Устройство для контроля работы аккумуляторной батареи, работающей в буферном режиме Советский патент 1993 года по МПК H01M10/42 H02H7/18 

Изобретение относится к электротехнике, и может быть применено, в частности в устройствах автоматики и связи, где автоматизированный выпрямитель, работающий в буфере с аккумуляторной батареей, рассчитан на безразрывное питание нагрузки.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором представлена схема заявляемого устройства.

Устройство для контроля работы аккумуляторной батареи 1, включенной в буфере с автоматизированным зарядным выпрямителем 2 состоит из первого 3 и второго 4

шунтов, блока сравнения 5 выполненного в виде компаратора со смещением 6 и двух дифференциальных усилителей 7 и 8, первого 9 и второго 10 счетчиков, двух дифференцирующих цепей 11 и 12. генератора импульсов 13 и RS-триггера 14,

Выходы первого шунта 3 подключены ко входам первого дифференциального усилителя. Выходы второго шунта 4 подключены ко входам второго дифференциального усилителя 8. Выходы дифференциальных усилителей 7 и 8 соединены соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами компаратора б. Выход компаратора 6 соединен со входом установки R первого

00 Ы

VI СО О

Сл

счетчика 9, счетный вход СЕ которого соединен с n-разрядным выходом Qn второго счетчика 10. Счетный вход СЕ второго счетчика 10 соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов 13. Выход 1-го разряда QI второго счетчика 10 соединен через дифференцирующую цепь 12 со входом установки R RS-триггера 14, вход установки S которого подключен через дифференцирующую цепь 11 к выходу 1-го разряда первого счетчика 9. М-разрядный. выход первого счетчика 9 соединен со входом блокировки С того же счетчика и со входом блока сигнализации неисправности, Прямой выход RS-триггера 14 является управляющим выходом устройства, соединенным со входом автоматизированного зарядного выпрямителя 2.

Устройство контролирует работу аккумуляторной батареи 1 за счет того, что при повышенном выходном напряжении выпрямителя 2 ток выпрямителя, проходящей через шунт 3 больше тока нагрузки, проходящего через шунт 4, на величину тока заряда аккумуляторной батареи 1, ДНИн. Напряжения, снимаемые с шунтов 3 и 4, увеличиваются соответственно дифференциальными усилителями 7 и 8 и подаются соответственно на неинвертирующий и инвертирующий входы компаратора 6. Поскольку ток через шунт 3 больше тока через шунт 4, напряжение на неинвертирующем входе компаратора 6 больше, чем нэпряже.- ние на инвертирующем входе этого же компаратора, который выдает сигнал на вход установки R первого счетчика 9, запрещающий счет импульсов с n-разрядного выхода Qn второго счетчика 10, На n-разрядном выходе Qn второго счетчика 10 сигнал неисправности батареи не появляется.

При обрыве аккумуляторной батареи 1 и повышенном выходном напряжении выпрямителя 2 токи в шунтах 3 и 4 равны, с выхода компаратора 6 нулевой сигнал подается на вход установки R первого счетчика 9, разрешающий счет импульсов. После счета первым счетчиком 9 определенного числа импульсов на n-разрядном выходе Qn появляется сигнал в блок сигнализации о неисправности батареи.

В динамике устройство работает следующим образом.

В режиме постоянного подзаряда батареи ток заряда батареи имеет малое значение, токи в шунтах 3 и 4 практически равны и на выходе компаратора 6 действует нулевой потенциал, разрешающий счетчику 9 считать импульсы, подаваемые на его счетный вход СЕ с n-разрядного выхода Qn счетчика 10. Счетчик 10 работает от импульсов

генератора 13. После каждой пары импульсов с n-разрядного выхода Qn счетчика 10 счетчик 9 выдает сигнал с 1-го разрядного выхода Qi через дифференцирующую цепь

11 на вход установки в 1 S RS-триггера 14. С прямого выхода RS-триггера подается сигнал на вход автоматизированного зарядного выпрямителя 2 для увеличения его выходного напряжения. За счет увеличения

выходного напряжения выпрямителя 2 увеличивается ток через аккумуляторную батарею 1 и разница токов между током выпрямителя 2 I В и током нагрузки н становится больше заданной величины Д и

компаратор 6 выдает сигнал 1 на вход установки О R счетчика 9, запрещающий подачу импульсов с n-разрядного выхода Qn второго счетчика fO, и обнуляющий первый счетчик 9. Выключение сигнала с прямого

выхода RS-триггера 14 происходит подачей импульса с 1-го разрядного выхода Qi второго счетчика 10 через дифференцирующую цепь 12 на вход установки в О (R) RS-триг; гера 14.

