Устройство для зарядки аккумулятора асимметричным током Советский патент 1984 года по МПК H02J7/10 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и предназначено для заряда аккумуляторов и гальванических источников тока.

Известно устройство Для заряда аккумуляторной батареи пульсирующим током, содержащее ключевой элемент, ограничивающий дроссель в цепи заряда, шунтированный совместно с батареей диодом, и систему управления зарядЬм ij .

Известно также устройство для заряда аккумулятора, содержащее транзисторный ключевой элемент в цепи заряда 2 .

Однако указанные устройства обеспечивают только заряд аккумулятора и не обеспечивают его тренировку в процессе заряда.

Известно также устройство для заряда химического источника тока асимметричным током, содержащее ис, точник переменного тока, включенный в цепь заряда вентиль и транзисторную ячейку с баластным резистором в коллекторной и ограничительным резистором в базовой цепях, при котором эмиттер-базовый переход транзистора разрядной ячейки подключен параллельно вентилю, и клеммы для под- ключения заряжаемого аккумулятора. Устройство осуществляет тренировку аккумулятора в процессе его заряда путем разряда в паузах между импульсами заряда, что увеличивает срок службы аккумулятора sj .

Недостатком иззвестного устройства является невозможность регулирования тока заряда аккумулятора, что не позволяет заряжать различные его типы, т.е. снижает универсальность применения устройства. Кроме того, при отключении питающей сети происходит разряд аккумулятора, что приводит к дополнительным затратам электроэнергии и требует дополнительное время на его повторный заряд. Это объясняется следующим образом. При отключении питания сети минус аккумуляторной батареи через внутреннее сопротивление источника тока и ограничительный резистор базовой цепи поступает на базу разряд ного транзистора и открывает его, при этом аккумуляторная батарея непрерывно разряжается через переход эмиттер-коллектор транзистора и резистор коллекторной цепи, причем при длительном отключении происходит полная разрядка. Насыщение трансформатора при зарядке одной аккумуляторной батареи либо их нечетного количества требует резкого увеличения габаритов трансформатора. Цель изобретения -,возможность регулирования зарядного тока, исключение разряда аккумулятора при отклю-б5

чении питающей сети и постоянной со ставляющей в токе источника.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для заряда аккумулятора ассимметричным током, содержащее источник переменного тока, включенный в одну из цепей заряда вентиль и транзисторную разрядную ячейку с балластным резистором в коллекторной и ограничительным резистором в базовой цепях, причем эмиттер-базовый .переход транзистора разрядной ячейки подключен параллельно вентилю, и клеммы для подключения аккумулятора, введены выпрямитель, транзистор, стабилитрон, три резистора и конденсатор, при этом вентиль выполнен управляемым (тиристор), параллельно ему включен конденсатор и первый резистор, соединенные последовательно, причем точка их соединения подключена к управляющему входу вентиля, а стабилитрон и второй резистор включены последовательно между выходами выпрямителя, включенного между источником переменного тока и входом зарядной цепи, причем точка соединения стабилитрона и второго резистора подключена к базе другого тразистора эмиттер которого подключен к выходу.выпрямителя, а коллектор через третий резистор соединен с базой первого транзистора.

На фиг. 1 представлена схема гфедлагаемого устройства;.на фиг. 2 временные диаграммы его работы.

Устройство содержит источник 1 переменного тока, представляющий собой, например, понижающий трансФорматор, выпрямитель 2, выполненный по известным схемам, например в случае однофазного питания по мостовой схеме из четырех дисщов, управляемый вентиль в виде тиристора 3, параллельно которому подключен переменный резистор 4,и конденсатор -5, включенные последовательно, причем точка их соединения между собой соединена с управляющим входом тиристора 3, включенного в цепь заряда аккумулятора 6, и разрядную транзисторную ячейку, состоящую из транзистора 7р балластного резистора 8 и токоограничительного резистора 9.

