Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током (его варианты) Советский патент 1983 года по МПК H02J7/10 

ма подключена к нулевой отпайке транформатора питания и к катоду второго тиристора, который анодом подключен к первому концу второго дросселя с отпайками, а отрицательная выходная клемма связана с катодами третьего и четвертого тиристоров, которые анодами подключены к отпайкам соответствующих дросселей, и с анодами пятого и шестого тиристоров, которые катодами подключены к

вторым концам соответствующих дросселей, причем второй конец первого дросселя с отпайками соединен с катодом первого выпрямительного диода, который анодом подключен к одному концу вторичной обмотки трансформатора питания, а второй конец второго дросселя с отпайками подключен к катоду второго выпрямительного диода, который анодом связан с другим концом вторичной обмотки трансформатора.

1. Устройство для заряда аккумуляторной батарей асимметричным током, содержащее две выходные клеммы, трансформатор, первичная обмотка которого подключена к входным клеммам устройства, аккумуляторную батарею, дроссель с отпайками, тиристор и четыре выпрямительных диода, причем первый и торой соединены анодами и подключены к положительной выходной клемме и к катоду первого тиристора, который анодом связан с первым концом дросселя с отпайками, причем дроссель вторым концом связан с катодом третьего диода, который анодом подсоединен к катоду первого диода и одному концу вторичной обмотки трансформатора, другой конец которой связан с катодом второго и анодом четвертого диода, отличающееся тем, что, с -целью расширения функциональных возможностей зарядного устройства и уменьшения установленной мощности дросселя и трансформатора, в устройство введены еще один дроссель с отпайками и пять тиристоров, причем отрицательная выходная клемма подключена к катодам второго и третьего тиристоров, которые анодами подключены к:отпайкам соответствующих дросселей и анодам четвертого и пятого тиристоров, которые катодами связаны соответственно со вторыми концами дросселей, первый i конец второго дросселя подключен к аноду шестого тиристора, который ка(Л тодом соединен с положительной выходной клеммой, 2, Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током, содержащее две выходные клеммы, трансформатор, первичная обмотка которого подключена к входным клем-: j мам устройства, дроссель с отпайка-00 ми и тиристор, причем положительел ная выходная клемма подключена к 4i катоду первого тиристора, который Од анодом связан с первым концом дросселя с отпайками, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей зарядного устройства и уменьшения установленной мощности дросселя и трансформатора, вторичная обмотка трансформатора выполнена с нулевой отпайкой, и в устройство введены еще один дроссель с отпайками, пять тиристоров и два выпрямительных диода, причем положительная выходная клем

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для ускоренного заряда аккумуляторных батарей в процессе эксплуатации

Известно устройство, осуществляющее заряд батарей асимметричным током, содержащее регулируемый зарядный выпрямитель, управляемые ключевые элементы, линейный дроссель, в котором энергия, отдаваемая аккумуляторами при протекании импульса разрядного тока,рассеивается на сопротивлении lj.

Недостатка/ли этого устройства являются сложность управления, низкие функциональные возможности и низкие энергетические показатели за счет того, что энергия, отдаваемая аккумуляторами при протекании импульсов разрядного тока,рассеивается на активных сопротивлениях.

Известно устройство, рсуществляющее заряд аккумуляторных батарей асимметричным током, содержащее зарядный выпрямитель, управляемые ключевые элементы, линейный дроссел с отпайкой, в котором запасается энергия разрядного импульса тока и в следующий период работы устройства поступает на заряд аккумуляторной батареи Щ .

Недостатком этого устройства является сложность регулирования параметров разрядного импульса и высокая установленная мощность трансформатора и дросселя за счет того, что разрядный импульс тока получают только за счет суммы противоЭДС сглаживающего дросселя и ЭДС аккумуляторной батареи.

Известно также устройство, представляющее собой устройство для заряда аккумуляторных батарей асимметричным током с индуктивно-емкост5 ным накопителем энергии разрядного . импульса. Устройство содержит регулируемый зарядный выпрямитель, управляемые и неуправляемые ключевые элементы, линейный и коммутирующий дросО сели, причем в линейном дросселе накапливается энергия из источника питания, которая в следующий полупериод работы отдается на заряд аккумуляторной батареи, а также разряд5 ный конденсатор, в котором происходит накопление энергии импульса разрядного тока, которая в следующий полупериод работы также отдается на заряд аккумуляторной батареи З ,

0 Недостатком данного устройства

являются низкие функциональные воз1 можности за счет малого диапазона регулирования параметров разрядного импульса тока, так как парамет5 ры разрядного импульса тока определяются в основном емкостью конденсатора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достига0 емому эффекту является устройство для заряда аккумуляторных батарей асимметричным током, содержащее двухполупериодный выпрямитель, дроссель с отпайками, выполняющий одновреJ менно функции сглаживающего и накопительного дросселя, батарею аккумуляторов, подключенную одним концом к двухполупериодному выпрямителю, а другим - к отпайке дросселя, и ключ,

