УСТРОЙСТВО для ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ Советский патент 1972 года по МПК H02J7/10 

Известны устройства для заряда аккумуляторной батареи, содержащие зарядный блок, подключенный к .источнику переменлого напряжения и заряжаемой батарее, два термочувствительных элемента, один из которых служит для измерения температуры о,фужающсй среды, а другой - для измерения температуры аккумуляторной батареи, и нолуп-роводиикоБую систему управления зарядным блоком, в -которой два транзистора соединены с двумя делительными мостами, содержащими, coQTBeTCTBe HO, по одному из указанных термочувствительных элементов, и на вход третьего транзистора, коллектор -которого связан с зарядным блоком.

Предлагаемое устройство для повышения надежности « качества процесса снабжено узлом .временной задержки, состоящем -из двух аккумуляторов, носледовательно с которыми включены контакты реле Источника перемен1ного напряжения, и двух транзисторов, подсоединевных к третьему транзистору системы управления.

На фиг. 1 приведена блок-схема онисываемого устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема устройства.

Устройство содержит термочувствительные элементы или тепловые зонды 5) и 59, аккумуляторную батарею В, электронные схемы ДУ детекти-рования, уеиления и управления,

позволяющие в функции от температуры, измеряемой тепловыми зондами, коммутацию зарядного блока ЗУ на ступень медленно пли быетрой зарядки, н схему ВЗ временной задержкн, которая действует на схемы ДУ и вызывает по истечен-и.н определел-ного времени задерл.ки при перех оде силовой сети в рабочее состояние после авари:и коммутацию зарядного блока на режим медленной liarpyaки. Каждый тепловой зонд состонт из сонротивлеиия IB виде металлической нроволоки с ноложительным темнератур1Н:,1м коэффициентом. Зонд Si служит для измерения температуры окружающей среды и закреплси на масее (на чертеже не показана), имеющс тепловую |Н:нерцию, сравнимую с тепловой инерцней батареи, а зонд Sz - для измерения температуры батареи и расположен в термическом контакте с ией. Оба зонда электричееки идентичны и находятся в коитакте с теиловымн массами -величины одного порядка.

Разность между температурой окружающей среды и температурой батареи переводится в разность сопротивлений, детектируется и усиливается при помощи электроиной дифференциальной схемы усиления, которая управляет выходным каскадом. Выходной каскад, в свою очередь, может неносредственио управлять регулировкой зарядного блока или возбуя дать реле, воздейетвуюн1,ее на зарядный блок. Узел

BpeMCiiiioit задержки по истечсини промежутка времена iiocjie восетаиовлеипя .л1)Н()й работ 1 еилоцои сети иосле аварии изменяет фупкцноиироваиие зыхолиого каскада так, что сеуществляется переход та pe/KiLM медленной зарядки.

Электронная схема диффе.рендиального уеиления сиетоит нз двух траизиеторов 7i и Т-2 типа п--р -а, эмиттеры которых соединены и ес)()тивлеиие Ri подключены к отрицательно 1у полюсу источника. Питание схемы осуществляетея зарядным бло.ком через сонротивлен:ас и стабилитрон Z. Базы транзисторов 7 и 1-2 получают смещение от делителей, СОСТОЯ1ЦИХ нз сопротивлений и R, нотенциометра PI п зонда Sj и сопротивлений R-, и Rf и зонда 52, еоответетвенво. Коллекторы транзисторов Г и 72 подключены к положительному зажи.му источника питания через соответствуюни1е еонротивлепня Rr и RB- Коллектор транзистора TZ через сопротивление Rg подключен к базе транзистора Гз тина п - р - П: Эмиттер транзистора Гз подсоединен к полол ителыюму и отрицательному зажил1ам источника через соответствующие сопротивлен1ия и Rn, а коллектор этого транзисто)а --- к базе транзи1стора 7. тина п. - /; -- п через со фотпвлеиие Ri. База транзистора r.s соединена с нолол ;ительным полюсо:м ист(.)чника через сопротивление Ri, .коллектор этого трапзпстора - с базой трапзпстора 7i через сопротивление Ru, а эмиттер подсоединен к базе выходного транзистора ГБ тина р - п - /;, эмиттер которого нодеоеданен к положительному полюеу иеточника, а коллектор -- к средствам управлення зарядным устройством.