в случае обрыва аккумуляторной батареи I ток выпрямителя равен току нагрузки. Ток что Гь-1н 0 меньше заданной величины Д|, поэтому компаратор 6 снимает нулевой сигнал с входа установки в О R первого

счетчика 9.

Сигналы с n-разрядного выхода Qn вто- рогосчетчика 10 поступают на счетный вход СЕ первого счетчика 9. После каждой пары импульсов с n-разрядного выхода Qn второго счетчика 10 первый счетчик 9 выдает сигнал с 1-го разрядного выхода Qi через дифференцирующую цепь 11 на вход установки в 1 S RS-триггера 14. С. прямого выхода RS-триггера 14. С прямого выхода

RS-триггера 14 подается сигнал на устройство управления выпрямителем 2 для увеличения его выходного напряжения, но т.к. цепь аккумуляторной батареи t отсутствует, то ток выпрямителя 2 ь равен току нагрузки

}н и компаратор б остается в прежнем состоянии. Выключение сигнала с прямого выхода RS-триггера 14 происходит подачей импульса с 1-го разрядного выхода Qi второго счетчика 10 через дифференцирующую

цепь 12 на вход установки в О R RS-триггера 14.

После просчета первым счетчиком 9п/2 импульсов с его n-разрядного выхода Qn поступает сигнал на вход блока сигнализации неисправности и через вход блокировки С сигнал блокирует первый счетчик 9. После этого прекращается подача импульсов че- рез дифференцирующую цепь 11 йа вход

установки в I S RS-триггера 14 и прекращается тестовое увеличение выходного напряжения выпрямителя 2.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет контролировать повреждение (обрыв) аккумуляторной батареи при работе ее в буфере с автоматизированным выпрямителем, имеющим на выходе малую переменную составляющую напряжения.

Формула изобретения Устройство для контроля работы аккумуляторной батареи, работающей в буферномрежиме,содержащее автоматизированный зарядный выпрямитель и блок сигнализации, отличающееся тем. что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено двумя шунтами, двумя счетчиками, двумя

ды первого и второго шунтов подключены к входам соответствующих дифференциальных усилителей и являются соответственно входами устройства для включения в цепь

5 нагрузки до и после аккумуляторной батареи, а выходы первого и второго дифферен- циальных усилителей соединены соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами компаратора, выход

10 которого подключен к входу установки первого счетчика, n-разрядный выход и вход блокировки последнего объединены и связаны с входом блока сигнализации, выход генератора связан со счетным входом вто15 рого счетчика, n-разрядный выход которого подключен к счетному входу первого счетчика, а первые разрядные выходы первого и второго счетчиков посредством соответствующих дифференцирующих цепей связаны

дифференцирующими цепями, RS-тригге- 20соответственно с входами установки в 1 и

ром, генератором и блоком сравнения, RS-триггера, прямой выход которого явполненным в виде двух дифференциальныхляетсяупрэвляющим входом эвтоматизироусилителей и компаратора, при этом выхо-ванного выпрямителя.

ды первого и второго шунтов подключены к входам соответствующих дифференциальных усилителей и являются соответственно входами устройства для включения в цепь

нагрузки до и после аккумуляторной батареи, а выходы первого и второго дифферен- циальных усилителей соединены соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами компаратора, выход

которого подключен к входу установки первого счетчика, n-разрядный выход и вход блокировки последнего объединены и связаны с входом блока сигнализации, выход генератора связан со счетным входом второго счетчика, n-разрядный выход которого подключен к счетному входу первого счетчика, а первые разрядные выходы первого и второго счетчиков посредством соответствующих дифференцирующих цепей связаны

Использование: в системах питания на- грузки от автоматизированного выпрямителя, работающего в буфере с аккумуляторной батареей. Сущность изобретения: устройство состоит из аккумуляторной бятареи, автомат и.з и р о в а н н о г о управляемого выпрямителя, двух шунтов, блока сравнения, двух счетчиков, двух дифференцирующих цепей, генератора и RS-триггера. Блок сравнения выполнен в виде двух дифференциальных усилителей и компаратора. Выходы шунтов подключены к входам соответствующих дифференциальных усилителей и являются соответственно входами устройства для включения в цепь нагрузки до и после аккумуляторной батареи. Устройство контролирует и сигнализирует ситуацию обрыва аккумуляторной батареи и запрещает при этом увеличение выходного напряжения выпрямителя. 1 ил. СО С

2 ой с чРтчик

триггер

Q

О

$ блок сигнализации