Un chargeur de voiture fonctionne en convertissant l’alimentation secteur 220 V CA en 16 V CA via le champ magnétique des bobines primaire et secondaire d’un transformateur. Celui-ci est ensuite redressé en 14 V CC par un redresseur pour correspondre à la tension de crête de la batterie 12 V. Dans ce processus, le transformateur effectue la conversion de tension et le redresseur convertit le courant alternatif en courant continu. De plus, pendant la charge, l’énergie électrique est convertie en énergie chimique et stockée dans la batterie ; lors de la décharge, l'énergie chimique est reconvertie en énergie électrique et libérée. Le chargeur de voiture fournit une alimentation électrique stable au système électrique du véhicule grâce à ce principe.
Plus précisément, le transformateur joue un rôle crucial dans la conversion de tension. Utilisant le principe de l'induction électromagnétique, lorsque l'alimentation secteur 220 V CA est appliquée à la bobine primaire, le courant alternatif génère un champ magnétique alternatif dans le noyau de fer. La bobine secondaire, située dans ce champ magnétique alternatif, induit une force électromotrice, convertissant ainsi la tension en 16 V AC. Ce processus réalise intelligemment un changement de tension, fournissant une base de tension appropriée pour l'étape de rectification suivante.
Le redresseur est le composant important qui convertit le courant alternatif en courant continu. Il traite l'alimentation 16 V CA via une structure de circuit spécifique et des composants électroniques, garantissant que la direction du courant reste cohérente et produit une tension CC. En raison de la perte d'énergie et de la chute de tension lors du redressement, la tension de sortie CC finale se stabilise à 14 V. En effet, la tension maximale d'une batterie 12 V en fonctionnement réel est de 14 V, également connue sous le nom de « tension virtuelle », et la tension de sortie 14 V correspond parfaitement à celle-ci, chargeant efficacement la batterie.
Lors du chargement de la batterie, une conversion d'énergie se produit. L’énergie électrique pénètre dans la batterie, déclenchant des réactions chimiques complexes. En prenant comme exemple une batterie au plomb -acide, le plomb métallique au niveau de l'électrode négative perd des électrons et est oxydé en sulfate de plomb ; le dioxyde de plomb à l'électrode positive absorbe les électrons et est réduit en sulfate de plomb. Ce processus est piloté par une alimentation CC, convertissant ainsi l’énergie électrique en énergie chimique pour le stockage. Lorsque le véhicule a besoin d'énergie électrique, la batterie se décharge et l'énergie chimique stockée est reconvertie en énergie électrique pour alimenter les divers appareils électriques et le système d'alimentation du véhicule.
De plus, les chargeurs de voiture ont d’autres fonctions et formes. Il charge non seulement les batteries de voiture, mais convertit également la tension 12 V de la prise allume-cigare de la voiture en tension USB 5 V, facilitant ainsi le chargement des téléphones portables et autres appareils électroniques. Un chargeur de voiture peut convertir une alimentation CC 12 V (voitures) ou 24 V (camions) en une alimentation CC 5-20 V pour répondre aux besoins de charge des appareils mobiles embarqués dans le véhicule. Simultanément, lorsqu'un chargeur de véhicule électrique fonctionne, l'équipement de charge doit négocier avec le système de gestion de batterie (BMS) du véhicule pour garantir une charge de tension et de courant appropriée en fonction du niveau et de l'état de charge de la batterie, protégeant ainsi la sécurité de la batterie et améliorant l'efficacité de la charge. Lors de la phase de charge initiale, lorsque la charge de la batterie est faible, un courant plus important est utilisé pour une charge rapide ; à mesure que le niveau de charge augmente, le courant diminue progressivement pour éviter une surcharge et des dommages à la batterie.
En résumé, grâce à un principe de fonctionnement complexe et ingénieux, le chargeur de voiture réalise la conversion de l'alimentation secteur CA en une tension CC adaptée au chargement de la batterie, ainsi que la conversion mutuelle de l'énergie électrique et de l'énergie chimique. Il garantit non seulement la charge et l'utilisation normales des batteries de voiture, mais fournit également une alimentation appropriée à divers appareils - embarqués, ce qui en fait un composant indispensable et important du système électrique automobile.