Система питания Советский патент 1986 года по МПК H01M10/42 H02H7/18 H02J7/00 

предельного значения, ПУ 7 срабатывает и выдает сигнал на реле 17. К АБ подключается дополнительная нагрузка 6. Батарея начинает разряжаться и при предельно низком значении ее напряжения ПУ 8 выдает

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при контроле буферного режима работы аккумуляторной батареи совместно с источником постоянного тока ограниченной мощности на импульсную строго периодически повторяющуюся нагрузку, при этом мощность в импульсе может значительно превыщать мощность источника электропитания, например в световых и радиомаячных навигационных устройствах, питающихся от радиоизотопных источников энергии.

Цель изобретения - повышение надежности работы системы электропитания и нагрузки путем автоматического поддержания баланса энергий в небходимых пределах при импульсной нагрузке и буферном режиме аккумуляторной батареи.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма.

Предлагаемое устройство состоит из источника 1 постоянного тока, подключенного к аккумуляторной батареи 2 и основной нагрузке 3, а также через контакт 4 дистанционного реле 5 - к дополнительной нагрузке 6, двух пороговых цифровых устройств 7 и 8, включенных между общей щи- ной и неподвижными контактами 9 дистанционного переключателя 5, подвижным контактом подключенные к аккумуляторной батарее 2. В общий провод аккумуляторной батареи включен измерительный резистор 10, выход которого подключен через формирователь 11 импульсов на вход генератора 12 счетных импульсов (ГСИ). Второй вход ГСИ 12 через пороговое устройство 13 подключен к аккумуляторной батарее. Выход ГСИ подключен к сумматору 14, первый выход которого подключен к входу цифрового порогового устройства 7 и индикатору 15, а второй - к входу цифрового порогового устройства 8 и индикатору 16. Параллельно выходам пороговых устройств 7 и 8 включены обмотки реле 17 и 18, подвижные контакты которых подсоединены к общей щине, а неподвижные - к управляющим обмоткам дистанционного переключателя (ДП) 5. Вторыми концами ДП подключен к аккумуляторной батареи 2. Параллельно обмоткам реле 17 и 18 включены конденсаторы 19 и 20.

сигнал на срабатывание реле 18, которое отключает нагрузку 6. Система обеспечивает автоматический контроль и управление состо- янием заряженности АБ и непрерывность электропитания основной нагрузки 3. 2 ил.

Устройство работает следующим образом. С момента времени to до времени ti (фиг. 2) аккумулятор разряжается на нагрузку 3. При автоматическом выключении на- 5 грузки 3 (по заданной программе работы радиомаяка или светового маяка) в момент времени t аккумуляторная батарея 2 начинает заряжаться от источника 1 питания и на измерительном резисторе 10 возникает бросок напряжения, который запускает формирователь импульсов 11, выходной импульс с которого запускает генератор 12 счетных импульсов.

В момент времени i на входе порогового устройства 13 напряжение достигает такой

5 величины, при которой на выходе возникает импульс, отключающий генератор счетных импульсов, В памяти сумматора 14 фиксируется количество импульсов, генерируемых за время Л , соответствующее некоторому условному значению в первой по0 ловине интервала заряда аккумуляторной батареи. В следующем цикле в сумматоре фиксируется количество импульсов, соответствующее времени /i -/2 .

Сравнение интервалов времени заряда батареи в предыдущем цикле Ai () с текущим (/1-/2) проводится в сумматоре 14 путем вычитания из числа импульсов, генерируемых в предыдущем цикле (интервал А/) числа импульсов, генерируемых в текущем цикле (интервал A/i).

0 Если напряжение на батарее в момент t начала текущего цикла подзаряда в сравнении с таким же моментом /i предыдущего цикла подзаряда растет, батарея идет на заряд, а если это напряжение уменьшается батарея идет на разряд.

При этом отрицательной разности интервалов Л и соответствует состояние разряда батареи, положительной - заряда. Сигнал заряда с сумматора 14 подается на индикатор 15 и пороговое устройство 7, сигнал разряда - на индикатор

16 и пороговое устройство 8.

Пороговое устройство 7 реагирует на предельно высокое значение напряжения на батарее и срабатывает, когда в интервале от t до /2 на него поступает от сумматора

5 14 импульсов, меньше заданного (порогового) числа. При этом напряжение на батарее в момент /i (фиг. 2) достигает предельно допустимого значения.

Пороговое устройство 8 реагирует на предельно низкое значение напряжения на батарее в момент ti (фиг. 2) и срабатывает, когда в интервале заряда от t до t на него от сумматора 14 поступает импульсов больше заданного (порогового) числа. При этом напряжение на батарее в момент t (фиг. 2) достигает предельно низкого значения.

Если от цикла к циклу батарея заряжается, то начальное напряжение на ней в точке /1 (фиг. 2) повышается, в результате чего интервал времени от t до 2 сокращается, и, следовательно, уменьшается число импульсов, выдаваемых сумматором 14 в пороговое устройство 7. Когда число этих импульсов уменьшится до предельного значения, устройство 7 выдаст сигнал на срабатывание реле 17, которое с помощью дистанционного переключателя (ДП) 5 контактами 4 подключит к батарее 2 дополнительную нагрузку 6. При этом дальнейший рост напряжения на батарее прекратится, чем предотвращается ее перезаряд.

