УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ САМОРАЗРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ Российский патент 1994 года по МПК H02J7/10 H02H7/18 

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в устройствах для подзаряда аккумуляторных батарей, находящихся на хранении, с целью компенсации их саморазряда.

Известна установка для хранения аккумуляторных батарей, в которой по мере разряда батарей осуществляется их автоматический периодический заряд от одного зарядного устройства путем последовательного опроса и заряда [1] .

Однако при большом количестве батарей периодичность их заряда уменьшается и батареи длительное время находятся в разряженном состоянии, что бывает неприемлемо при необходимости их внезапного использования. Кроме того, малая периодичность заряда и ограниченное время заряда требуют увеличения зарядных токов.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству по технической сущности является установка для подзаряда батарей малыми токами, содержащая стабилизатор напряжения, выпрямитель и ответвительные коробки для подключения батарей, находящихся на хранении, в которой заряд батарей с целью компенсации их саморазряда осуществляется токами фиксированных значений 50, 100 или 150 мА [2] .

Недостатками данной установки являются низкая надежность, так как ответвительные коробки устройства не защищены от аварийных режимов; неточная компенсация саморазряда батарей, так как на все батареи подается одинаковое напряжение, а фиксированные значения тока подзаряда не позволяют установить их равными току саморазряда. Кроме того, в данной установке уровень зарядного напряжения не корректируется в зависимости от температуры окружающей среды, что также снижает точность компенсации саморазряда батарей. В результате снижается срок службы аккумуляторных батарей, так как одни батареи перезаряжаются, другие - недозаряжаются. Одновременно это требует и систематического периодического контроля за состоянием батарей, что снижает эксплуатационные свойства установки.

Изобретение направлено на повышение надежности устройства, его эксплуатационных свойств и точности компенсации саморазряда аккумуляторных батарей.

Это достигается тем, что устройство, содержащее выпрямитель, к выходу которого подсоединены входы ответвительных коробок, на выходы которых подключатся аккумуляторные батареи, находящиеся на хранении, введены стабилизатор напряжения, подстроечный потенциометр, диод температурной компенсации, схема защиты от коротких замыканий, включающая транзистор, коллектор которого соединен с базой транзистора стабилизатора напряжения, а эмиттер через диод - с плюсовым выходом ответвительной коробки, и цепочку смещения, состоящую из последовательно выключенных резистора и диодов, подключенную между входными клеммами ответвительной коробки, а средняя точка соединения резистора и диодов соединена с базой транзистора схемы защиты. При этом стабилизатор напряжения, состоящий из последовательно соединенных транзистора, резистора и диода, включенных между плюсовыми входными и выходными клеммами ответвительной коробки, и порогового элемента, включающего в себя резистор и стабилитрон, включен между входом и выходом ответвительной коробки, диод температурной компенсации включен последовательно с резистором и стабилизатором порогового элемента в обратной полярности стабилизатору и к входным клеммам ответвительной коробки подключены катод диода к минусовой клемме, свободный вывод резистора - к плюсовой клемме. Параллельно стабилизатору и диоду включен подстроечный потенциометр, подвижный контакт которого соединен с базой транзистора стабилизатора.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для компенсации саморазряда аккумуляторных батарей.

Устройство содержит выпрямитель 1, к выходам которого подключены ответвительные коробки 2 и 3 по числу аккумуляторных батарей, находящихся на хранении. Основу электрической схемы ответвительной коробки составляет стабилизатор напряжения 4 и схема 5 защиты от коротких замыканий 5. К выходам ответвительных коробок подключаются аккумуляторные батареи 6 и 7. Стабилизатор напряжения состоит из транзистора 8, резистора 9, диода 10 и порогового элемента, состоящего из последовательно соединенных резистора 11 и стабилизатора 12. Последовательно в цепь порогового элемента включен в обратной полярности стабилитрону 12 диод 13 температурной компенсации. Параллельно стабилитрону 12 и диоду 13 включен подстроечный потенциометр 14, подвижный контакт которого соединен с базой транзистора 8 стабилизатора напряжения 4. Последовательно соединенные резистор 9, транзистор 8 и диод 10 включены между положительными клеммами входа и выхода ответвительных коробок, а цепочка из резистора 11, стабилитрона 12, диода 13 включена между входными клеммами ответвительной коробки. Катод диода 13 соединен с минусовой клеммой, а свободный вывод резистора 11 - с плюсовой клеммой.

Схема 5 защиты от коротких замыканий включает в себя транзистор 15, диод 16 и цепочку смещения, состоящую из последовательно соединенных резистора 17 и диодов 18 и 19. Цепочка смещения включена между входными клеммами ответвительной коробки 2: свободный вывод резистора 17 соединен с плюсовой клеммой, а катод диода 19 - с минусовой клеммой. Средняя точка соединения резистора 17 с диодами 18 и 19 соединена с базой транзистора 15, коллектор которого соединен с подвижным контактом потенциометра 14, а эмиттер через диод 16 - с плюсовой клеммой выхода ответвительной коробки 2.