одним концом подключенный к аккумуляторной батарее и двухполуперирд- , ному выпрямителю, а другой его конеС подключен к соответствующей отпайке дросселя W. Недостатками известного устройства являются низкие функциональные возможности за смет малого диапазона-регулирования параметров разрядного импульса тока, а также большая установленная мощность дросселя и трансформатора за счет того, что разрядный импульс тока формируется при отключенном заряд ном выпрямителе только за счет ЭДС аккумуляторной батареи и противоЭДС накопительного дросселя. Цель изобретения - расширение фун циональных возможностей устройства и уменьшение установленной мощности дросселя и трансформатора. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для заряда ак кумуляторных батарей асимметричным током, содержащее две выходные клеммы, трансформатор, первичная обмотка которого подключена к входным клеммам устройства, аккумуляторную батарею, дроссель с отпайками, тиристор и четыре выпрямительных диода, причем первый и второй соединены анодами и подключены к положительной выходной клемме и к катоду первого тиристора, который анодом связан с первым концом дросселя с отпайками, причем дроссель вторым концом связан с катодом третьего диода, который . анодом подсоединен к катоду первого диода и одному концу вторичной обмотки трансформатора, другой конец которой связан с катодом второго и анодом четвертого диода, введены еще один дроссель с отпайками и пять тиристоров, причем отрицательная выходная клемма подключена к катодам второго и третьего тиристоров, которые анодами подключены к отпайкам соответствующих дросселей и анодам четвертого и пятого тиристоров, которые катодами связаны соответственно со вторыми концами дросселей, первый конец второго дросселя подклю чен к аноду шестого тиристора, который катодом соединен с положительной выходной клеммой. Во втором варианте исполнения , устройства для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током, - содержащего две выходные клеммы. Трансформатор, первичная обмотка которого подключена к входным клеммам устройству, дроссель с отпайками и тиристор, причем положительная выходная клемма подключена к катоду первого тиристора, который анодом связан с первым концом дросселя с отпайками, вторичная обмотка трансформатора выполнена с нулевой отпайкой, и в устройство введены еще один дроссель с отпайками, пять тиристоров и два выпрямительных диода, причем положительная выходная клемма подключена к нулевой отпайке трансформатора питания и к катоду второго тиристора, который анодом подключен к первому концу второго дросселя с от.пайками, а oтpицateльнaя выходная клемма связана с катодами третьего и четвертого тиристоров, которые анодами подключены к отпайкам соответствующих дросселей, и с анодами пятого и шестого тиристоров, которые катодами подключены к вторым концам соответствующих дросселей, причем второй конец первого дросселя с отпай ками соединен с катодом первого выпрямительногр диода, который анодом подключен к одному концу вторичной обмотки трансформатора питания, а второй конец второго дросселя с отпайками подключен к кatoдy второго выпрямительного диода, который анодом связан с другим концом вторичной обмотки трансформатора. На фиг. 1 представлена принципиальная схема силовой части устройства, первый вариант; на фиг. 2 то же, второй вариант; на фиг.З один из вариантов функциональной схемы системы управления тиристорами.. Устройство по первому варианту содержит аккумуляторную батарею 1 (фиг. 1), соединенную положительной обкладкой с катодами тиристоров 2 и 3, а другой обкладкой - с катодами тиристоров А и 5 и анодами тиристоров 6 и 7, которые катодами подключаются ко вторых концам соответствующих дросселей с отпайками 8 и 9 и катодами соответствующих диодов 10 и 11 зарядного выт1рямителя. Диод 10 зарядного выпрямителя соединен анодом с одним концом вторичной обмотки трансформатора 12 и с катодом диода 13 зарядного выпрямителя, другим концом вторичная обмотка трансформатора , 12

подключена к аноду диода 1 и к катоду диода I зарядного выпрямителя который своим анодом связан с анодом диода 12 и положительной обкладкой аккумуляторной батареи 1. Первые концы дросселей с отпайками 8 и 9 соединены cooTsetcTeeHHo с анодами тиристоров 2 и 3t а аноды тиристоров 4 и 5 связаны с соответствующими отпайками дросселей Вид

Во втором варианте устройства аккумуляторная батарея 15 (фиг. 2) соединена положительной обкладкой с катодами тиристоров 16 и 17 а другой { кладкой - с катодами тиристоров 18 и 19 и анодами тиристоров 20 и 21, которые катодами подключены ко вторым концам соответствующих дросселей с отпайками 22 и 23 и катодам соответствующих диодов 2 и 25 зарядного выпрямителя, которые анодами подключены к крайним выводам вторичной обмотки трансформатора 26, а средняя точка трансформатора соединена с положительной обкладкой аккумуляторной батареи 15. Аноды тиристоров 16 и 17 соединены, соответственно с первыми концами дросселей 22 vi 23, а аноды тиристоров 18 и 19 подключены соответственно к отпайкам дросселей 22 и 23. Импульсы управления тиристорами поступают из системы управления.