При включенной дополнительной нагрузке 6 и ограниченной мощности первичного источника 1 питаиия батарея 2 от цикла к циклу разряжается, в результате чего от сумматора 14 на пороговое устройство 8 поступает увеличивающееся от цикла к циклу число импульсов.

Когда батарея разрядится до предельно низкого значения напряжения, от сумматора 14 на пороговое устройство 8 поступает предельно больщое число импульсо1в, в результате чего устройство 8 выдаст сигнал на срабатывание реле 18, которое с помощью (ДП) 5 контактами 4 отключит дополнительную нагрузку 6, после чего процессы заряда и разряда батареи повторятся.

Динамика работы предлагаемого устройства показывает, что буферная аккумуляторная батарея в процессе эксплуатации не доводится ни до переразряда, ни до перезаряда, чем обеспечивается повышенная долговечность ее работы, а поскольку основная нагрузка 3 постоянно подключена к источнику 1 питания и батарее 2, электропитание этой нагрузки не прерывается, чем обеспечивается повышение надежности работы нагрузки (радиомаяка) и достигается независимость программы работы радиомаяка от состояния заряженности батареи.

Дополнительная нагрузка, представляющая собой подогреватель при пониженной температуре окружающей среды или вентилятор при повышенной температуре окружающей среды, улучшает температурные условия работы батареи, в результате

чего повышается дополнительно надежность ее работы.

Предлагаемое устройство обеспечивает автоматический контроль состояния заряженности аккумуляторной батареи, динамику этого состояния и визуальный контроль этой динамики, а также автоматическое управление степенью заряженности aккyJvlyлятo- ров путем автоматического подключения i,.;n отключения дополнительной нагрузки и акку- муляторной батарее.

Дополнительная нагрузка является полезной, так как она улучшается тепловой режим аккумуляторов.

Все это позволяет стабилизировать заданное состояние заряженности аккумулятор- ной батареи, обеспечить непрерывность электропитания основной нагрузки,и, следовательно, повысить надежность работы всей системы источник питания - аппаратура.

20

Формула изобретения

0

5

Система питания, содержащая зарядны: источник, параллельно ему подключенные буферную аккумуляторную батарею и основную нагрузку, два пороговых элемента с незави5 симыми уставками уровней срабатывания с двумя электромагнитными реле, обмотки которых включены каждая в выходную цепь своего порогового элемента, и дистанционный переключатель с двумя обмотками управления, причем два одноименных вывода питания пороговых элементов подключены к одной щине зарядного источника, два других - к неподвижным контактам дистанционного переключателя, подвижный контакт которого подключен к другой шине зарядного источника, а обмотки управления дистанционного переключателя одними своими выводами через замыкающие контакты соответствующих реле пороговых элементов подключены к одной шине зарядного источника, а другими своими выводами - к дру0 гой его шине, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы системы, в нее введены дополнительная нагрузка и пороговое устройство, а в цепь аккумуляторной батареи включен измерительный резистор, выход которого подключен через фор5 мирователь импульсов к генератору счетных импульсов, второй вход которого подключен к выходу порогового устройства, соединенного с выходом аккумуляторной батареи, выход генератора счетных импульсов подключен к сумматору, два выхода которого соответственно подключены к пороговым элементам и индикаторам, а дополнительная нагрузка подключена параллельно основной нагрузке через контакт дистанционного переключателя.

фиг.г

Изобретение может быть использовано для контроля буферного режима работы аккумуляторной батареи (АБ) на импульсную периодически повторяющуюся нагрузку. Цель изобретения - повышение надежности работы системы электропитания. С момента времени to до момента t АБ разряжается на нагрузку 3. При отключении последней по заданной программе в момент времени i АБ начинает заряжаться от источника 1 питания и на измерительном резисторе 10 возникает бросок напряжения, запускающий формирователь 11, выходной импульс которого запускает генератор 12 счетных импульсов (ГСИ). В момент времени tz на входе порогового устройства 13 напряжение достигает величины, при которой на выходе возникает импульс, отключающий ГСИ 12. В памяти сумматора 14 фиксируется количество импульсов, генерируемых за время Д/ . В следующем цикле в сумматоре 14 фиксируется количество импульсов, соответствующее времени Д / . Одновременно осуществляется сравнение интервалов времени заряда АБ, т.е. А/-А/ . Отрицательной разности интервалов соответствует состояние разряда АБ и сигнал с сумматора 14 подается на индикатор 16 и пороговое устройство (ПУ) 8, при положительной разности - на индикатор 15 и ПУ 7. ПУ 7 реагирует на предельно допустимое значение напряжения на АБ в момент времени t. ПУ 8 настроено на предельно низкое значение напряжения АБ. Если от цикла к циклу батарея заряжается, то число кмпульсов сумматора 14 уменьщается до i (О 1чЭ N3 СО 00 СП оо