Lataussäädin

Lataussäädin on sähköjärjestelmässä osa mikä pitää sähköjärjestelmälle jännitteen sopivana kulutuksen muuttuessa.

Ominaisuudet

Lataussäätimen tarkotus on akulla varustetuissa sähköpiiri pitää latausjännite sopivana akku. Ajoneuvoissa lataussäädin on laturin yhteydessä säätäen jännitteen ajoneuvon sähköjärjestelmä sekä akulle sopivana. Lataussäätimessä voi olla olla myös lämpötilan kompensointi ominaisuus jolloin latausjännite muuttuu joko ympäristön tai akun lämpötilan mukaan, mikäli säätimessä on erillinen lämpötilatermostaatti mikä on liitetty akkuun.

Aurinkopaneli järjestelmät

Aurinkopaneli järjestelmissä joissa sähköpiirissä on akku säätimen tarkoitus on pitää latausjännite sopivana akuston latauksen kannalta. Lautaus tapahtuu säätimen kehitysasteen mukaista algoritmiä hyödyntäen. Nykyaikaisissa säätimissä käytetään kolmevaiheista latausta lyijyakuille. Bulk - Absorption - Float.

• Bulk-tilassa akku on yleensä alle 80% varauksessa täydestä, eikä säätimen yleensä tarvitse säätää jännitettä akun sisäisen vastuksen laskiessa jännitettä.
• Absorption-tilassa akun lataus on n. 80% täydestä tai yli, ja säädin joutuu tällöin rajoittamaan latausjännitettä n. 14,6V:n.
• Float-tilassa akku on täynnä ja latausjännite rajoitetaan n. 13,6V:n

Osassa säätimistä on olemassa myös itse säädettävät algoritmit lataukselle akun valmistajan tietojen perusteella.

Rele-säädin

Relesäädin on yksi vanhimmista tavoista säätää jännitettä. Se toimii samalla perjaatteella kuin PWM-säädin mutta jännitettä hallitaan katkomalla sähköpiiriä releellä. Relesäätimen suurin ongelma on sen elinkaari sillä releet ovat kohtuu nopeasti kuluvia laitteita sekä ominaisuutena on suuri omakulutus. Omakulutus tippui kun säätimen lokiikka paranni ja releiden tarvitsema sähkö otettiin aurinkopanelilta suoraan. Joskus rele voi hitsautua kärjistään kiinni jolloin säädin keitti akun pilalle. Näitä ei nykyään tapaa muualla kuin 90-luvun alun järjestelmissä. Lataus relesäätimissä tyypillisesti alkoi kun akun napajännite laski alle 12,7V ja loppui kun akun napajännite tavoitti 13,6V. Säätimissä toki oli eroja lataushystereesissä.

PWM-säädin

PWM-säädin toimintaperjaate on hillitä akuston napajännitteen nousua algoritmien asetusten mukaan. Jännitettä rajoitetaan käyttäen pulssinleveysmodulaatiotekniikka hyväksi. Toiminta muistuttaa relesäätimen toimintaa tosin tekniikka mahdollisti nopeamman toiminnan sekä myös latausjännitteen muutoksen ohjelmallisesti. Tämä mahdollisti myös lämpötilankompensoinnin hyödyntämisen latauksessa mikä taas edesauttaa akun elinkaaren pitenemistä, kun kylmissä olosuhteissa ladataan suuremmalla jännitteellä ja akku saadaan näin täyteen ja taas lämpimällä säällä latausjännitettä lasketaan estäen näin akussa kaasunmuodostumista pidentäen akun elinkarta.

PWM-säädin on käytännössä vain jännitteensäädin joka rajoittaa akustoon kohdistuvaa jännitettä ja näin ollen koko sähköpiirissä on yhtäläinen jännite aikan akun navoilta panelilla plus ja miinuksen välillä. Tämä johtaa siihen ettei panelilta saatavaa lataustehoa saada kokonaan hyödynnettyä johtuen panelin jännitteen laskemisesta.

MPPT-säädin

MPPT-säädin hyödyntää panelin suurempaa jännitettä tehon siirrossa. Tämä mahdollistaa näin käyttää pienempää johdotusta siirrettäessä suurempia tehoja panelilta säätimelle. Säätimessä hakkurilla lasketaan panelin tuotto hyvällä hyötysuhteella niin ettei saatava panelilta saatava teho juuri laske. Muutoksessa teho muutetaan akulle sopivaksi latausjännitteeksi ja virta muuttuu samassa suhteessa panelilta saatavan teho latausjännitteeseen nähden. Yleensä voidaan puhua MPPT-säätimen hyödyntävän panelistolta saatavaa tehoa 20-25% PWM-säädintä enemmän.