Устройство временной задержки состоит из транзистора TS тина р - п - р, эмиттер и коллектор которого подсоедшшиы к положительному зажиму источника и базе транзистора Те, соо1ветствепно База транзистора TG подключена, с одной стО|роны, через сонротивленне Ris к отрицательному зажиму источника, а с другой стороны, к Коллектору транзистора Гт типа р - п - р, эмиттер которого нодсоединен к положительному зажиму источника, а смещение на его базу подается от делителя, образованного сонротивлениями Ria и Rn. Этот делитель запитываетея либо от элемента аккумулятор-кнонка BOi, либо от элемента аккумулятор-кноика BOz в зависимости от положения контактов Ki н Кг реле Ра, запитываемого от сети. Лккумулятор-киопка, который не запнтывает делительный мост Ri и Rn, заряжается от зарядного устройства через сопротивление Ris.

Устройство работает следующим образом.

Если температура батареи умеиьщаетея, например, иосле разрядки ирн быстром режиме во время неисправности Снлоеой сети, то устройство тюдает 1кома«ду на включение зарядного уетройетва на зарядку в медленном режиме.

Когда температура зонда 5% уменьшается, увеличивается ток через делитель, образованHbiii сонротив.лб1шя,ми Rs н R п зондом 52, и уменьшается в связи с этим смещение тра нзистора /а. Коллекторный ток транзистора Т также умйньщается, и напряжение на садротршлепие Ri стремится уменьшиться, вызывая увеличение смещения и коллекторного тока транзистора Т. Так как коллекторный ток

транзистора /2 уменьшается, смещение транзистора Гз и его 1коллекто|рный ток увеличиваются. Транзистор Т4, смещение на базу которого подается от делителя, образовадного сопротивлениями Ri2 и Ri, начинает проводить, когда ток коллектора транзистора Гз становится достаточным для этого. Как только транзистор Г4 начинает проводить, ток пачинает проходить по сопротивлению R и смещение транзистора 7i снова увеличивается. За

счет этого транзистор Т Становится полностью проводящим. Транзистор Гд, который также получает смещение от делителя, образованного сопротивлениями и , функционирует одновременно с транзисторов Г4 и, следовательно, становится также нроводящвм. Тогда транзистор Гб ,может воздействовать на устройство регулировки зарядного устройства так, чтобы установить режим быстрой зарядки. Кроме того, транзистор ГБ может управлять

непосредственно или |КОСБен:но возбуждением реле, управляющим зарядным устройством.

Быстрая зарядка п.меет тенденцию к нагреву батареи. Нагревание батареи вызывает увел1ичение сопротивления зонда 52 и приводит к уменьшению коллекторного тока транзпстора Гз, и следовательпо, к смещению транзисторов Т и Jj. Когда разность телшературы достигает максимальной величины регулировки, транзистор Гз закрывается и командует установлению режима медленной зарядки зарядного устройства. Коммутация из проходного в блокированное состояние для транзисторов Г4 и ГБ нроисходит при разности температур батареи и окружающей среды

более значительной, чем коммутация из блокированного в проводящее состояние благодаря включению сопротивления R. Конденсатор С служит для предотвращения случайного срабатываиия транзисторов Г. и Гд, так как он

осуществляет короткое замыкание паразитных наводок, которые могут передаваться ио лнппям зондов. Разница между указанными максимальной и ,1мииимальной разностями температур может устанавливаться изменением

соп1ротивления Ru- Величина этой регулировки равна нескольким градусам во избежание быстрых переходов от одного режима зарядки к другому, иснользуя тепловую инерцию батареи.

