Устройство для имитации аккумуляторной батареи Советский патент 1984 года по МПК H01M10/42 

2. Устройство по п. 1, отлича.ю щ е е с я тем, что функциональный преобразователь выполнен в виде уравновешенного моста, три плеча которого образованы резисторами, а в четвертое плечо включен транзистор, причем входная диагональ моста связана с блоком моделирования разрядного напряжения по току, выходная диагональ соединена с одним из входов дифференциального усилителя, а управляющий вход транзистора подключен к выходу интегратора количества электричества.

3. Устройство по п. 1,отличаю щ е е с я тем, что интегра тор количества электричества выполнен в виде последовательного соединения преобразователя тока в частоту, цифрового счетчика и преобразователя код - напряжение.

4 Устройство по п. 3, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени испытаний, цифровой счетчик снабжен дополнительным установочным входом, подключенным к . вновь введенному программному распределителю.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМИТАЦИИ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ, содержащее выходные кленфлы, источник постоянного тока, ключевой регулятор, управляемый блоком управления, например широтно-импульсным модулятором, и блок моделирования разрядного напряжения батареи по току, входом связанный с датчиком тока, включенным в цепь ключевого регулятора, о т л. ичающееся тем, что, с целью повшиения точности воспроизведения эксплуатационных параметров аккумуляторной батарей, оно снабжено интегратором количества электричества, функциональным преобразователем, дифференциальным усилителем и. датчиком напряжения, подсоединенным к выходным клеммам, причем интегратор количества электричества входом соединен с датчиком тока, а выходом связан с первым входом функционального преобразователя , второй вход которого подключен к выходу блока моделирования разрядного напряжения, дифференциальный усилитель, входами соединенный с блоком моделирования разрядного g напряжения и функциональным преобра(Л зователем, выходом связан с первым входом блока,управления, второй вход которого подключен к датчику напряжения. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в контрольно-испытательной аппаратуре систем электропитания автономных объ ектов . Известен стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий источник постоянного тока, ключевой регулятор, СД-фильтр и блок контроля и управления. Данное устройство может быть использовано в качестве имитатора аккумуляторной батареи (АБ). При этом в блок контроля и управления вводится фиксированное значение требуемого выходного напряжения, соответствующее разрядно му напряжению имитируемой АБ ClJ. Недостатком известного устройства является низкая точность воспроизве.дения протекающих в АБ переходных процессов при.изменении тока нагрузки. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ;, устройство для испытания систем, питающихся от АБ, со цержащее источник постоянного тока, ключевой регулятор управляемый блоком управления, фильт и -блок моделирования разрядного напряжения по току, входом связанный с датчиком тока, включенным в цепь ключевого регулятора. Данное устройство с достаточной точностью воспроизводит разрядное напряжение АБ в за висимости от тока .-потребителей путем выработки опорного напряжения блока управления/ соответствующего вольт-амперной характеристике ВАХ АБ 2. Однако при.использовании известного устройства в качестве имитатора АБ, обеспе 1ивающей работу потребителей в течение продолжительного времени, имеет место неточность воспроизведения разрядного напряжения АБ вследствие неучета изменения наПряжения по мере расхода электрохимичес ой емкости. Например, при постоянной величине тока потребителей значение выходного напряжения устройства в течение времени испытаний остается неизменным, в то время как разрядное напряжение АБ по мере расхода емкости уменьшается. Таким образом, недостатком известного устройства является низкая точность воспроизведения эксплуатационных параметров АБ.- / Цель изобретения - повышение точновсти воспроизведения эксплуатационных параметров АБ путем учета их за висимости от расхода электрохимической емкости. Поставленная це11ь достигается тем, что устройство для имитации АБ, содержащее выходные клеммы,, источник постоянного тока, ключевой регулятор, управляемый блоком управления, и блок моделирования разрядного напряжения.батареи по току, входом связанный с датчиком тока, включенным в цепь ключевого регулятора, снабжено интегратором коли- чества электричества, функциональным преобразователем (ФН), дифференциальным усилителем (ДУ) и датчиком напряжения, подключенным к выходным клеммам, причем интегратор количества электричества входом соединен с датчиком тока, а выходом связан с первым входом функционального преобразователя, второй вход которого подключен к выходу блока моделирования разрядного напряжения, дифференциальный усилитель, входами соединенный с блоком моделирования разрядного напряжения и функциональным преобразователем, выходом связан с первым входом блока управления, второй вход которого подключен к датчику напряжения.

При этом функциональный преобразователь выполнен в уравновешенного моста, три плеча которого образованы резисторами, а в четвертое плечо включен транзистор, причем входная диагональ моста связана с 5 блоком 1х1рделирования разрядного напряжения по току, выходная диагональ соединена с одним из входов дифференциального усилителя, а управляющий вход транзистора подключен к выходу . Q интегратора количества электричества. . .

Кроме того, интегратор количества электричества выполнен в виде последовательного соединения преобра-.. АС зователя тока в частоту, цифрового счетчикс1 и преобразователя код - напряжение. .

Цифровой счетчик устройства может быть снабжен дополнительным установочным входом, подключённым к вновь вве-2 денному программному распределителю.

