنترل میشود. شارژرهای هوشمند NPB ساخت کمپانی مین از یک میکروکنترلر پیشرفته بهرمند شده است و از طریق رابط CANBus به کاربر این امکان را میدهد که هم بتواند کنترل شارژ اتوماتیک را فعال و برنامه ریزی کند و هم بتواند از این رابط شارژ را به یک منبع تغذیه کنترل شده تبدیل نماید که ولتاژ و جریان خروجی اعلام شده توسط BMS را تنظیم کند. در ادامه مراحل تنظیمات توضیح داده شده است.

مد شارژر( با استفاده از منحنی شارژ داخلی)

در حالت پیشفرض شارژرهای هوشمند NPB مین ول در مد شارژر قرار دارند. پروفایل پیشفرض شارژ هم در داخل برگه مشخصات فنی آن ذکر شده است و این قابلیت را دارد که کاربر به وسیله پروگرامر SBP-001 و نرم‌افزار Smart Battery Charging Program  منحنی مورد نظر خود را تعریف کند.

 

محیط نرم‌افزار کاملا زیبا و user-friendly بوده و دارای یک منحنی گرافیکی است. به راحتی به وسیله پروگرامر SPB به شارژر هوشمند NPB وصل میشود. SPB به وسیله پورت USB به کامپیوتر متصل میشود. منحنی شارژ را با توجه به مشخصات باتری را در شارژر NPB پروگرام کرد. 

 

بعد از آپلود شدن منحنی شارژ جدید به شارژر، نیاز است که یکبار دستگاه را خاموش روشن نمود تا تنظیمات منحنی شارژ جدید اعمال شود. به یاد داشته باشید بعد از تعریف منحنی جدید شارژ جدید برای شارژر، دیگر دستگاه طبق منحنی تعریف شده عمل میکند و باتری را شارژ می‌کند. در طول عملکرد آن دیگر از طریق CANBus قابل کنترل شدن نیست.

مد منبع تغذیه قابل برنامه ریزی (کنترل شده توسط CANBus)

هنگامی که نیاز به کنترل منعطف دارید لازم است که از BMS استفاده نمایید. در این حالت می‌بایست دستگاه را روی حالت منبع تغذیه تنظیم کنید. در این حالت ولتاژ و جریان خروجی منبع تغذیه تابع BMS می‌شود و در زمان حقیقی از آن پیروی میکند. در نتیجه فرآیند شارژ باتری بهینه تر شده و طول عمر باتری بیشتر خواهد شد. علاوه بر این، میتونید با این دستگاه باتری های مختلف با منحنی شارژرهای مختلف شارژ بکنید و نیازی به انواع مختلف شارژر نداشته باشید. به راحتی میتوانید دستگاه NPB-1200 را به مد منبع تغذیه تغییر حالت دهید. برای انی تغییر هم میتوانید از پورت CANBus ویا SBP+PC نرم افزار استفاده کنید:

• تنظیم حالت به منبع تغذیه با استفاده از SBP و رایانه:

در نرم‌افزار، از قسمت بالای صفحه، گزینه “SETTING” را انتخاب کنید. سپس تیک “DISABLE” در قسمت “CHARGING CURVE SELECTION” را بزنید. دستگاه NPB را یک بار ری‌استارت کنید تا تنظیمات حالت منبع تغذیه اجرا شود.

زمانی که نیاز به کنترل انعطاف‌پذیر وجود دارد، نیاز به یک سیستم مدیریت باتری (BMS) خارجی و تنظیم شارژر به حالت تأمین انرژی ورودی وجود دارد. با انجام این کار، منبع تأمین انرژی دستورات از سیستم مدیریت باتری را دنبال می‌کند تا جریان و ولتاژ خروجی را به صورت زمان واقعی تنظیم کند. این کار امکان شارژ شرایطی را فراهم می‌کند تا عمر مفید باتری بهینه‌سازی شود. علاوه بر این، این اجازه را می‌دهد که منحنی‌های شارژ مختلفی را به باتری‌ها با مشخصات جایگزین اجرا کند بدون اینکه دستگاه شارژ را تغییر دهد.

 

 

 

 

 

• تنظیم حالت منبع تغذیه با استفاده از درگاه CANBus :

ابتدا، آدرس CANBus را طبق دفترچه راهنما از طریق کانکتور CN71 تنظیم کنید.

 

 

 

معنی پیغمام های دریافت شده :

Message ID	توضیحات
0x000C00XX	شناسه پیغام شارژر به کنترلر
0x000C01XX	شناسه پیغام کنترلر به شارژر
0x000C01FF	شناسه پیغام برودکست کنترلر به شارژر

نکته : XX  در شناسه پیغام نشانگر آدرس دستگاه NBP-450/750/1200/1700 می‌باشد(که از طریق پین‌های A0~A1 کانکتور CN71 در بازه 0x00~0x03 قابلیت انتخاب دارد)

 

کد دستور	نام دستور	نوع تبادل اطلاعات	تعداد بایت های اطلاعات	توضیحات
0x00B4	CURVE_CONFIG	R/W	2	پیکربندی تنظیمات منحنی شارژ

در ادامه دستور “CURVE_CONFIG” را ارسال کنید و بین 7 “CUVE” را به صفر تغییر دهید تا به حالت منبع تغذیه سوییچ کند. بعد از انجام شدن تنظیمات یک باری برق AC ورودی را قطع و مجدد وصل نمایید تا تنظیمات جدید اجرا شوند. در حال حاضر دستگاه به حالت منبع تغذیه تغییر پیدا کرده است و میتوان با استفاده از پورت CANBus و دستوراتی که در دفترچه راهنما ذکر شده، آن را کنترل نمود.

