Come funziona un caricabatterie: Dalla CA alla carica CC controllata
Un caricabatterie converte la potenza CA domestica nel preciso profilo di tensione/corrente CC richiesto da una specifica chimica della batteria. Ecco il flusso interno.
Due topologie principali
Caricabatterie lineare (basato su trasformatore)
- Fasi: CA rete → Trasformatore step-down → Redresser (diodi) → Condensatore di lisciatura → Regolatore lineare (transistor di passaggio) → Batteria.
- Pro: Semplice, basso rumore, economico.
- Contro: Bassa efficienza (30–50 %), ingombrante, pesante, calore. Limitato a ~2 A.
- Casi d'uso: Caricabatterie AA/AAA NiMH, mantenitori piccoli al piombo.
Caricabatterie switch-mode (SMPS)
- Fasi: CA rete → Filtro EMI → Redresser a ponte → Commutazione MOSFET ad alta frequenza (50–500 kHz) → Trasformatore ad alta frequenza → Redresser di uscita → Filtro LC → Batteria.
- Pro: Alta efficienza (85–95 %), compatto, leggero, ingresso universale (90–264 V), carica multistadio.
- Contro: Complesso, EMI, costo più elevato.
- Casi d'uso: Alimentatori laptop, caricatori telefono, caricabatterie auto, pacchi Li-ion, utensili elettrici.
Profilo di carica multistadio (caricabatterie intelligenti)
- Bulk (Corrente costante): Corrente massima sicura fino a quando la tensione raggiunge il setpoint di assorbimento.
- Absorption (Tensione costante): Tensione mantenuta, corrente cala man mano che la batteria si satura.
- Float / Mantenimento: Tensione più bassa (13,2–13,8 V per 12 V al piombo) per compensare l'autoscarica.
- Equalize (Solo al piombo): Sovraccarica periodica per bilanciare le celle.
Requisiti specifici per chimica
- Li-ion / LiFePO₄: CC-CV, stretto 4,20 V/cella (Li-ion) o 3,65 V (LiFePO₄), nessun float, monitoraggio temperatura.
- NiMH / NiCd: Corrente costante, terminazione su -ΔV (caduta tensione) o dT/dt (aumento temperatura).
- Piombo-acido: CC-CV con float; tensione compensata per temperatura.
Imperativo di sicurezza
Abbina sempre il caricabatterie alla chimica della batteria. Li-ion su caricabatterie al piombo = incendio. Piombo su caricabatterie Li-ion = sottocarica/solfatazione. Leggi entrambe le etichette.