Реле развязки и зарядные устройства

Реле развязки – это отличное решение для одновременного заряда нескольких групп аккумуляторов. Его назначение —  объединить аккумуляторные батареи, зарядить их от одного источника, а затем изолировать друг от друга после того как устройство зарядки отключено

Реле соединяет аккумуляторы, когда напряжения на одном из них превышает заранее заданный порог и разъединяет, когда напряжение снижается. Однако при совместной работе реле и зарядного устройства существуют некоторые особенности

Зарядное с несколькими выходами

Современные зарядные устройства часто имеют два или три выхода.  Для распределения тока от таких устройств реле развязки не требуется. Однако, если в системе предусмотрена зарядка аккумуляторных батарей от генератора двигателя, развязывающее реле устанавливают. Не возникнет ли в этом случае конфликт между реле и зарядным устройством и не повлияет ли их несогласованная работа на качество зарядки аккумуляторов?

Как правило устройства с несколькими выходами имеют единственный профиль зарядки и переходят к очередному этапу после того как предыдущая стадия завершена для всех подключенных аккумуляторов. Дополнительное соединение с помощью реле в этом случае не вносит практически никаких изменений в систему. Разве что стартовый аккумулятор останется на стадии абсорбции дольше, чем ему требуется в ожидании полной зарядки сервисной батареи. Но если зарядный профиль не слишком агрессивный, большого вреда ему это не причинит.

В дорогих микропроцессорных устройствах иногда устанавливают независимые регуляторы напряжения для каждой группы аккумуляторов и во время зарядки выходы могут подключаться последовательно. Например, сначала в течении определенного периода времени заряжается первая батарея, затем устройство отключает ее и подключает следующую. Каждая группа аккумуляторов при этом имеет собственное напряжение и ток зарядки.

Предположим, что пользователь установил в таком устройстве различные алгоритмы зарядки для каждого выхода. Первый сконфигурировал для гелевых, второй для обслуживаемых с жидким электролитом, а третий для литиевых. В этом случае реле станет причиной конфликта и уничтожит выгоды от использования сложного зарядного устройства. Алгоритм зарядки, идеально подходящий для одного аккумулятора, станет слишком агрессивным и, следовательно, вредным для другого. Чтобы этого не произошло необходимо отключать реле на время работы зарядного. Существует несколько способов сделать это.

• Установить переключатель и вручную отключать реле, чтобы оно не соединяло аккумуляторы, когда напряжение на одном из них повышается из-за включения зарядного устройства
• Создать схему в которой реле развязки аккумуляторов будет отключаться автоматически. Для этого катушку вспомогательного реле подключают к той же цепи переменного тока, что и зарядное устройство, а отрицательную клемму реле развязки к нормально замкнутому контакту вспомогательного реле. Как только зарядное устройство включается, вспомогательное реле размыкает цепь и отключает развязывающее реле. Если зарядное устройство не подключено к сети, а работает другой источник зарядки, например, генератор двигателя, реле развязки будет работать нормально.
• Использовать реле, включающееся только при наличии контрольного напряжения, например, при повороте ключа зажигания. Такое реле сработает после запуска двигателя и подключит второй аккумулятор для зарядки от генератора, но не объединит АКБ во время работы зарядного устройства
• Установить цифровое реле развязки. Устройства этого типа можно запрограммировать для срабатывания в одном направлении.

  

 «Шумный» выход зарядного устройства

Некоторые зарядные устройства заряжают аккумуляторы импульсным током. В режиме импульсов реле трудно точно измерить напряжение. Пики оно воспринимает как недопустимо высокий уровень и разъединяет аккумуляторы или начинает многократно включатся и отключаться. Чтобы этого не происходило в реле встраивают схему фильтрации, сглаживающую выходное напряжение зарядного и уменьшающую пульсирующий эффект.

Проблема смягчается еще больше, если реле подсоединить непосредственно к аккумуляторам, а не к батарейному переключателю с уже подключенными кабелями от генератора и зарядного устройства. Подключение к «дальним клеммам» аккумуляторных батарей также повышает стабильность работы

Реле и поддерживающая зарядка

В некоторых случаях конфликты между реле и зарядным устройством возникают, если последнее находится на этапе поддерживающей зарядки. В режиме Float зарядные снижают напряжение до 13,2-13,7 Вольт. Но слишком низкое напряжение на первом АКБ не даст реле соединить аккумуляторы. И если ко второму в это время подключена нагрузка, то он продолжит разряжаться. Ведь зарядное устройство не контролирует состояние этого аккумулятора из-за разомкнутого реле.

Проблема не возникает, если подключать зарядное устройство к сервисным аккумуляторам. Их емкость больше, и они почти всегда не полностью заряжены.

Нормальный алгоритм работы зарядного устройства показан на рисунке слева. Однако зарядные устройства могут пропускать некоторые этапы и быстро оказываться в режиме с низким напряжением. Кроме того, если зарядное устройство распознает полностью заряженный аккумулятор, то оно может непосредственно перейти в режим Float. Такой алгоритм работы показан на рисунке справа.  Уровни напряжения в режиме Float иногда оказываются ниже порога срабатывания большинства реле и аккумуляторы не объединяются для зарядки.

Чтобы не допустить этого в реле устанавливают несколько порогов срабатывания. Например, в нормальном режиме реле объединяет аккумуляторы, если напряжение на одном из них в течении 30 секунд превышает 13,5 вольт. Во втором режиме реле срабатывает, если напряжение 13,0 вольт держится в течении 120 секунд. Второй режим работы позволяет реле распознавать режим поддерживающей зарядки и уменьшает вероятность циклического срабатывания реле, если разница уровней срабатывания и размыкания невелика