ШИМ-контроллер заряда солнечной батареи выполняет несколько функций:

• Подключение источника энергии к аккумуляторной батарее для зарядки.
• Эффективный процесс зарядки.
• Самостоятельное отключение аккумулятора при его полной зарядке или при возникших неполадках (авариях).
• Самостоятельное отключение потребителей от аккумуляторов.
• Повторное подключение нагрузки после осуществления полного заряда батарей.

Различаются контроллеры заряда для солнечных батарей по технологии процесса зарядки. Одним из наиболее распространенных видов контроллеров заряда являются приборы с широтно-импульсной модуляцией (pulse-width modulation PWM – ШИМ).

Классические блоки питания (зарядные устройства) работают по принципу управляемого сопротивления, при этом “лишняя ” мощность расходуется на нагрев регулирующего элемента и излучается в пространство. КПД такого регулятора очень невелик, особенно в тех случаях, когда на вход подается напряжение, значительно изменяющееся по величине.

Технология широтно-импульсной модуляции заключается в том, что регулируется не величина тока через регулирующий элемент, а время, в течение которого ключ открыт и закрыт, или так называемой скважностью. Особенностью работы прибора с ШИМ является то, что силовые элементы схемы работают в так называемом ключевом режиме. Силовой элемент (ключ) в открытом состоянии имеет минимальное сопротивление, а в полностью закрытом – очень большое. И практически вся энергия, проходящая через прибор, попадает к месту назначения. На нагрев ключа расходуется незначительная часть в основном в моменты переключения (переходные процессы).

Еще одним положительным качеством приборов, работающих по данному принципу, является возможность обеспечить оптимальные технологические условия зарядки аккумулятора. Это позволяет достичь практически стопроцентного заряда и продлить срок службы батареи до максимально возможного. Обычно, заряд аккумулятора проходит в 4 этапа:

• Заряд максимально допустимым для данной батареи током. На этом этапе используется максимум энергии от источника тока (солнечной батареи).
• Адаптивный заряд. При достижении напряжения на аккумуляторе заданной величины прибор за счет широтно-импульсной модуляции начинает поддерживать зарядное напряжение на определенном уровне для предотвращения нежелательных процессов – перегрева и газообразования. В процессе заряда ток постепенно уменьшается.
• Выравнивание заряда. Большинство батарей аккумуляторов с жидким электролитом начинают лучше работать при применении периодического заряда до начала образования газовых пузырьков в электролите. Это приводит к перемешиванию электролита, очищаются пластины и выравниваются заряды на банках батареи.
• Поддержание заряда. После окончания заряда батарея поддерживается в заряженном состоянии.

В таблице для сравнения приведены данные по некоторым моделям ШИМ-контроллеров заряда аккумулятора, начиная от самых дешевых и заканчивая самыми дорогими моделями.

Самые дешевые обладают только элементарными функциями и имеют, как правило, упрощенный алгоритм работы. Дорогие модели обладают расширенными параметрами по напряжению аккумуляторов, автоматику, имеют множество разнообразных функций, удобные панели индикации .