Устройство для питания нагрузки Советский патент 1989 года по МПК H01M10/48 H02J7/00 G01R31/36 

1

(21)4279650/24-07

(22)08.07.87

(46) 07.07.89. Бкш. № 25

(71)Специальное конструкторское бюро Харьковского завода Электромашина и Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина

(72)Н.А.Тимченко, А.В.Кипенекий, Т.В.Плотникова и П.В.Натаров

(53)621.355.1 (08Й.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 547877, кл. Н 01 М 10/48, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 1117739, кл. Н 01 М 10/48, 1983.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ

(57)Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к системам автономного электропитания электротранспорта. Цель изобретения - повышение надежности устройства путем повышения точност1 измерения степени заряженности аккуьгу- ляторной батареи и увеличение срока ее службы. Нагрузка 10 подключена к аккумуляторной батарее 1 через импульсный преобразователь постоянного напряжения 9 с системой управления. Устройство содержит логическую схему, в состав которой входят токовьп1 шунт 6, усилитель постоянного тока 7, компаратор 8, датчик напряжения 2, ключевой элемент 11, П-триггер 18, логический элемент ИЛИ 19, и схему измерения и индикации. Выход иьтуль- сного генератора 20, входящего в состав системы управления преобразователем, подключен через первьш вход элемента ИЛИ 19 к С-входу D-триггера 18, выход компаратора 8 логической схемы подключен к D-входу D-триггера, а выход D-триггера 18 - к второму входу элемента ИЛИ 19 и к управляющему входу ключевого элемента 11 логической схемы. 2 ил.

i

(Л

Изобретение относится к электротехнической промышленности ,в частности, к системам автономного электропитания электротранспорта. Цель изобретения - повышение надежности устройства путем повышения точности измерения степени заряженности аккумуляторной батареи и увеличение срока ее службы. Нагрузка 10 подключена к аккумуляторной батарее 1 через импульсный преобразователь постоянного напряжения 9 с системой управления. Устройство содержит логическую схему, в состав которой входят токовый шунт 6, усилитель постоянного тока 7, компаратор 8, датчик напряжения 2, ключевой элемент 11, D - триггер 18, логический элемент ИЛИ 19, и схему измерения и индикации. Выход импульсного генератора 20, входящего в состав системы управления преобразователем, подключен через первый вход элемента ИЛИ 19 к C - входу D - триггера 18, выход компаратора 8 логической схемы подключен к D - входу D - триггера, а выход D - триггера 18 - к второму входу элемента ИЛИ 19 и к управляющему входу ключевого элемента 11 логической схемы. 2 ил.

Ф1и.1

314

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим автоматический контроль и индикацию степени заряжен ности при эксплуатации аккумуляторны батарей. Оно может быть использовано в рудничных электровозах, электрокарах, электропогрузчиках и других подъемно-транспортных средствах с питанием от аккумуляторных батарей.

Цель изобретения - повьппение надежности устройства путем повьшения точности измерения состояния заряжен ности батареи в режиме эксплуатации.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема подключения датчиков напряжения и тока.

Устройство (фиг. 1) содержит аккумуляторную батарею 1, датчик 2 напряжения, выполн енный в виде резистивно делителя из резисторов 3 и 4 (фиг.2) датчик 5 тока, выполненный в виде последовательного соединения измерительного шунта 6, усилителя 7 постоянного тока и компаратора 8 по схеме детектора пересечения нулевого уровня, преобразователь 9 напряжения, выполненный по схеме нереверсивного широтно-импульсного преобразователя постоянного напряжения, нагрузку 10, .например двигатель постоянного тока, ключевой элемент 11, выполненный на микросхеме типа 564КТЗ, компараторы 12-14, индикаторы 15-17, выполненные на светодиодах, D-триггер 18, логический элемент ИЛИ 19. Элементы 2-8, 11, 18 и 19 входят в состав логической схемы устройства. Импульсный генератор 20 частоты преобразования постоянного напряжения батареи в импульсное, генератор 21 пилообразного напряжения, одновибратор 22, компаратор 23, сумматор 24, источник 25 напряжения задания, датчик 26 обратной связи, например тахогенера- тор, RS-триггер 27, усилитель 28 импульсов управления. Элементы 20-28 входят в состав устройства управления импульсным преобразователем 9 постоянного напряжения.

Выход аккумуляторной батареи 1 подключен к входу датчика 2 напряжения (фиг. 2) и через преобразователь 9 к нагрузке 10, выход датчика 2 напряжения, являющийся общей точкой резисторов 3 и 4, включенных между положительной и отрицательной шинами аккумуляторной батареи 1, подключен к Х-входу ключевого элемента

0

5

5

0

5

0

5

0

5

11 (фиг. 1), выход которого подключен к инверсным входам ко параторов 12, 13 и 14, объединенным в общую точку, к входам этих компараторов подключены соответственно источники опорных напряжений U, , и on а и i выходы компараторов 12-14 подключены соответственно к входам индикаторов 15-17. Элементы 12-17 составляют схему измерения и индикации. Управляющий V-вход ключевого элемента 11 подключен к выходу D-триггера 18 и к первому входу элемента ИЛИ 19, выход которого подключен к С-входу D-триггера 18, D-вход D-триггера 18 подключен к выходу датчика 5 тока, являющегося выходом компаратора 8 (фиг. 2), инверсный вход которого подключен к общей щине, а прямой - к выходу усилителя 7 постоянного тока, на вход которого подключен выход измерительного шунта 6, включенного в силовую щину между аккумуляторной батареей 1 и преобразователем 9, вторым входом элемент 19 подключен к выходу импульсного генератора 20 и к входам генератора 21 пилообразного напряжения и одно- вибратора 22, выход генератора 21 , пилообразного напряжения подключен к инверсному входу компаратора 23, к прямому входу которого подключен выход сумматора 24,к первому входу ко- торого подключен источник 25 напряжения задания, а к второму - выход датчика 26 обратной связи, выход компаратора 23 подключен к R-входу RS-триггера 27,к S-входу которого подключен выход одновибратора 22, выход RS-триггера 27 через усилитель 28 импульсов управления подключен к управляющему входу преобразователя 9 напряжения (фиг. 2).Устройство работает следующим образом.

