Устройство для контроля напряжения аккумуляторной батареи Советский патент 1992 года по МПК H01M10/48 

Изобретение относится к электротехнике и касается вопросов поэлементного контроля напряжения аккумуляторной батареи (АБ) и управления режимами ее работы, является усовершенствованием известного устройства для контроля напряжения АБ по авт. св. № 1297135.

При создании аппаратуры автоматического контроля подготовки и эксплуатации АБ наиболее сложными являются вопросы обеспечения высокой точности контроля параметров аккумуляторов в различных режимах работы, высокой надежности и экономичности. Как правило, одновременно с усложнением функциональных возможностей аппаратуры контроля осуществляется ее схематическое совершенствование, направленное на улучшение основных ее показателей.

Известно устройство для контроля напряжения АБ, содержащее двухуровневые компараторы по числу аккумуляторов в батарее, двухуровневый источник опорного напряжения (ИОН), блокирующие диоды и исполнительный орган. Измерительный

вход компараторов соединен с выводами аккумуляторов. Первый и второй входы опорного источника компараторов связаны с ИОН через блокирующие диоды. Исполнительный орган подключен к выходам компараторов.

Данное устройство обеспечивает поэлементный контроль зарядного и разрядного напряжения АБ за счет формирования ИОН уровня конечного зарядного напряжения и уровня конечного разрядного- напряжения, поступающих на первый и второй входы опорного напряжения компараторов.

Однако известное устройство обладает следующим недостатком.

Измерительные входы компараторов связаны между собой гальванически, что обусловливает при работе их взаимное влияние. Перераспределение токов, возникающее вследствие неидентичности параметров элементов и цепей формирования опорного напряжения, вызывает различие на входах компараторов уровней опорного напряжения относительно введенных установок. В таких условиях точность поэлемен(Л

vj N) О

О

to

тного контроля напряжения АБ снижается. Следовательно, недостатком известного устройства является низкая точность контроля напряжения вследствие гальванической связи измерительных и опорных цепей.

Цель изобретения - повышение точности контроля напряжения АБ путем электро- магнитной развязки измерительных и опорных цепей, обеспечивающих двухуровневое опорное напряжение на входе компа- раторов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для контроля напряжения АБ двухуровневый источник опорного напряжения выполнен в виде инвертора, подклю- ченного к трансформатору. Вторичные обмотки трансформатора (по числу аккумуляторов в батарее) через диоды связаны с первым входом опорного напряжения двухуровневых компараторов. Отводы от части витков вторичных обмоток соединены с вторым входом опорного напряжения компараторов, сигнальные входы которых подключены к аккумуляторам. Причем первый и второй входы опорного напряжения компараторов шунтированы конденсаторами. Исключение гальванической связи между измерительными цепями достигается за счет электромагнитной развязки с помощью трансформатора контуров формирования опорных уровней напряжения. При этом во вторичной обмотке трансформатора осуществляется формирование одновременно двух уровней (максимального и минимального допустимого напряжения аккумулято- ров) опорного напряжения, непрерывно поступающих на входы компараторов. Это исключает необходимость в использовании дополнительных функциональных блоков, отслеживающих текущий режим работы ак кумуляторов (заряд или разряд) и обеспечивающих смену в зависимости от режима установки опорного напряжения в ИОН. Отмеченное значительно упрощает принципиальную Јхему при сохранении широких функциональных возможностей устройства.

