Зарядное устройство Советский патент 1993 года по МПК H02J7/10 

со

с

Использование: для подзаряда аккумуляторов и восстановления электрохимических источников тока. Сущность изобретения: устройство содержит блок гасящих элементов, выпрямитель, стабилитрон, индикатор, эталонный резистор, нагрузочный резистор, два транзистора, элемент коммутации, конденсатор, рези- .сторный диод. Устройство обеспечивает поддержание стабильного режима подзаряда при колебаниях питающей сети и изменениях внутреннего сопротивления источников тока. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для подззряда аккуму ляторных батарей и восстановления источников тока.

Целью изобретения является повышение надежности и стабилизации режима заряда.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит блок 1 гасящих элементов, выпрямитель 2, стабилитрон 3, индикатор 4, эталонный резистор 5, батарея б, нагрузочный резистор 7, первый транзистор 8, второй транзистор 9, элемент 10 коммутации, гасящий конденсатор 11, разрядный резистор 12, резистор 13, диод 14.

Сеть питающего переменного напряжения через блок 1 гасящих элементов соединена со входами выпрямителя 2, к первому выходу которого подсоединен катод стабилитрона 3 и первые выводы нагрузочного резистора 7 и индикатора 4. Второй вывод нагрузочного резистора 7 соединен с коллектором первого транзистора Вис базой второго транзистора 8 и с первым выводом эталонного резистора 5. Второй вывод индикатора 4 соединен с анодом диода 14 и первым выводом элемента 10 коммутации, второй вывод которого соединен с коллектором второго транзистора 9 и с первой клеммой батареи 6, вторая клемма которой соединена с катодом диода 14. Второй выход выпрямителя 2 соединен с анодом стабилитрона 3, эмиттером транзистора 8 и вторым выводом эталонного резистора 5.

Назначение элементов устройства следующее. Блок 1 гасящих элементов предназначен для обеспечения снижения напряжения на входе выпрямителя 2 до требуемой величины. Выпрямитель 2 обеспечивает двухполупериодное выпрямление

00

Ј

Ј КЭ

входного напряжения. Стабилитрон 3 обеспечивает ограничение напряжения на переходах транзисторов 8, 9. Резистор 7 является нагрузочным для транзистора 8. Транзисторы 8, 9 и эталонный резистор 5 обеспечивают формирование стабильного тока в коллекторной цепи транзистора 9, причем отрицательная обратная связь выполнена в видетранзистора 8, база которого соединена с эмиттером регулирующего транзистора 9. Индикатор 4 служит для установки требуемого тока в течений всего режима заряда батареи и контроля всего цикла заряда. Элемент 10 коммутации служит для установки требуемого тока вначале цикла заряда. Диод 14 предохраняет батарею 6 от разряда при ее закорачивании элементом 10 коммутации. Конденсатор 11 является реактивным сопротивлением, на котором происходит требуемое падение напряжения. .

Резистор 12 обеспечивает разряд конденсатора 11 при отключении от сети устройства. Резистор 13 ограничивает максимальный ток.

Исполнение элементов устройства сле- дующее. Полупроводниковые элементы: выпрямитель 2, стабилитрон 3, транзисторы 8, 9, диод 14 выбираются исходя из предель- ных условий эксплуатации (см. В,И.Галкин, Полупроводниковые приборы, Минск, Беларусь, 1987). Индикатор 4, например, стрелочного типа с соответствующими пределами измерения. Резисторы выбираются требуемой мощности рассеивания типа МЛТ, а конденсаторы с учетом их напряжения пробоя типа МБМ. Элемент 10 коммутации - кнопка КМ.

Устройство работает следующим образом.

Устройство подключают к сети переменного тока с выхода выпрямителя 2, к которому подключен стабилитрон 3, поступают импульсы с ограниченной амплитудой. Перед началом работы замыкают цепь между индикатором 4 и коллектором транзистора 9 элементом 10 коммутации. Через индикатор 4 и далее последовательно элемент 10 коммутации, коллекторно-эмиттер- ный переход транзистор 9, эталонный резистор 5 протекает ток установки, оптимальный к типу батареи. Ток устанавливают путем изменения величины резистора 5. Элемент 10 коммутации (кнопку) размыкают.

Устройство готово к работе. Подключают заряжаемую батарею к клеммам в коллекторной цепи транзистора 9. При этом через батарею 6 протекает ток установки, оптимальный для данного типа батареи.

Любое изменение величины нагрузки (внутреннего сопротивления батареи) не вызывает изменение тока в цепи коллектора транзистора 9, поскольку регулирующий

транзистор охвачен глубокой отрицательной обратной связью.

При заряде батареи 6 изменяется ее внутреннее сопротивление, при этом любое увеличение (уменьшение) тока в батарее

0 приводит к увеличению (уменьшению) падения напряжения на эталонном резисторе 5, при этом сопротивление коллектор - эмиттер транзистора 8 уменьшается (увеличивается), и выходной ток регулирующего

5 транзистора 9 уменьшается (увеличивается).

Таким образом изменение внутреннего сопрбтивлёния батареи в процессе заряда не вызывает изменения тока в цепи индика0 тора 4, по которому и ведётся.текущий контроль тока заряда батареи. Окончание процесса определяют по вольтметру, либо напряжение ограничивается стабилитроном или стабистбрЬм,по дктцфченными па5 раллёльно клеммам батарей 6 (на чертеже не показано).

При корректировке тока заряда в середине или в конце цикла на другую стабильную величину уставки необходимо замкнуть

0 элемент 10 коммутации и повторно выставить эталонный резистор 5. При этом разряда батареи 6 через элемент 10 коммутации не происходит из-за обратного включения диода 14 в цепи батарея 6, элемент 10 ком5 мутации, диод 14.

Эффективность предлагаемого устройства выражается в повышении надежности и поддержания стабильности тока на всем цикле заряда и учитывает изменение внут0 реннего сопротивления батареи в процессе заряда, а также колебания питающей сети. Устройство позволяет автоматизировать весь процесс заряда. Так при подзаряде серебряно-цинковых элементов типа СЦ-21

5 устройство обеспечивает неоднократно восстановление емкости за счет стабильного режима заряда при различных начальных внутренних сопротивлениях батареи. Формула изобретения

0 Зарядное устройство, содержащее блок гасящих элементов, включенный между входными клеммами для подключения сети переменного напряжения и входами выпрямителя, к выходам которого подсоединен

5 стабилитрон, индикатор, эталонный резистор и выходные клеммы для подключения аккумуляторной батареи, отличающее- с я тем, что, с целью повышения надежности и стабилизации режима заряда, в него введены нагрузочный резистор, первый и

второй транзисторы, элемент коммутации и диод, причем первый выход выпрямителя соединен с первыми выводами нагрузочного резистора и индикатора, второй вывод нагрузочного резистора соединен с коллектором первого транзистора и базой второго транзистора, эмиттер последнего соединен с базой первого транзистора и первым выводом эталонного резистора, второй вывод

индикатора соединен с анодом диода и первым выводом элемента коммутации, второй вывод которого соединен с коллектором второго транзистора и первой выходной клеммой, вторая выходная клемма соединена с катодом диода, второй еыход выпрями- теля соединен с эмиттером первого транзистора и вторым выводом эталонного резистора.