Автомобильный источник постоянного тока Советский патент 1991 года по МПК H02J7/10 

Изобретение относится к области транспортабельных химических источников постоянного тока и предназначено для использования в системах электропитания автомобилей и двигателей внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение надежности энергопитания за счет автоматической бесконтактной коммутации зарядно- разрядной цепи.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из батареи аккумуляторов 1, питающей шины 2, общей шины 3, коммутатора 4, регулятора 5 зарядного тока, зажимов 6 и 7 зарядно-разрядной сети автомобиля, условно показанной в виде нагрузки 8 и генератора 9. Коммутатор 4 состоит из диода 10, транзистора 11 тринистора 12, включенных между собой параллельно- последовательно. Управляющий вход 13 коммутатора 4 подключен к управляющему электроду тринистора 12, а второй управляющий вход 14 подключен к базе транзистора 11. Эмиттер последнего и катод диода 10 соединены в точке 15. Регулятор 5 зарядного тока состоит из пороговых элементов 16 и 17, в качестве которых показаны стабилитроны. К выходу порогового элемента 16 в точке 18 подключен резистор 19 и конденсатор 20, между вторыми выводами которых включен резистор 21. Выход второго порогового элемента 17 подключен к входу 14 коммутатора 4 через регулируемый резистор 22, развязанный на общую шину резистором 23. Устройство содержит также такие элементы сети как ключ 24 зажигания с подвижным 25 и неподвижными 26 и 27 контактами и стартерный включатель 28 массы, содержащий электромагнитную обмотку 29 и замыкающие контакты 30, подключенные к точкам 15 и 31 для шунтирования диода 10 на время электростартерного пуска.

Устройство работает следующим образом.

При элелстростартерном пуске двигателя контакт 25 замыкается на контакт 27, запитывая обмотку 29 током батареи 1. При этом контакты 30 замыкаются, и общий зажим 7 сети оказывается подключенным непосредственно к общему выводу батареи 1 через точки 31 и 15. С прекращением режима пуска контакт 25 оказывается замкнутым на контакте 26, обеспечивающем питание зажигания. Однако, при этом контакты 30 размыкаются, и весь дальнейший режим

эксплуатации источника питания, подключенного к оети автомобиля, происходит следующим образом.

При включении нагрузки 8 ток аккумуляторной батареи 1 через зажимы 6 и 7 и шины 2 и 3 источника питания течет по цепи разряда: от + источника к нагрузке 8 на диоД 10 и на - батареи 1. Таким образом, ток разряда батареи 1 ограничен лишь падени0 ем напряжения на нагрузке 8, диоде 10 и на внутреннем сопротивлении батареи 1. Поэтому все разрядные процессы через диод 10, а при отсутствии включателя 28 массы также и электростартерный пуск, обеспечи5 ваются без помех. При этом регулятор 5 зарядного тока не оказывает влияние на режим питания нагрузки 8, которая может одновременно питаться током генератора 9. Как только напряжение на зажимах 7 и

0 6 при работающем генераторе 9 становится больше остаточного напряжения на выводах аккумуляторной батареи 1, образуется цепь заряда через транзистор 11 и трини- стор 12, так как для такого направления тока

5 диод 10 закрыт. В таком случае указанное напряжение отпирает стабилитрон 16 и через него, и резистор 19 начинает течь ток стабилизации первого режима работы регулятора 5 зарядного тока. При этом импульс

0 напряжения на резисторе 19 создает ток конденсатора 20, который, протекая через вход 13 и управляющий электрод тринистора 12 на общую шину 3, отпирает тринистор 12.

5 В этом случае на базе транзистора 11 через резистор 23 присутствует потенциал общей шины, так как второй пороговый элемент 17 заперт из-за недостаточности действующего напряжения. Поэтому транзистор

0 11, находясь в режиме насыщения, обеспечивает необходимое анодное напряжение тринистора 12, равное падению напряжения на заряжающейся батарее 1. Скорость коррозии решеток аккумуляторов батареи 1

5 возрастает с длительностью перезаряда, с повышением силы тока перезаряда и температуры электролита, в результате чего сокращается срок службы батареи.

В предлагаемом устройстве перезаряд

5 исключается по следующей причине. По мере заряда батареи при постоянном токе постепенно возрастает плотность электролита. В момент, когда плотность электролита достигает установленной нормы, наблюдается быстрое возрастание напряжения заряда.

При этом отпирается второй пороговый элемент 12, ток стабилизации которого управляет регулируемым резистором 22, выводит транзистор 11 из режима насыщения в усилительный режим. В таком случае ток заряда регулируется транзистором 11 в соответствии с входным током на его базе 14. При нежелательном, с точки зрения перезаряда, режиме прямой ток транзистора 11 становится меньше тока удержания трини- стора 12, и последний выключается, предотвращая перезаряд батареи. Поскольку конденсатор 20 находится в заряженном состоянии, то новое отпирание транзистора 12 и включение цепи заряда может произойти либо после достаточно мощного импульса тока нагрузки, на короткое время запирающего стабилитрон 16 и вызывающего соответствующий разряд конденсатора 20, либо при уменьшении приложенного напряжения ниже напряжения стабилизации порогового элемента 17.

Регулировочный резистор 22, как и весь регулятор 5 зарядного тока, может быть выполнен программируемым, включающим микропроцессорную систему управления режимом коммутатора 4. При этом возможен учет многих влияющих факторов, который в предлагаемом устройстве обеспечит максимально возможную долговечность химического источника тока и оптимизирует энергетические параметры сети.

0

5

0

5

0

Экономический эффект от применения данного изобретения может быть получен за счет наиболее полного использования ресурса аккумуляторной батареи независимо от условий эксплуатации, обеспечения повышенной надежности аккумуляторной батареи, в том числе и в режиме электростартерного пуска двигателя при низких температурах окружающего воздуха. Предотвращение перезаряда батареи позволит снизить трудоемкость ее технического обслуживания в процессе эксплуатации.

Формула изобретения Автомобильный источник постоянного тока, содержащий аккумуляторную батарею с питающей и общей шинами, коммутатор зарядно-разрядной цепи аккумуляторной батареи и регулятор зарядного тока, выполненный в виде двух пороговых элементов с балластными резисторами и регулируемым резистором и подключенный входом к зарядно-разрядной сети автомобиля, двумя выходами - к управляющим входам коммутатора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности энергопитания за счет автоматической бесконтактной коммутации зарядно-разрядной цепи аккумуляторной батареи, коммутатор выполнен в виде параллельно встречно включенных разрядного диода и цепи из последовательно соединенных транзистора и тиристора, причем управляющие электроды транзистора и тиристора образуют управляющие входы коммутатора.

Изобретение относится к системам энергопитания автомобилей с использованием химических источников тока и двигате- ля генераторных установок. Цель изобретения - повышение надежности энергопитания. Источник постоянного тока содержит аккумуляторную батарею, связанную с системой энергопитания автомобиля, коммутатор ее зарядно-разрядной цепи и регулятор режимов заряда, содержащий два пороговых элемента, балластные и регулируемый резисторы. Коммутатор состоит из разрядного диода, шунтированного цепью из транзистора и тиристора, управляющие входы которых подключены к выхо