Импульсный генератор 20 формирует последовательность тактовых импульсов (Цзд), определяющих период преобразования постоянного напряжения батареи в импульсное. В моменты спада напряжения одновибратор 22 формирует импульсы, которые, поступая на S-вход RS-триггера 27, пере- водят его в состояние, при котором выходное напряжение U соответствует уровню логической единицы. Сигнал с выхода RS-триггера 27 дополнительно формируется усилителем 28 им5

пульсов угфаплеяия и включает тиристор преобразователя 9 (фиг. 2), при этом от аккумуляторной батареи 1 к нагрузке 10, через резистив гый шунт 6 протекает ток. Сигнал с выхода датчика тока 5 поступает на D-вход D-триггера 18, На С-вход D-триггера 18 поступают сигналы от генератора 20 через элемент ИЛИ 19. Однако D- триггер 18 не срабатывает (на его выходе напряжение остается равным уровню логического нуля), так как сигналы, поступающие на С-вход и D-ВХОД не совпадают во времени. Гене ратор 20 производит запуск ждущего генератора 21 пилообразного напряжения, на выходе которого формируется опорное напряжение U, пилообразной формы. В компараторе 23 опорное на- пряжение пилообразной формы сравнивается с напряжением U формируемым на выходе сумматора 24 путем суммирования сигналов источника 25 напряжения задания и датчика 26 обрат- ной связи. При вьтолнении условия 7t 24 выходе компаратора 23 формируется напряжение, соответствующее уровню логической единицы. Этот сигнал, поступая на R-вход RS-триг- гера 27, возвращает его в исходное состояние, т.е. на выходе триггера устанавливается напряжение, соответствующее уровню логического нуля. Эт приводит к запиранию двухоперационного тйрис тЬра преобразователя 9, и ток от аккумуляторной батареи 1 к нагруз ge 10 не протекает, ток нагрузки замыкается в контуре холостого хсЗда через обратный диод преобразователя

Сигналы на С- и D-входах D-тряг- гера 18 совпадают в момент времени, когда на выходе генератора 20 сформи рован импульс, а напряжение и,, „д„(. , что приводит к срабатыванию этого триггера. Сигнал с выхода D-триггера 18, поступающий на управ016

ляк) V-вход ключевого элемента 1 1 , переведет последний в проводящее состояние и нлпряжеУ1ие на вькоде элемента 11 равно напряжению на Х-входе. Это напряжение поступает с датчика 2 напряжения и пропорционально напряжению аккумуляторной батареи 1.

Напряжение с выхода ключевого элемента 11 поступает в схему изменения и индикаф1и. В зависимости от величины напряжения батареи 1 срабатывают компараторы 12-14, а индикаторы 15-17.указьтают на степень заря женности aккy fyлятopнoй батареи 1 .

В момент времеш, когда вьтолня- егся условие U с U, срабатывает компаратор 23 и сигнал на D-вход D-триггера 18 от датчика 5 тока не поступает, а на С-вход поступает сигнал с выхода D-триггера 18 через элемент ИЛИ 19. Напряжение на выходе D-fpиггepa 18 устанавливается равным уровню логического нуля. Измерение напряжения аккум ляторной батареи 1 прекращается.

Таким образом, при работе нагрузки 10 на естественной характеристике преобразование постоянного напряжения батареи 1 в импульсное не происходит. Ток, потребляемый от батареи 1, и ток в нагрузке 10 непрерывные, а напряжение на выводах нагрузки 10 повторяет форму напряжения батареи 1.

В предложенном техническом решении интервал измерения и индикации определяется путем временной селекции и совпадения начала импульсного питания нагрузки 10 с моментом перехода от непрерывного тока нагрузки 10 к импульсному, что повышает , щежность устройства в целом.

Формула изобретения

о

Устройство для питания нагрузки,

содержащее тяговую аккумуляторную батарею, соединенную с выводами для подключения нагрузки через шунтовой датчик тока, и импульсный преобразователь постоянного напряжения с системой управления, включлетцей импульсный генератор частоты преобразования постоянного напряжения батареи в импульсное, логическую схему, в состав которой входят упомянутьп шунтовой датчик тока,усилитель постоянного тока, компаратор с; пулевым опорным напряжением и ключевой элемент с управляемым и силовым пходаья, и

схему измерения и индикации, причем силовой вход ключевого элемента соединен с клеммами аккумуляторной батареи, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения точности контроля степени заряженности батареи, в логическую схему введены D-триггер с С- и D-входами и двухвходовой эле- мент ИЛИ, выход импульсного генера

тора частоты преобразования постоянного напряжения батареи в импульсное через первый вход элемента ИЛИ подключен в С-входу П-триггера, выход компаратора логической схемы подключен к и-входу D-триггера, а выход D-триггера подсоединен к второму входу элемента ИЛИ и управляющему входу ключевого элемента логической схемы.

цзиг.1