На чертеже изображена функциональная электрическая схема предлагаемого изобретения.

Устройство для имитации АБ содержит источник 1 постоянного Лгока, ключевой регулятор 2, блок управления, например, ШИМ 3, фильтр 4, датчик 5 напряжения,датчик 6 тока, блок 7 моделирования разрядного напряже- 30 ния по току, интегратор 8 количества электричества, функциональный преобразователь 9, дифференциальный усилитель 10, Интегратор 8 выполнен в виде последовательного соединения 35 преобразователя 11 тока в частоту, цифрового счетчика 12, преобразователя 13 код - напряжение. Функцио- , нальный преобразователь 9 выполнен в виде уравновешенного моста 14, об- 40 разованного резисторами 15-17 и транзистором 18. Резисторы 19 и 20 служат для выбора рабочей точки транзистора 18 при балансировке моста. Блок 7 и преобразователь 11 входами связа- д Ны с датчиком 6 тока, включенным в цепь ключевого регулятора 2.

Выход преобразователя 13 код - напряжение соединен с эмиттер-базовым переходом транзистора 18 моста 14, . входная диагональ которого подключена к вьлходу блока 7. Дифференциальный усилитель 10 входами связан с выходной диагональю моста 14 и блока б, а выходом соединен с одним из входом ШИМ 3, второй вхрд которого , подключен к датчику напряжения 5, связанному с выходными зажимами 21. С зажимами 21 соединена нагрузка 22. Цифровой счетчик 12 снабжен дополнительным установочным входом, подклю- 60 ченным к программному распределителю 23. Блок 7 может быть выполнен в виде соединенных между собой усилителей постоянного тока, схема соединения которых обеспечивает реше- 65

ние дифференциальных уравнений, описывающих временные характеристики имитируемой аккумуляторной батареи.

Устройство работает следующим образом.

Ток нагрузки 22 D( фиксируется датчиком тока б, который вырабатывает сигнал, поступающий на входы блока 7 и преобразователя 11. По величине входного сигнала блок 7 моделрует напряжение (5(/(рц соответствующее напряжению имитируемой АБ. Преобразователь 11 вырабатывает импульсы, частота следования которых прямо пропорЬиональна величине сигнала датчика б тока, поступающие на счетный вход цифрового счетчика 12. По истечении нe foтopoгo времени в счетчике 12 будет зарегистрировано некоторое число N импульсов, пропорциональное количеству электричества Q , переданного в нагрузку 22. Преобразователь 13 преобразует числовой код счетчика 12 в аналоговый сигнал напряжение U , которое так хсе, как напряжение -рд рц блока 7 поступает на вход функционального преобразователь 9. Напряжение воздействует на управляющий вход транзистора 18, изменяя его эмиттер-коллекторное сопротивление. Изменение сопротивления в одном из плеч уравновешенного моста 14 приводит к его разбалансу, вследствие чего на зажимах выходной диагонали моста 14 появляется напряжение () которое зависит от количества электричества С, зарегистрированного интегратором 8, и значения напряжения

Таким образОм функциональный преобразователь 9 реализует зависимость величины поправки к напряжению по ВАК имитируемой АБ от расхода электрохимической емкости. Сигналы мрн с блока 7 и &UQ с преобразователя .9 поступают на входы дифференциального усилителяЮ , который вырабатывает, напряжение , подаваемое на один из входов ШШ1 3. ШИМ 3 вырабатывает сигналы управления ключевым регулятором 2, скважность которых пропорциональна разности выходного напряжения устройства Ugb,x, поступающего с датчика 5 напряжения, и опорного напряжения Удц . Под действием сигналов управления ключевой регулятор 2 изменяет .выходное напряжение устройства в соответствии с величиной тока нагрузки 22 и количеством электричества, зафиксированным интегратором 8. Фильтр 4 служит для сглаживания пу тьсаций выходного напряжения, приближения ег к реальному разрядному напряжению АБ.

При необходимости сокращения вувмени испытаний аппаратуры, длител -но питающейся от АВ, программный распределитель 23 вырабатывает заданные значения расхода Ълектрохимической емкости имитируемой.АБ, которые вводятся через дополнительный установочный вход в/ счетчик 12 в заданные моменты времени. При этом функциональный преобразователь 9 вырабатывает поправку , соответствующую в.новь введенному значению в в счетчик 12, таким образом осуществляется коррекция выходного напряжения по . расходу электрохимической емкости. Источник 1 постоянного тока.может быть выполнен в -виде вторичного источника электропитания, включающего выпрямитель сети напряжения переменного тока и выходной фильтр.

. В предлагаемом устройстве благодаря учету количества электричества, переданного в нагрузку, и введению на этой основе поправки к выходному напряжению достигается более точное воспроизведение эксплуатационных параметров АБ, что повышает качество испытаний аппаратуры, длительно питающейся от АБ. Кроме того, выполнение входящего в состав интегратора счетчика 12 с дополнительным установочньви входом, подключенным к программному распределителю, сокращает время испытаний и повышает производительность контроля аппаратуры.

Положительный эффект от использования предлагаемого устройства заключаете в повышении точности воспроизведения эксплуатационных параметров АБ путем учета их зависимости от расхода электрохимической емкости.