Зарядный изолятор аккумуляторов

Две или три аккумуляторные батареи на современном катере или яхте это норма. Стартовый, сервисный и дополнительный аккумуляторы служат источниками энергии для разных типов оборудования и работают независимо друг от друга. Одновременно зарядить все аккумуляторные группы от генератора с одним выходом позволяют устройства развязки – реле и зарядные изоляторы.

Изоляторы и реле

Принцип работы развязывающих реле и диодных изоляторов различен. Реле пропускает через себя весь ток, а изолятор делит его на несколько ветвей. Но оба устройства развязки аккумуляторов обладают общим недостатком — они пытаются заряжать две батареи одновременно и не учитывают различия между ними.

Как правило стартовый аккумулятор почти всегда полностью заряжен, а сервисный наоборот, сильно разряжен. Более высокое напряжение стартового вводит регулятор генератора в заблуждение, и он оценивает состояние объединенной батареи лучше, чем оно есть на самом деле.

Второй недостаток больше присущ зарядным изоляторам на диодах. Падение напряжения в диодных разделителях значительно снижает скорость зарядки аккумуляторных батарей, а значит ведет к их неполной зарядке.

Диодный разделитель

Две аккумуляторные батареи подключены к генератору через диодный разделитель
Две аккумуляторные батареи подключены к генератору через диодный разделитель. Напряжение на сервисном слишком низкое для нормальной зарядки

Предположим, что на катере установлен двигатель с генератором на 60 А. Для зарядки двух аккумуляторов используется диодный изолятор номиналом 70 А. Генератор обычный, без внешнего регулятора и без датчика контроля напряжения на аккумуляторах. Кабель от генератора к аккумуляторам также стандартного сечения. Считаем, что напряжение на выходе генератора — 14,2 Вольта. В реальной жизни напряжение окажется другим. Оно будет находится в диапазоне 13,9 — 14,8 вольт, а его точное значение зависит от производителя генератора и модели регулятора напряжения.

Несмотря на то, что напряжение на выходе генератора 14,2 В, на сервисных аккумуляторах оно существенно ниже – около 12,8 В. Но это же время на стартовом вольтметр покажет 13,6 Вольт. Разница возникает из-за нелинейной вольтамперной характеристики диодов. При токе 60 А падение напряжения в цепи сервисных аккумуляторов составит 1 Вольт. Но поскольку стартовый аккумулятор почти полностью заряжен, то потребляемый им ток не превышает нескольких ампер и в его цепи потери окажутся меньше — 0,4 В.

Описанный вариант подключения через диодный изолятор безопасен для аккумуляторов. Но рассчитывать на то, что сервисная батарея будет заряжаться не стоит. Низкое напряжение делает ее зарядку крайне неэффективной.

Напряжения в электрической системе во время зарядки двух аккумуляторов через диодный изолятор
Напряжения в электрической системе во время зарядки двух аккумуляторов через диодный изолятор. К сервисным аккумуляторам подключен датчик напряжения. Стартовый аккумулятор перезаряжается. Напряжение на сервисном нормальное

Потери напряжения легко компенсировать. Для этого необходимо в цепи обратной связи регулятора использовать напряжение не с выхода генератора, а непосредственно с аккумуляторной батареи. Предположим, что мы осознали проблему и решили ее исправить подключив к регулятору датчик напряжения. Теперь регулятор заставляет генератор поддерживать 14,2 Вольта на сервисной батарее и скорость ее зарядки возрастает

Однако, если вновь проверить показания вольтметра на стартовом аккумуляторе, то окажется, что напряжение на нем выросло до 15,2 Вольт. Более того, чем длиннее кабель до сервисного аккумулятора, и чем больше в нем потери, тем сильнее будет повышаться напряжение на стартовом АКБ.

Очевидно, что такой способ зарядки двух аккумуляторов подходит не всегда. Если стартовый АКБ – это обслуживаемый аккумулятор с жидким электролитом, то повышенное напряжении приведет к выделению газа и снижению уровня электролита. Но при регулярном обслуживании аккумулятору это сильно не повредит. Если используется AGM или гелевый аккумулятор, то потери электролита восполнить не удастся и через некоторое время аккумулятор придется менять.

Зарядка двух аккумуляторов от генератора через диодный изолятор
На генераторе установлен внешний регулятор напряжения. Две аккумуляторные батареи заряжаются через диодный разделитель. Напряжение на стартовом слишком высокое

Продолжим усовершенствования схемы и заменим стандартный регулятор генератора внешним. Если устройство настроенным на напряжение 14,8 или 15,1 вольт (для кальциевых аккумуляторов), то результат окажется тем же что и в предыдущем примере. Только стартовый аккумулятор закипит быстрее, поскольку напряжение на нем возрастет на 0,6 Вольт.

Современный зарядный изолятор

Если устранить потери в делителе аккумуляторов, то напряжение на стартовом АКБ не превысит допустимого уровня. Чрезмерное газообразование и потери воды прекратятся, а скорость зарядки станет такой же, как у сервисной батареи.

Два аккумулятора подключены к генератору через изолятор с нулевым падением напряжения
Два аккумулятора подключены к генератору через изолятор с нулевым падением напряжения. Обе аккумуляторные батареи заряжаются в нормальном режиме

Нулевое падение напряжения значительно ускоряет зарядку аккумуляторов от стандартного генератора. Но если изолировать стартовый аккумулятор и «показывать» регулятору только напряжение разряженной сервисной батареи, то скорость возрастет еще больше. Стартовый аккумулятор можно подключить после того как напряжение на сервисном возрастет. Различное состояние аккумуляторов больше не повлияет на работу регулятора.

Описанные возможности реализованы в зарядном изоляторе Sterling Power PSR. Устройство контролирует состояние аккумуляторов с помощью микропроцессора, который гарантирует, что оба аккумулятора получают зарядный ток пропорционально своему состоянию. Большая мощность направляется туда где она требуется в настоящий момент. При высокой нагрузке на одну из батарей микропроцессор предотвращает обратный ток между аккумуляторами, а если в электрической системе возникают проблемы изолирует генератор или аккумуляторы.

Несмотря на большое количество возможностей, максимальное падение напряжения в устройстве не превышает 0,01 В. Это значит, что по сравнению со стандартными зарядными изоляторами Sterling Power PSR сокращает потери энергии на 500 — 1000%.

Зарядный изолятор Sterling Power PSR 122 Зарядный изолятор аккумуляторов с нулевым падением напряжения Sterling Power PSR183 Зарядный изолятор четырех аккумуляторов Sterling Power PSRT134
Модель PSR122 PSR183 PSRT134
Рабочее напряжение, В 12 12 12
Максимальный ток, А 120 180 2 x 130
Количество аккумуляторных групп, шт 2 3 4
Размеры, мм 150x80x120 150x80x140 150x80x295
Вес, кг 0,6 0,7 1,8
ПОСМОТРЕТЬ

Задайте вопрос,

и получите консультацию по лодочным электромоторам, аккумуляторам или зарядным устройствам для катера или яхты

captcha