Устройство для заряда аккумуляторной батареи Советский патент 1988 года по МПК H02J7/10 

транзисторного аналога тиристора подключен к входу электронного ключа 18, включенного на минусовой вывод питания управляемого генератора. Средняя точка другого плеча моста, катод стабилитрона 11 и вывод резистора 12, через развязывающий диод 20 подключена к выходу интегрирующей RC-цепи,

связанной с выходом ключа 18.. Параллельно потенциометру 12 включен фильтрующий конденсатор 24, Устройстт во обеспечивает более точную информацию заряженности АБ по величине ЭДС, ускоряет процесс заряда и позволяет устранить сульфатацию пластин. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, может быть использовано для заряда и подзаряда аккумуляторных батарей в процессе их зк- сплуатации и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1149350,

Цель изобретения - повышение точности и оптимизация величины тока заряда при обеспечении режима десуль- фатации,

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для заряда аккумуляторной батареи.

Согласование ЭДС сети и аккумулятора осуществляется трансформатором 1 Выход трансформатора 1 соединен с мостовым выпрямителем 2, которьш через тиристор 3, шунтированный через кнопку 4 резистором 5, и через датчик тока - резистор 6 подключен к выходу устройства и к зажимам аккумуляторной батареи, в результате чего образуется низковольтная силовая зарядная цепь аккумуляторной батареи. Остальные элементы схемы образуют контрольно-управляющий блок. Управляющий переход тиристора 3 через гасящий, резистор 7 подключен к выходу управляемого генератора 8, питание которого осуществляется от стабилитрона 9, образующего с последовательно включенным резистором 10 одно плечо моста, подключенного к выходу устройства Другое плечо моста, подключенное к выходу устройства, образовано последовательно включенными стабилитроном 11 с введенным диодом и переменным резистором 12, средняя точка которого

0

5

0

5

0

5

0

подключена к входу транзисторного аналога тиристора/и через диод 13 к входу управляемого генератора 8, а-вход генератора связан с резистором 14 задания тока заряда, В плечо моста, подключенного к выходу устройства, введен диод 15, Вход генератора через резистор 14 подключен к выходу транзисторного аналога тиристора 16, а через развязывающий диод 17 выход транзисторного аналога тиристора подключен к входу электронного ключа - базе транзистора 18, которая через резистор 19 подключена к минусовому выводу питания управляемого генератора. Катод стабилитрона 11 и вывод резистора 12 через развязывающий диод 20 подключены к выходу интегрирздо- щей RC-цепи, состоящей из резистора 21, подключенного к минусовому выводу выпрямителя, и конденсатора 22, подключенного к плюсовому выводу выхода устройства. Кроме того, выход RC-цепи через разрядньй резистор 23 подключен к выходу ключа - колектору транзистора 18, Параллельно потенциометру 12 включен фильтрующий конденсатор 24,

Устройство работает следующим образом.

При подключении аккумуляторной батареи, подлежащей зарядке с остаточ- ным напряжением больше половины номинального, что имеет место в большинстве случаев, через резистор 10 от батареи запитьшается управляемый генератор 8, который самовозбуждается и выдает узкие импульсы управления на тиристор 3 с частотой, заданной величиной резистора 14, которая выше

периодических пульсаций выпрямленного напряжения сети, составляющих 100 Гц При подключении устройства к сети появляется напряжение на выходе выпрямительного моста 2, под действием .которого при включенном тиристоре протекает ток аккумуляторной батареи Так как частота генератора не синхронизирована с частотой сети, появление тока заряда в результате несинхронного включения вызывает падение напряжения на датчике тока - резисторе 6, в результате чего снижается частота генератора до синхронного значения 100 Гц, а ток в зависимости от моментов включения изменяется от начального, определяемого начальньми углами включения, до заданного резистором 10. После переходного процесса составляющего 3-4 импульса тока (30-40 мс), ток заряда достигает установившегося значения. Одновременно с появлением напряжения на выходе выпрямительного моста 2 через резистор 21 начинается заряд конденсатора 22 RC-цепи, При этом напряжение, снимаемое с движка потенциометра 12 другого плеча моста, ниже напряжения на стабилитроне 9, так как напряжение аккумуляторной батареи не номинально.

Транзистор 26 открыт, так как потенциал базы более положительный, чем потенциал эмиттера. При этом открыт и транзистор 25. Резистор 14 задания величины тока заряда через открытую цепь коллектор - эмиттер транзистора 25 подключен к плюсовому выводу выхода устройства, что обеспечивает режим задания тока. Электронный ключ - транзистор 18 при этом закрыт, так как ток управления, протекающий через резистор 19, вгунтиру- ется мимо ц.епи базы через диод 17 и открытую цепь коллектор - эмиттер транзистора 25. При этом обеспечивается режим заряда конденсатора 22 интегрирующей RC-цепи. По истечении времени, определяемого постоянной времени заряда и величиной порога, определяемого положением движка потенциометра 12, напряжение на кон- денса оре 22 превышает напряжение на потенциометре 12, диод 20 открывает- .ся и напряжение на потенциометре 12 продолжает повышаться от тока, протекающего через диод 20.