Один из вариантов системы управления ее функциональной схемы представлен на фиг. 3.

Система упр ааления состоит из фомирователя 27 прямоугольных импульсов и формирователя 28 прямоугольны импульсов с регулируемой длительностью, входы которых соединены и на этот общий вуод поступает импульное выпрямленное напряжение сети. Выход формирователя 27 прямоугольных импульсов соединен со входом счетчика 29 коэффициент которого равен двум. Выход формирователя 28 прямоугольных импульсов с регулируемой длительностью соединен со вторым входом схемы 30 совпадения, на первый вход которой подается напряжение, равное логической единице. Первый выход счетчика 29 соединен со входом усилителя-формирователя

31,второй выход счетчика 29 связан со входом усилителя-формирователя

Диод 10 зарядного выпрямителя отпирается при поступлении на его анод 5 положительной полуволны переменного напряжения. Одновременно с ним отпирается управляющим импульсом с выхода усилителя-формирователя 33 гиристор 2, и в дросселе В происходит накопление энергии непосредственно от источника питания, ток протекает по цепи: диод 10 зарядного выпрямителя, накопительный дроссель 8, тиристор 2, диод 14. Одновременно с диодом 10 и тиристором 2 отпираются тиристоры 3 и 7 управляющими импульсами соответственно с выходов усилителей-формирователей 33 и 31 системы управления, и энергия, запасенная в дросселе 9 за предыдущий период работы, отдается на заряд аккумуляторной батареи 1, причем зарядный ток протекает по цепи: дроссель 9, тиристор 3, аккумуляторная батарея 1, тиристор 7.

В конце полупериода работы устройства управляющим импульсом с выхода усилителя-формирователя З системы управления отпирается тиристор , и за счет суммы напряжения источника питания, ЭДС аккумуляторной батареи 1 и ЭДС самоиндукции дросселя 8 формиру(ется импульс разрядного тока, протекающего по цепи: диод 10 зарядного выпрямителя, часть 5 дросселя 8, тиристор k, аккумуляторная батарея 1, диод 14. При этом тиристор 2 запирается, а энергия зарядного импульса запасается в дросселе 8. В следующий полупериод работы Отпирается диод 1.1 и тиристор 3 управляющим импульсом с выхода усилителя-формирователя 33 сиетемы управления, и в дросселе 9 происходит накопление энергии непосредственно от источника питания, при этом диод 10 и тиристор k запи раются, и ток протекает по цепи: диод 11 зарядного выпрямителя, дрос сель 9, тиристор 3, диодЛЗ. Одновременно с диодом 11 и тиристором 3 отпираются тиристоры 2 и 6 управляющими импульсами соответственно с выходов усилителей-формирователей 33 и 32 системы управления, и энергия, запасенная в дросселе 8 за про лый полупериод работы устройства, отдается на заряд аккумуляторной батареи 1, сглаженный зарядный ток протекает по цепи: дроссель 8, тирИстор 2, аккумуляторная батарея 1, тиристор 6. В конце этого полупериода работы устройства управляющим импульсом с выхода усилителя-формирователя 3 системы управления отпирается тирис тор 5, при этом за счет суммы напряжения источника питания, ЭДС самоиндукции дросселя 9 и ЭДС аккумуляторной батареи 1 формируется импульс зарядного тока, протека- ющего по цепи: диод 11 зарядного выпрямителя, часть дросселя 9, тиристор 5 аккумуляторная батарея Г, диод 13. При этом тиристор 3 запиНрается, а энергия разрядного импульса запасается в дросселе 9. Длительность разрядного импульса зависит от момента включения тиристоров k S относительно конца полупериода работы устройства, а амплитуда разрядного импульса зависит от того, к какой отпайке дросселя 8 или Э подключается соответственно тиристор t или 5. Таким образом, изменяя импульсами управления длительность открытого состояния тиристоров и 5, а также подсоединяя их к соответствующей отпайке дросселей 8 и 9 можно регулировать амплитуду и длительность разрядного импульса в широких пределах, т.е. повысить функциональную возможность зарядного устройства при высоком КПД. А за счет того, что в накопительных дросселях происходит накопление энергии непосредственно от источника питания, минуя заряженную аккумуляторную батарею, существенно уменьшается установленная мощность дросселя и трансформатора. Повышение функциональной возможности зарядного устройства позволяет подобрать параметры разрядного и зарядного импульса-вполне определенными для каждого вида аккумуляторных батарей, что приводит к существенному улучшению быстроты и качества зарядки батареи и повышает срок ее службы.

12

rv

Фи1.1

2S

25

.З