Устройство для разряда аккумуляторных батарей Советский патент 1983 года по МПК H01M10/42 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам ;заряда и разряда аккумуляторных батарей. Известны устройства для разряда аккумуляторных батарей, состоящие и силового трансформатора, тиристорно го инвертора и схемы управления l Недостатком таких схем является необходимость приложения громоздких трансформаторов, коммутирующих емкостей и дросселей. Разряд аккумуля торов происходит в них импульсным то ком, что не всегда допустимо, кроме того, разряд возможен только при на личии сети, допускающей передачу в нее энергии (такой сети нет в систе мах электропитания .многих автономны объектов) . Известны также устройства для разряда аккумуляторных батарей, выдолненные на базе балластного резис тора 2 . Недостатком этих устройств является невозможность поддержания тока разряда на постоянном уровне. Наиболее близким к изобретению ,по технической сущности является устройство, состоящее из регулирующего органа, датчика тока и усилите рассогласования, которые могут быть использованы для разряда аккумуляторных батарей постоянным током з} Недостатком известных устройств при использовании их для разряда батарей постоянным током является боль шая мощность рассеивания на регулирующих транзисторах, особенно в начале разряда, что приводит к росту массогабаритных показателей элементо теплоохлаждения. При этом такие схемы обладают недостаточной надежность из-за отсутствия резерва. Целью изобретения является повышение надежности и снижение массогабаритов устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для разряда аккумуляторных батарей, состоящем из транзисторного регулирующего органа датчика разрядного тока и усилителя сигнала рассогласования, регулирующий орган выполнен из ряда одинаковых параллельно включенных цепочек, каждая из которых состоит из силового транзистора и включенного в его коллекторную цепь гасящего резистора, причем выход усилителя сигнала рассогласования соединен с базой Кс1ждого транзистора через отдельный операционный усилитель, который по входу связан также с соответствующим источником опорного напряжения. На чертеже показана принципиальная схема устройства для разряда аккумуляторных батарей. Устройство состоит из регулируюDtero органа 1, включающего в себя силовые транзисторы 2 - 2fj и гасящие резисторы 3 - 3,, датчика 4 разрядного тока, усилителя 5 сигнала рассогласования и операционньох усилителей . Регулирующий орган 1 подключен силовыми выводами через датчик 4 тока к зажимам аккумуляторной батареи (Од). Эмиттеры всех силовых транзисторов подключены к одному выводу регулирующего органа, а коллекторы - через соответствующие гасящие резисторы (( к другому выводу. Базы указанных транзисторов соединены с выходами соответствующих оп.ерационных усилителей 6 -6. Выход датчика 4 разрядного тока связан с одним из входов усилителя 5 рассогласования, на второй вход которого подается опорное напряжение Uofj . Выход усилителя 5 соединен с одноименными входами всех операционных усилителей б, вторые входы которых подключены к соответствующим источникам II -t/M напряжения у ставки. Устройство работает следующим образом. S зависимости от выходного напряжения -операционного усилителя 6;,силовой транзистор 2, может быть либо полностью открыт, либо полностью закрыт, либо находиться в активной области работы. При этом по транзистору 2 может протекать ча:сть разрядного тока аккумуляторной батареи, определяемая величинами О --р- где активное сопротивление гасящего резистсра. . Максимальная величина общего разрядного тока Определяется суммой токов, протекающих по транзисторамраэ.ма.с-Лб.,-. При одинаковых резисторах 3 имеем ра.млкс При отключенной аккумуляторной ба-. арее ток разряда отсутствует, поэтому напряжение с датчика тока авно ну.гао, а напряжение с усилитея 5 рассогласования Uj максимально. Напряжения источников U - U разнесеы между собой таким образом, что {i.., tnpH этом и, и дИ . ри (J J UH выходные напряжения сех усилителей б положительны, а ранзисторы открыты. Подк.