Sạc pin 3 giai đoạn – 4 giai đoạn là gì?

Sạc pin 3 giai đoạn là gì?

Sạc pin 3 giai đoạn là phương pháp sạc pin thông minh bao gồm 3 giai đoạn: Sạc nhanh, sạc hấp thụ, sạc thả nổi ( Buik – Absorption – Float). Các giai đoạn được điều chỉnh bằng mạch sạc thông minh, với sự kiểm soát của IC chức năng có chứa thuật toán kiểm soát.

Sạc 3 giai đoạn tiếng anh gọi là 3-stage charging. Chúng được sử dụng trong hầu hết các loại pin sạc, bao gồm cả pin axit chì (Lead-Acid), pin lithium-ion, và nhiều loại pin khác.

Cách thức hoạt động của sạc pin 3 giai đoạn

Giai đoạn Sạc nhanh (Bulk charging)

Pin được sạc với dòng điện cao để nạp năng lượng nhanh chóng và đầy đủ hơn. Trong giai đoạn này, điện áp pin tăng lên nhanh chóng đến một mức độ nhất định. Dòng sạc này phụ thuộc vào loại pin cụ thể.

Giai đoạn Sạc hấp thụ (Absorption charging)

Hay cũng có thể gọi là sạc đầy. Sau khi pin đạt đến mức điện áp cần thiết, thường là sẽ khoản 80% dung lượng pin, quá trình sạc tiếp tục với dòng điện giảm dần. Điện áp tăng dần chậm và pin bắt đầu hấp thụ năng lượng một cách chậm hơn.

Giai đoạn Sạc cuối cùng (Float charging)

Khi pin đã gần đầy 100%, có thể dòng điện mức C/50 hoặc C/100, quá trình sạc chuyển sang giữ ở mức điện áp duy trì để tránh việc quá sạc và tổn hao pin.

Giai đoạn 1 và giai đoạn 3 cũng có thể xem là tương ứng với Phương pháp sạc CC CV, tức là Sạc nhanh pin lên một mức điện áp và thả nổi nó đến khi pin đầy 100% sẽ cut-off (ngắt) ở mức dòng điện nhất định (Khoảng 65mA, tùy loại pin). Không có giai đoạn 2 là sạc hấp thu.

Phương pháp sạc này phổ biến nhất đối với các UPS hay ắc quy lưu trữ. Có thể bạn thấy giống phương pháp sạc của các điện thoại thông minh có sạc nhanh, khi đến 80% sẽ sạc chậm dần cho đến khi 100%. Thế nhưng chưa đủ, đối với điện thoại sẽ là sạc đa giai đoạn, còn nhiều giai đoạn khác nhau trong đó nữa.

Ví dụ

Ở đây chúng ta xem biểu đồ đối với thử nghiệm sạc 3 giai đoạn đối với ắc quy ắc quy VRLA AGM 12V 12AH của hãng SBS.

Xem biểu đồ bên dưới:

• Ắc quy có thể được dùng 50% (đường đó đứt đoạn) hoặc cạn hết 100% dung lượng (đường liền màu đen)
• Giai đoan 1: Ắc quy được nhanh chóng sạc đầy ở Dòng ổn định 0,1CA = 1,2A, thời gian sạc đến 8 giờ.
• Giai đoạn 2: Ắc quy qua ngưỡng 80% dung lượng, dòng sạc giảm dần và điện áp ổn định ở 13,5V
• Giai đoạn 3: Đến khoảng 24 giờ kể từ lúc sạc ắc quy đã đầy 100%, điện áp được duy trì thả nổi.

 

Sạc 4 giai đoạn là gì?

Sạc pin 4 giai đoạn là phương pháp sạc thông minh bao gồm 4 giai đoạn: Sạc nhanh, sạc hấp thụ, sạc thả nổi và sạc cân bằng. Sạc 4 giai đoạn là một phương pháp sạc thông minh tiên tiến hơn so với phương pháp sạc 3 giai đoạn.

Sạc pin 4 giai đoạn, gọi đúng hơn là sạc ắc quy 4 giai đoạn vì chủ yếu dùng cho ắc quy khởi động máy và ắc quy lưu trữ UPS.

Cụ thể hơn về cách thức hoạt động

Giai đoạn Sạc nhanh (Bulk charging)

Ắc quy được sạc với dòng điện cao để nạp năng lượng nhanh chóng và đầy đủ hơn. Trong giai đoạn này, điện áp ắc quy tăng lên nhanh chóng đến một mức độ nhất định.

Ắc quy được sạc ở dòng điện không đổi cho đến khi điện áp ắc quy đạt 14,4V.

Giai đoạn Sạc hấp thu (Absorption charging)

Sau khi ắc quy đạt đến mức điện áp cần thiết, quá trình sạc tiếp tục với dòng điện giảm dần. Năng lượng được chuyển đổi thành nhiệt và ắc quy bắt đầu hấp thụ năng lượng một cách chậm hơn.

Điện áp ắc quy được duy trì ở mức 14,6V cho đến khi dòng sạc giảm xuống C/20 (C là định mức Ah của ắc quy).

Giai đoạn Sạc thả nổi (Float charging)

Khi ắc quy đầy đủ, quá trình sạc dừng lại hoàn toàn và ắc quy được giữ ở mức điện áp duy trì để tránh việc quá sạc và tổn hao ắc quy . Trong giai đoạn này, điện áp đầu ra được giảm xuống để giữ cho ắc quy ở trạng thái đầy đủ nhưng không bị quá sạc.

Điện áp được giảm và điều chỉnh thành 13,5V để duy trì mức sạc đầy của ắc quy.

Giai đoạn Sạc cân bằng (Equalization charging)

Mục đích của chế độ cân bằng là loại bỏ sunfat hóa khỏi các tấm chì và loại bỏ sự phân tầng của chất điện phân. Khoảng 2,5-2,6 volt trên mỗi tế bào được cấp cho ắc quy với dòng sạc được đặt ở giá trị rất thấp, thường dưới 0,5 amp. Chế độ cân bằng có thể kéo dài từ vài giờ đến hơn 24 giờ tùy theo hoàn cảnh.

Một số nhà sản xuất có thể gọi là Sạc xung, sạc bảo trì, sạc nhỏ giọt, sạc làm mới (Pulse charging) sạc với tần số định kỳ ở giai đoạn 4, mục đích điều giống nhau là để làm mới, bảo trì các tế bào trong ắc quy. Tên gọi khác nhau về cách thức điều khiển dòng điện nhưng mục đích là như nhau, cần phân biệt rõ để có thể chọn máy sạc ắc quy đúng cách.

Điện áp ắc quy được tăng lên 15,6V và dòng sạc được giới hạn ở 1/2A. Điện áp cao, dòng diện nhỏ.

Có thể thấy sạc 4 giai đoạn chủ yếu khác nhau ở giai đoạn 4, còn lại đều giống sạc 3 giai đoạn.

Bạn có thể xem thêm về Các phương pháp sạc pin (ắc quy) để có thể chọn cho mình máy sạc ắc quy hay bộ sạc pin tốt nhất cho mình.

 

Bài viết có sử dụng datasheet của hãng ắc quy SBS: https://www.sbsbattery.com/pdf/Battery-S-12120.pdf