Устройство для контроля напряжения разряда аккумуляторной батареи Советский патент 1984 года по МПК H01M10/48 

СО

о

00

Изобретение относится к электротехнике и касается контроля параметров электрохимических источников тока - аккумуляторных батарей (АБ).

Известно устройство для контроля m гальванически связанных элементов, содержащее источник питания, m источников эталонного напряжения, m схем сравнения, выполненных на транзисторе, и исполнительный орган. Источники эталонного напряжения выполнены в виде делителя напряжения. Один из выводов делителя подключен к выходному зажиму, связанному с отрицательным полюсом контролируемого элемента, положительным полюсом соединенного с эмиттером транзистора. Второй вывод делителя подключен к источнику питания, связанному с выходной клеммой АБ. База транзистора20 подключена к среднему выводу делите ля, а коллектор через диод соединен с исполнительным органом, связанным с источником питания Л . Недостатком данного устройства является низкий КПЛ, обусловленньй избыточными затратами энергии при формировании эталонного напряжения, а также протеканием части разрядног тока контролируемых элементов через резисторы делителя напряжения. Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности является устройство для автоматичес кого контроля разряда многоэлементной АБ, содержащее генератор калиброванных по амплитуде импульсов и ряд измерительных каналов по числу элементов в батарее, каждый из кото рых состоит из схемы сравнения, выполненной на основе транзистора, ус лителя-формирователя и исполнительного органа. Эмиттер и коллектор транзистора каждой схемы сравнения .через резисторы соединены с одним из входных контактов устройства, а ч рез конденсаторы соответственно с г нератором калиброванных импульсов и усилителем-формирователем. База транзистора подключена к второму входному контакту. Подключение к входным контактам элементов АБ производится таким образом,чтобы на правление действия их ЭДС являлось бы запирающим для эмиттер-базового перехода транзистора 2j . В известном устройстве эталонное напряжение, по которому производится

контроль разряда элементов АБ формируется под действием калиброванных по амплитуде импульсов тока, протекающих через резистор, включенный

в эмиттерную цепь транзистора. При этом заданная точность контроля разряда элементов определяется формой и стабильностью параметров импульсов генератора импульсов, что усложняет

его схему и изготовление (настройку). Кроме того, формирование эталонного напряжения сопровождается рассеиванием энергии на эмиттерном резисторе, что снижает КПД устройства. При пода-,