Переход от режи1ма быстрой к режиму медленной зарядки и 1наоборот возможен во время всей длительности промежутка времени задержки, определяемого узлом временной задержки, который работает следуюп1,им обКонтакты устройства Ki и Kz находятся в положении, локазанном на фиг. 2, аккумулятор-кнопка BOi заряжен « подает смещение на транзистор TQ. Транзистор Гб стаиовится пр01водяш,1им и изменяет ток смещения тран31 стора ГУ, основная величина которого создается источником питания, подключенным к базе через соп:роти:вление is. В результате транзЕстар Г закрывается, если аккумулято ркноп.ка BOi при своем создает достаточ;н1ое напряжение в точке делителя, образованного сопротивлениями и Rn, соединенной с базой транзистора Т. При этом транзистор 7 не оказывает никакого влияния на работу транзистора Гз, который воздействует на зарядное устройство.

В жонце разрядки аккумулятора-кнопки SOi транзистор Гб закрывается. Транзистор Гу получает смещение от сопротивления Ris и становится проводящим. Ток смещения транзистора Гз при этом проходит через транзистор Гт и транзистор TS закрывается вне зависимости от разности температур, измеренной зондами, вызывая автоматическое установление режима медленной зарядки. В то время, как аккумулятор-кнопка BOi разряжается, аккумулятор-кнопка ВОз заряжается через сопротивление Ris.

При частых чередованиях аварий и восстановлений силовой сети реле Ра меняет положение KiOHTaiKTOB /Ci и К так, что аккумулятор-юнопка ВОг запитывает мост-делитель RIB и в то время, как аккумулятор-кнопка ВО полностью подзаряжается.

Емкость аккумуляторов-кнопок SOj и ВОа быть такой, чтобы она создавала промежутки времени, достаточные для полной перезарядки батареи В. В том случае, когда батарея В не претерпевает знач,ительного нагрева, режим быстрой зарядки включается немедленно.

Таким образом, предлагаемое устройство осуществляет следующие операции, начиная с моме|Нта восстановления нормальной работы сети юосле аварии, во время которой батарея разрядилась.

1) Батарея имеет температуру, близкую к температуре окружающей среды:

а)немедленное

установление

режимов быстрой зарядки;

б)прерывание режима быстрой зарядки, когда температура батареи повысится, например, на 12° С относительно температуры окружающей qpeabi; величина максимальной разности регулируется с высокой точностью при по-мощи потенциометра

в)переход на режим быстрой зарядки, когда разность температур минимальна, например, на 6° С выще температуры окружающей среды;

г):вынужденный переход на режим медленной задержки в конце времени задержки.

б) Батарея нагрета, например, в результате разрядки в быстром режиме;

а)установление режима медленной зарядки; на этом режиме батарея охлаждается;

б)переход на режим быстрой зарядки, когда темиератзфа батареи значительно понизилась. Далее процесс аналогичен описанному в пи. 1-2-1-4.

Предмет изобретения

Устройство для заряда аккумуляторной батареи, содержащее зарядный блок, подключенный к источнику неременного напряжения и заряжаемой батарее, два термочувствительных элемента, один из которых для измерения температуры окружающей среды, а другой - для измерения температуры аккумуляторной батареи, и полупроводниковую систему управлсчи я зарядным блоколг, в котоpoii дза транзистора соединены с двумя делительными мостами, содержащими, соответственно, по одному из указанных термочувствительных элементов, и на вход третьего транзистора, коллектор которого связан с зарядным блоком, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности и качества процесса, оно снабжено узлом временной задержки, состоящим из двух аккумуляторов, последовательно с которыми включены контакты реле источника переменного напряжения, и двух транзисторов, подсоединенных к третьему транзистору системы управления.

S3

и;

г-о

5-brl-;i4 Я

.г

ЗУ