Параллельно выходу выпрямителя 2 подключен резистор 10 и стабилитрон 11, точка соединения их между собой соединена с базой транзистора 12, эмиттер которого подключен к выходу выпрямителя, а коллектор через сопротивление 13 соединен с базой транзистора 7, Постоянная времени RC -цепи 4,5 (фиг. 1) выбирается несколько больше длительности периода входного переменного сигнала сети для обеспечения возможности регулирования тока заряда различных тиПбв аккумуляторо Величина резисторов 10 определяется по известным расчетам параметрического стабилизатора. Величины резисторов 9 и 13 выбираются такими, чтобы при заряде аккумулятора 6 падение напряжения на переходе открытого тиристора 3 надежно запирало транзистор 7, а при разряде обеспеч вало достаточный базовый ток для его открытия. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Выходное напряжение (фиг. 2л) с источника 1 переменного тока выпрям ляется выпрямителем 2 (фиг. 1) и подается на управляелшй вентиль 3, резистор 4, конденсатор 5, резистор 10 и стабилитрон 11. Напряжение на левой обкладке конденсатора начинает повышаться с постоянной времени о - 4С5 и при достижении времени t (фиг. 2 о и Si ) , когда потенциал конденсатора 5 достигает значения открывания тиристора 3, аккумулятор: б начинает заряжаться через открытый тиристор 3. Изменяя постоянную времени цепи 5 с помощью переменного резистора 4 можно изменить угол открытия тири- стора 3 в интервале времени t - 1з (фиг. 2 а и Ь), т.е. в конечном йто ге устанавливать необходимый ток заряда для различных типов аккумуля торов. В интервале времени i - tg (фиг. 2), когда выходное напряжение выпрямителя 2 превышает напряжение, стабилизацииf стабилитрона 11, последний пробивается и выпрямитель 2 работает также на нагрузку, представляющую собой резистор 10 и стаб литрон 11,при этом транзистор 12 открывается и подключает отрицатель ный потенциал аккумулятора 6 через переход эмиттер-коллектор транзисто ра 12 и резистор 13 к базе транзистора 7, но последний остается закрытым, так как падение напряжения на открытом тиристоре 3 приложено К эмиттер-базовому переходу транзисто- ра 7 в запирающем направлении, в результате чего разрядный резистор 8 находится в отключенном состоянии, В момент времени t- (фнг. 2 а иё) t когда.выходное напряжение выпрямителя 2 сравнивается с напряжением аккумулятора 6, тиристор 3 закрывается и отключает цепь заряда аккумулятора 6 от источника 1. Отключение тиристора 3 приводит к снятию запирающего напряжения, в результате чего транзистор 7 открывается и аккумулятор б разряжается. через балластный резистор 8, В последующие периоды входных сигналов процессы пбрторяются. i При аварийном отключении питающей сети в интервале времени tj - t (фиг. 2 а и Ь) исчезает выходное напряжение выпрямителя 2 и сопротивле-. ние диодов выпрямителя и стабилитрона 11 становится бесконечно большим. Отсутствие напряжения на выходе выпрямителя 2 приводит к 3 1крытию транзистора 12. Кроме этого, выпрямитель 2 обеспечивает симметричный режим работы источника 1 для отрицательных и положительных полуволн, в результате чего исключается, насыщение постоянной составляющей трансформатора ис-г точника 1 переменного тока. Большое сопротивление перехода коллектор-эмиттер запертого транзистора 12 и стабилитрона 11 вызывает закрывание транзистора 7, который отключает резистор 8 от цепи разряда аккумулятора б, что предотвращает его разряд (фиг, 26). При появлении питающей сети весь процесс заряда и разряда аккумулятора повторяется. Наличие регулировки тока заряда в широких пределах .позволяет применять предлагаемое устройство для заряда различных типов аккумуляторов, а также проводить автоматическую, тренировку аккумулятора путем разряда его в процессе заряда, что позволяет увеличить срок службы аккумуля.торов на 20-30%.

О-if it «fj

ff

if

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРА АСИММЕТРИЧНЫМ ТОКОМ, содержащее источник переменного тока, включенный в цепь зар51да вентиль и транзисторную разрядную ячейку с байластным резистором в коллекторной и ограничительным резистором в базовой цепях, причем эмиттер-базовый переход транзистора разрядной ячейки подключен параллельно вентилю. и клеммы для подключения аккумулятора, о т л и ч.ающе е с я тем, что, с целью регулирования зарядного тока и исключения разряда аккумулятора при отключении питающей сети, в него введены выпрямитель, другой транзистор, стабилитрон, три резистора и конденсатор, при этом вентиль выполнен управляемым (тиристор) , па-: раллельно ему включены -последовательно соединенные между собой конденсатор и первый резистор, точка их соединения подключена к управляющему входу вентиля, стабилитрон и второй резистор включены последовательно между выходами выпрямителя, включенного между источником пере менного тока и входом зарядной цепи, СО причем точка соединения стабилитрона и второго резистора подключена к базе другого транзистора, эмиттер которого подключен к выходу выпрямителя у общему с одной из клемм для подключения аккумулятора, а коллектор через третий резистор соединен с базой первого транзистора. ю

tpt/f-e