че разнополярных импульсов тока на эмиттерньй резистор в один из полупериодов, к эмиттерной цепи транзистора прикладывается запирающее напряжение, складывающееся из напряжения контролируемого элемента АБ и падения напряжения на эмиттерном резисторе, которое по величине может быть близким к предельно допустимому уровню, что обусловливает низкую надежность устройства. Целью изобретения является упро-. щение, повьшение КПД и надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля напряжения разряда АБ, содержащее генератор импульсов и ряд измерительных каналов с входными контактами по числу элементов в батареее, каждый из которых состоит из схемы сравнения, выполненной на транзисторе, база которого подключена к одному из входных контактов, а коллектор, .связанный через усилитель-формирователь с исполнительным органом, соединен через первый резистор с одной из клемм генератора импульсов, конденсатора и второго резистора, в каждый измерительный канал введено по диоду, анод которого соединен с упомянутой клеммой генератора импульсов, а катод связан с вторым входным контактом и одной из обкладок конденсатора, вторая обкладка которого подключена к эмиттеру транзистора и через второй резистор к второй клемме генератора импульсов. Генератор импульсов может быть выполнен в виде симметричного мультивибратора . На чертеже изображена функциональная электрическая схема предлагаемого устройства. 311 Устройство для контроля разряда А ..содержит генератор импульсов 1 и измерительные ка1{алы по числу элементов в АБ, каждый из которых включает схему сравнения 2, ycилитeль- opмиpo ватель 3 и исполнительный орган 4. Схема сравнения 2 состоит из транзистора 5, конденсатора 6 резисторов 7 и 8 и диода 9. Выводы от элементов 10 соединены с входными контактами 11 и 12 схем)1 сравнения. База транзистора 5 связана с входным контактом 11, а коллектор подкючен через усилитель-формирователь 3 к ис полнительному органу 4, а также соединен через резистор 8 с анодом диода 9 и одной из клемм генератора импульсов 1. Эмиттер транзистора 5 свя зан через резистор 7 с второй клеммой генератора 1, а также через конденсатор 6 с катодом диода 9 и вход. ным контактом 12. Подключение выводов элементов 1.0 к контактам 11 и 12 осуществляется таким образом, чтобы направление действия ЭДС элементов 1 было запираюш1им для эмиттер-базового перехода транзистора 5. Генератор им пульсов 1 при этом может быть выполнен по схеме симметричного мультивиб ратора .. Принцип действия предлагаемого Устройства рассмотрим на примере работы одного из измерительных каналов. Под действием импульсного напряже ния, вырабатываемого генератором 1, в течение первого и нескольких после дующих периодов осуществляется заряд конденсатора 6 по цепи: генератор 1, диоД 9, конденсатор 6, .резистор 7 (полярность напряжения конденсатора показана на чертеже). Функцию сравни вающего элемента вьтолняет транзистор 5. Периодически с частотой следования импульсов генератора 1 на транзистор 5 подается коллекторное питание, которое одновременно являет ся сигналом опроса состояния схемы сравнения 2. В случае превышения текущим значением разрядного напряжения элемента 10 уровня напряжения конденсатора 6 транзистор 5 закрыт отрицательным перепадом разностного напряжения элемента 10 и конденсатора 6, прикладываемым к его эмиттерт базовой цепи. Сигнал на выходе транзистора 5 отсутствует. 8 При снижении напряжения элемента 10 до уровня напряжения конденсатора 6 или ниже этого уровня эмиттербазовый переход транзистора 5 смещается в положительном направлении и с приходом очередного сигнала опроса (или в момент его действия) транзистор открывается. Под действием выходного сигнала транзистора 5, усиленного в усилителе-формирователе 3 . до уровня надежного срабатывания исполнительного органа А, последний осуществляет выключение разряженного элемента 10 из цепи АБ. Диод 9 служит для развязки разрядной цепи элементов 10 АБ и цепи генератора импульсов 1 . По сравнению с прототипом предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами. Заряд конденсатора (формирование эталонного напряжения) производится один раз в течение периода работы устройства (вследствие неидеальности диэлектрических свойств изоляции реальных конденсаторов возможен их дозаряд) , что обусловливает снижение требований к выходной мощности гене ратора импульсов и затрат энергии на формирование уровня эталонного напряжения (повышает КПД устройства). Использование в устройстве мультивибратора, вырабатывающего по одному из выходов однополярные импульсы, а также введение диода noBbmjaeT надежность устройства вследствие снижения вероятности выхода из строя транзистора путем исключения возможности подачи на его азу больших отрицательных перепадов напряжения. Применение в схеме устройства электролитических (однополярных) конденсаторов .облегчает и удешевляет устройство. Таким образом, в предлагаемом устройстве достигается формирование в эмиттерной цепи транзистора постоянно действующего уровня эталонного напряжения. Максимальный эффект ожидается при использовании предлагаемого изобретения в аппаратуре автоматического контроля параметров АБ, применяемых как в стационарных условиях, так и на различных подвижных автономных объектах.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ РАЗРЯ.ТА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ, содержащее генератор импульсов и ряд измерительных каналов с входными контактами по числу элементов в батарее, каждый из которых состоит из схемы сравнения, выполненной на транзисторе, база которого подключена к одному из входных кон-, тактов, а коллектор, связанный через усилитель-формирователь с исполнительным органом, соединен через первый резистор с одной из клемм генератора импульсов, конденсатора и второго резистора, отличающе ес я ,тем, что, с целью упрощения, повышения КПД и надежности, в каждый измерительный канал введено по диоду, анод которого соединен с упомянутой клеммой генератора импульсов, а катод связан с вторым входным контактом и одной из обкла;хок конденсатора, вторая обкладка которого подкючена к змиттеру транзистора и через второй резистор к второй клемме генератора импульсов. 2. Устройство по п. 1, отли(Л чающееся тем, что генератор импульсов выполнен в виде симь1етричного мультивибратора.