На чертеже изображена электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит компараторы 1, реле 2, контактор 3, диоды 4, конденсаторы 5, 6, трансформатор 7 и инвертор 8. Сигнальные входы компараторов 1 связаны с выводами аккумуляторов 9. Вход опорного максимального напряжения компараторов 1 соединен с вторичными обмотками 10 трансформатора 7 через диоды 4. Вход опорного минимального напряжения компараторов 1 подключен к отводу 11 вторич- ных обмоток 10. Входы опорного максимального и минимального напряжения компараторов 1 шунтированы конденсаторами 5, 6. Первичная обмотка трансформатора 7 соединена с выходом инвертора 8. В выходные цепи компараторов 1 включены обмотки электромагнитных реле 2, замыкающие контакты 12 которых соединены параллельно между собой и последовательно с обмоткой контактора 3 и размыкающей кнопкой 13. Замыкающий контакт 14 контактора 3 шунтирует одноименные контакты 12 реле 2, а его размыкающий контакт 15 включен в цепь В Б. При изготовлении и настройке устройства соотношение чисел витков первичной обмотки трансформатора 7 и его вторичных обмоток 10, а также число витков отвода 11 выбирается таким образом, что напряжение на конденсаторе 5 равно конечному зарядному напряжению аккумуляторов 9; напряжение на конденсаторе 6 - конечному разрядному напряжению аккумуляторов 9.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии обмотки реле 2 и контактора 3 обесточены.

Размыкающий контакт 15 контактора 3 находится в замкнутом состоянии. По цепи аккумуляторов 9 протекает стабилизированный зарядный (разрядный) ток. При работе инвертора 8 конденсаторы 5, 6 заряжаются до установленного уровня опорного напряжения от вторичных обмоток 10 (11) трансформатора 7 по цепям: 10- 5-4- 10 и 11-6-4-11 соответственно. На первый вход опорного напряжения компараторов 1 подается напряжение конденсаторов 5, равное Умакс. На второй вход опорного напряжения компараторов 1 подается напряжение конденсаторов 6, равное Умин. При заряде или разряде АБ компараторы 1 контролируют выполнение условия Умин UA Умакс (Уд - уровень текущего напряжения аккумулятора 9). До тех пор, пока данное условие выполняется, устройство находится в исходном состоянии. В момент нарушения указанного условия хотя бы для одного из аккумуляторов 9 срабатывает подключенный к нему компаратор 1, вызывая срабатывание реле 2. Замыкающие контакты 12 реле 2 подключают обмотку контактора 3 к источнику питания, вызывая его срабатывание и самоблокировку через контакты 14. При этом размыкающие контакты 15 контактора 3 отключают цепь аккумуляторов 9 от внешней цепи. Ток в аккумуляторах 9 прекращается, а их напряжение (ЭДС) удовлетворяет вышеуказанному условию..

Приведение устройства в исходное состояние осуществляется путем нажатия

кнопки 13. В автоматических комплексах кнопка 13 заменяется на размыкающие контакты командного реле.

Таким образом, благодаря выполнению двухуровневого источника опорного напряжения в виде инвертора 8, подключенного к трансформатору 7, вторичные обмотки 10 которого с отводом 11 от части витков вместе с диодом 4 и фильтрующими конденсаторами 5, б выполняют роль источников максимального и минимального порогового напряжения, достигается повышение точности контроля напряжения АБ за счет электромагнитной развязки сигнальных и опорных цепей, формирующих двухуровневое напряжение на входе компараторов.

Преимущественная область использования изобретения - аппаратура управления режимами работы АБ.

Формула изобретения

Устройство для контроля напряжения аккумуляторной батареи по авт. св.

№ 1297135, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем развязки измерительных и опорных цепей, двухуровневый источник опорного напряжения выполнен в виде инвертора, подключенного к

трансформатору, вторичные обмотки которого через диоды связаны с первым входом опорного напряжения двухуровневых компараторов, отводы от части витков вторичных обмоток соединены с вторым входом

опорного напряжения компараторов, причем упомянутые входы компараторов шунтированы дополнительными конденсаторами.

Сущность изобретения: устройство содержит двухуровневые компараторы по числу аккумуляторов батареи. Опорное напряжение высокого и низкого уровня для компараторов формируется с помощью инвертора, трансформатора и конденсаторов. При отклонении напряжения на любом из аккумуляторов в процессе заряда - разряда за допустимые пределы срабатывает соответствующий компаратор и цепь аккумуляторной батареи отключают. 1 ил.

8