Ток в цепи стабилитрона 11 и диода 15 снижается до нуля. Диод 15 за

5

0

5

0

5

0

5

0

крывается. При падении напряжения на нижней части потенциометра 12 больше напряжения стабилизации стабилитрона 9 транзистор 26 закрывается, что вызывает закрывание транзистора 25. Цепь, шунтирующая нижнюю часть потенциометра 12 через резистор 27, размыкается, что снижает порог включения схемы на основе транзисторного аналога тиристора и потенциометра 12. Для упрощения рассмотрения работы устройства следует отметить, что схема транзисторного аналога тиристора 16 вместе с потенциометром 12 образует схему, эквивалентную несимметричному триггеру с петлей гистерезиса с инверсией. При повышении напряжения на входе транзисторы триггера закрьшаются. При этом порог срабатывания снижается. При снижении напряжения на входе транзисторы открьгоают- ся и порог срабатывания повышается. После выключения аналога тиристора 16 (оба тиристора не проводят) зарядный ток устройства снижается до нуля, так как цепь задания тока через резистор 14 разрывается, транзистор 25 не проводит ток, а следовательно, ток управления генератора соответственно равен О. Это тормозит работу генератора импульсов, вызывает снижение тока заряда до нуля. Одновременно открывается ключ 18, так как весь ток управления протекает через резистор 19, цепь база - эмиттер транзистора 18, диод смещения. Открытый транзистор 1.8 разряжает конденсатор 22 интегрирующей RC-цепи по цепи: ограничивающей ток резистор 23, коллект ор - эмиттер транзистора 18, диод смещения. Постоянная разряда интегрирующего конденсатора 22 на один- два порядка меньше постоянной времени заряда.

С момента ;разряда, конденсатора 22 начинает разряжаться конденсатор 24 через потенциометр 12 до напряжения, определяемого напряжением на аккумуляторной батарее.

После, заряда, определяемого установленной величиной тока и вре менем его протеканияj

автомати

чески снижается зарядный ток до нуля и по ЭДС аккумуляторной определяется степень за- ряженности батареи. Если ЭДС не номинальная, нижний порог срабатывания схемы вьше, чем падение напряжения

на нижней части потенциометра 12, схема Не удерживается в состоянии контроля ЭДС, как только падение напряжения на нижней части потенциомера становится ниже напряжения стабилизации стабилитрона 9, открьшается транзистор 26 и схема переходит в исходное состояние Цикл заряда и . контроля аккумулятора повторяется Зремя цикла заряд - контроль может быть выбрано в широких пределах от единиц секунд до десятков минут и даже часов при соответствующей RC- цепи. По мере заряда батареи возрас тает ее ЭДС и по мере приближения к номинальной паузы контроля ЭДС удлиняются, что в какой-то мере служит индикатором степени заряженност батареи и приводит к снижению сред- него тока зарядки в цикле зарядки. При полностью заряженной батарее- длительность цикла определяется велчиной, необходимой для компенсации тока разряда или утечки, по чему мо но судить о годности аккумулятора для эксплуатации.

Для обеспечения работы схемы на различные нагрузки введен резистор 28. Через резистор 28 и включенную кнопку 4 запитывается контрольно- управляющий блок, в результате чего обеспечивается проверка функционирования устройства в режиме стабилизации тока на различные нагрузки, в т числе и активную. Введение резистор 28 дает возможность проверять работоспособность и расширяет функционаные возможности устройства.

Устройство позволяет повысить то ность зарядки, т«е. более точной информацией о заряженности является вличина ЭДС, чем напряжение аккумуля тора, исключить режимы недозаряда и перезаряда, что упрощает контроль и обслуживание устройства. Установленный ток заряда поддерживается посто .ным в процессе всего заряда, что сокращает время заряда. Введение бестковой паузы в процессе зарядки благприятно сказывается на процессе зарядки. При подключении параллельно аккумулятору нагрузки реализуется режим заряд - разряд, позволяющий установить сульфатизацию пластин, что увеличивает срок службы аккумуляторов.

ВНтшИ- Заказ 612/51

изобретения

0

5 0 5

о5

0

5

2„ Устройство по п.1, о т л и - чающее ся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, точка соединения ключа и ограничивающего резистора соединена с минусовым вьшодом питания управляющего генератора через дополнительный резистор., аж 649 Подписное