лючение глкумуляторной батареи ызывает протекание разрядного тока по датчику 4 и увеличение его выход ого напряжения Uj По мере увеичения уменьшается выходное напряжение усилителя 5 Wj . Уменьшеие Uj до величины ON сопровождается снижением выходного напряжения усилителя 6|g и плавным переходом транзистора 2 из полностью открытого состояния в полностью закрытое, что вызывает ..уменьшение разрядного тока на величину . Дальнейшее снижени выходного напряжения усилителя 5 приводит к поочередному плавному переходу из о.ткрытого в закрытое состояние транзисторов 2}., 2 ц.2 и т.д. В установившемся режиме напряжение на выходе датчика тока отличается от опорного значения lion только на величину ошибки регулирования , при этом первая часть транзисторов 2,2,..., находит ся в полностью открытом состоянии, вторая часть 2 /Zj+j ,..., - в полностью закрытом состоянии, а транзистор 2j работает в активной области. Всякое изменение разрядног 1тока (например, из-за изменения напряжения аккумуляторной батареи Приводит к изменению выходного напряжения усилителя 5, при этом изме няется состояние одного или несколь них транзисторов вплоть до того, по ,ка ТОК разряда не установится на за данном уровне, определяемом величиной Ujon . Преимущества предложенного устрой ства перед известным состоят в еледующем. В известном устройстве регулирующий орган выполнен на основе одного или нескольких параллельно соединенных транзисторов и одного гасящего резистора, при этом на тра зисториой части рассеивается мощность, равная 1 раз ) Utl - напряжение на гасящем резисторе Так как напряжение и R принципиально не может быть выше, чем величина ( - минимально необходимое напряжение на транзисторе, то мощность, рассеиваемая на транзисторах, получается значительной, что требует введения громоздких теплоотводящих радиаторов. Это приводит к увеличению массогаба ритов всего устройства. В.предложенном устройстве все,кро ме одного, транзисторы находятся ТПГбо в открытом, либо закрыв-;;. состояниях, поэтому на них практически не выделяется никакой мощности. В активной области работает только один транзистор, но так как протекающий по нему ток составляет - часть общего разрядного тока, то и мощность потерь на кем в N раз меньше,, Мощности, рассеиваемые на силовых элементах известного и предложенного устройства, одинаковы и равны величиHellAb «ре Однако гасящие резисторы допускают больший емпературный , перегрев по сравнению с транзисторами, поэтому увеличение доли потерь на резисторах за счет разгрузки силовых транзисторов приводит к снижению массогабаритных показателей предложенного устройства. Предложенное устройство более надежно. Отказ одного и даже нескольких транзисторов не .приводит к отказу всей схемы или к изменению уровня разрядного тока. Так, пробой одного транзистора, закрытого для данного рюжима работы, приводит к увеличению разрядного тока на-jj- часть. При этом снижается напряжение на выходе усилителя 5, что приводит к призакрыванию или полному .закрыванию другого транзистора из числа ранее включенных. Таким образом ток разряда поддерживается на постоянном уровне при пробое одного или нескольких транзисторов. При обрыве одного или нескольких транзисторов или резисторов ток . разряда уменьшается, а сигнал рассогласования U5 увеличивается. Это приводит к дополнительному открыванию одного или нескольких транзисторов иэ числа ранее закрытых, что обеспечивает увеличение тока до заданного уровня. Поэтому в целом надежность предложенного устройства выше, чем известного,в котором отказ одного элемента (например, пробой транзистора) приводит к выходу из строя всего устройства. Таким образом, предложенная схема позволяет улучшить массогабаритные и Нсодежностные -показатели устройства разряда аккумуляторных батарей.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ, состоящее из транзисторного регулирующего органа, датчика разрядного тока, подключенного к усилителю сигнала рассогласования, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и снижения массогабаритов, peJyлиpyюu ий орган выполнен из ряда одинаковых параллельно включенных цепочек, каждая из которых состоит из силового транзистора и включенного в его коллекторную цепь гасящего резистора,, причем выход усилителя сигнала рассогласования соединен с базой каждого транзистора через отдельный операционный усилитель, который по входу , связан также с соответствующим источником опорного напряжения.