 

 

 

High byte	Bit7	Bit6	Bit5	Bit4	Bit3	Bit2	Bit1	Bit0
Definition	—	—	—	—	—	FVTOE	CVTOE	CCTOE
Low byte	Bit7	Bit6	Bit5	Bit4	Bit3	Bit2	Bit1	Bit0
Definition	CUVE	STGS	—	—	TCS	CUVS

جدول مربوط به تنظیمات (CURVE_CONFIG). تنها در حالت شارژر عملکرد دارد:

 

بیت 7 “CUVE” : دستور منحنی شارژ فعال است

0 = غیرفعال ، در حالت منبع تغذیه است

1 = فعال ، در حالت شارژر است (تنظیم پیشفرض)

کنترل شارژ با استفاده از CANBus

بعد از ری‌استارت کردن NPB و شروع در حالت کاری منبع تغذیه، خروجی آن تحت دو پارامتر “VOUT_SET” و “IOUT_SET” قابلیت تغییر در بازه تعریف شده را دارند. قالب اطلاعات بر بستر CAN2.0B  29-بیتی است. همچنین مقدارهای و مقدار متغیر فاکتور “F” بین دو عدد 0.1 الی 0.01 وابسته به دستور انتخابی تنظیم می‌شود. برای مثال در ادامه لیست چند دستور را آورده‌ایم و مقدار فاکتور F را مشخص کرده‌ایم.

CANBus Command		Model		Adjustable Range	Tolerance	Default
0x0000	OPERATION	ALL		00h(OFF)/ 01h(ON)	N/A	01h (ON)
0x0020	VOUT_SET	12V		10.5 ~ 21V	±0.12	0V
		24V		21 ~ 42V	±0.24	0V
		48V		42 ~ 80V	±0.48	0V
		72V		54 ~ 100V	±0.60	0V
0x0030	IOUT_SET	NPB-1700 NPB-1200 NPB-750	12V	17 ~ 85A	±0.85A	85A
			24V	10 ~ 50A	±0.50A	50A
			48V	5 ~ 25A	±0.25A	25A
		NPB-450 NPB-1700 NPB-1200	12V	14 ~ 70A	±0.70A	70A
			24V	7.2 ~ 36A	±0.36A	36A
			48V	3.6 ~ 18A	±0.18A	18A
		NPB-750 NPB-1700	12V	8.6 ~ 43A	±0.43A	43A
			24V	4.5 ~ 22.5A	±0.23A	22.5A
			48V	2.26 ~ 11.3A	±0.11A	11.3A
		NPB-1200	12V	5 ~ 25A	±0.25A	25A
			24V	2.7 ~ 13.5A	±0.14A	13.5A
			48V	1.36 ~ 6.8A	±0.07A	6.8A
			72V	1.1 ~ 5.5A	±0.06A	5.5A

 

 

Command Code	Command Name	Transaction Type	# Bytes of data	Description
0x0000	OPERATION	R/W	1	ON/OFF control
0x0020	VOUT_SET	R/W	2	Output voltage setting (format: value, F=0.01)
0x0030	IOUT_SET	R/W	2	Output current setting (format: value, F=0.01)
0x0040	FAULT_STATUS	R	2	Abnormal Status
0x0050	READ_VIN	R	2	Input voltage read value (format: value, F=0.1)
0x0060	READ_VOUT	R	2	Output voltage read value (format: value, F=0.01)
0x0061	READ_IOUT	R	2	Output current read value (format: value, F=0.01)
0x0062	READ_TEMPERATURE_1	R	2	Internal ambient temperature (format: value, F=0.1)

 

EX: Vo_real(Actual output voltage)= READ_VOUT × Factor.

If factor of a model is 0.01 for READ_VOUT, and protocol reads 0x0960

(Hexadecimal)=>2400(Decimal), Then Vo_real = 2400 × 0.01 = 24.00V.

 

برای اطلاعات بیشتر از دستوراتی که در لیست آورده شده به دفترچه راهنمای نصب(installation manual) مراجعه نمایید.

جدول مقایسه بین مد شارژر و منبع تغذیه

در ادامه یک مقایسه کلی بین دو حالت شارژر و منبع تغذیه دستگاه NPB و حفاظت های آن آورده ایم:

Charger Mode (Factory Default)	Power Supply Mode
Charging Control	Charging process is controlled automatically by the charger with preinstalled charging profile	Constant voltage output by default. Charging voltage and current can be dynamically controlled via CANBus
Overload Protection	Io > I_set*95% & Vo < 55% Vboost_default	Io > I_set*95% & Vo < V_set*77%
Applicable CANBus Commands	ON/OFF control, CURVE_CONFIG, monitoring command set	ON/OFF control, VOUT/IOUT_SET, monitoring command set
Mode Selection	Select charging curves in PC software or set CURVE_CONFIG Bit 7 to 1 via CANbus	Click “Disable” charging in PC software or set CURVE_CONFIG Bit 7 to 1 via CANbus

 

رده دستگاه‌ها با سری NPB مین ول از توان 450 الی 1700 وات را پشتیبانی میکند. این محصولات همگی از ارتباط بر بستر دستگاه SBP و پروتکل CANBus برای کنترل بهتر با BMS بهره میبرند. تنظیمات منعطف آن سبب شده در زمینه‌های مختلفی کاربرد داشته باشد. برای دریافت اطلاعات بیشتر در زمینه راهکارهای شارژ و نیازمندی‌های آن با ما تماس بگیرید