Устройство работает следующим образом.

К выходам ответвительных коробок 2 и 3 подключаются аккумуляторные батареи 6 и 7, находящиеся на хранении, причем батареи подключаются полностью исправные и заряженные. С помощью подстроечного потенциометра 14 устанавливают уровень напряжения стабилизатора, равный ЭДС заряженной батареи. Соответствующий уровень напряжения определяют по нулевому показанию миллиамперметра, который при этом включается последовательно с батареей к выходу ответвительной коробки. Затем в процессе саморазряда батареи величина ее ЭДС снижается, потенциал базы транзистора 8, установленный потенциометром 14, становится выше потенциал эмиттера, и через транзистор 8 начинает протекать ток, который заряжает аккумуляторную батарею, увеличивая ее ЭДС до установленного уровня. Резистор 9 ограничивает величину тока стабилизатора. С помощью стабилизатора 12 и резистора 11 задается стабильный уровень напряжения. Диод 13 изменяет уровень напряжения стабилизатора 8 в зависимости от температуры окружающей среды синхронно с изменением ЭДС батареи, чем обеспечивается точная компенсация саморазряда при изменении температуры. Диод 10 защищает схему стабилизатора от обратных включений аккумуляторной батареи. Транзистор 15 схемы защиты при нормальном подключении аккумуляторной батареи закрыт, так как потенциал его базы, равный падению напряжения на диодах 18 и 19, значительно ниже потенциала эмиттера. При коротком замыкании выхода ответвительной коробки потенциал эмиттера транзистора 15 становится ниже потенциала базы и транзистор 15 открывается, шунтируя база-эмиттерный переход транзистора 8, который при этом закрывается, что исключает выход из строя стабилизатора напряжения.

Таким образом, введение в устройство стабилизатора напряжения, подстроечного потенциометра, диода температурной компенсации и схемы защиты от коротких замыканий повышает точность компенсации саморазряда аккумуляторных батарей, позволяя точно задавать на зарядном источнике уровень ЭДС заряженной батареи и изменять этот уровень в зависимости от температуры окружающей среды. В результате повышается срок службы батарей и отпадает необходимость в систематическом контроле их технического состояния, что повышает эксплуатационные свойства устройства. Одновременно повышается надежность устройства, так как оно защищено от аварийных режимов: неправильного включения батарей и от коротких замыканий на выходе ответвительных коробок.

(56) Техническое описание и инструкция по эксплуатации установки для хранения и подзаряда аккумуляторных батарей "Импульс", АТУ 12549. - г. Хойники, БССР, 1988, ремонтный завод.

Свинцово-кислотные стартерные аккумуляторные батареи / Руководство. - М. : Воениздат, 1983.

Использование: в устройствах для подзаряда аккумуляторных батарей, находящихся на хранении, с целью компенсации их саморазряда. Сущность изобретения: устройство содержит выпрямитель, к выходу которого подсоединены входы ответвительных коробок, на выходы которых подключаются аккумуляторные батареи, находящиеся на хранении. В устройство введены стабилизаторы напряжения, подстроечный резистор, диод температурной компенсации, схема защиты от коротких замыканий, выход которой соединен с входом стабилизатора напряжения. Стабилизатор напряжения включен между входом и выходом ответвительной коробки. 1 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ САМОРАЗРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ, содержащее выпрямитель, к выводу которого подсоединены входы ответвительных коробок, на выходы которых подключаются аккумуляторные батареи, находящиеся на хранении, отличающееся тем, что в него введены стабилизатор напряжения, подстроечный потенциометр, диод температурной компенсации, схема защиты от коротких замыканий, включающая транзистор, коллектор которого соединен с базой транзистора стабилизатора напряжения, а эмиттер через диод - с плюсовым выходом ответвительной коробки, и цепочку смещения, состоящую из последовательно включенных резистора и диодов, подключенную между входными клеммами ответвительной коробки, а средняя точка соединения резистора и диодов соединена с базой транзистора схемы защиты, при этом стабилизатор напряжения, состоящий из последовательно соединенных транзистора, резистора и диода, включенных между плюсовыми входными и выходными клеммами ответвительной коробки, и порогового элемента, включающего в себя резистор и стабилитрон, включен между входом и выходом ответвительной коробки, диод температурной компенсации включен последовательно с резистором и стабилитроном порогового элемента в обратной полярности стабилитрону и подключены к входным клеммам ответвительной коробки - катод диода к минусовой клемме, свободный вывод резистора - к плюсовой клемме, а параллельно стабилитрону и диоду включен подстроечный потенциометр, подвижный контакт которого соединен с базой транзистора.