НАП •?Шй'?Г(г Ш1 Советский патент 1973 года по МПК H02J7/34 

1

Изобретение относится к устройствам защиты, применяемым в автономных необслуживаемых системах электропитания.

Известны автоматические устройства для заряда аккумуляторной батареи, работающей в буферном режиме, например герметичной никель-кадмиевой, содержащие измерительный мост, образованный резисторами и опор.ным источ.ником, к одиой из диагоналей которого подсоединена аккумуляторная батарея, релейный полупроводниковый усилнтель с резистором в цепи коллекторной обратной связи, вход которого нодключен ко второй диагонали измерительного моста, а выход - к реле, коммутирующему цепь заряда аккумуляторной батареи, при этом параллельно одному из резисторов измерительного моста, связанному со входом усилителя, подключены п элементов из последовательно соединенных резистора и термодатчика с релейной характеристико.

Однако известные устройства не обеспечивают необходимой надежности и защиты системы при изменении темнературы окружающей среды, так как, в случае работы с никелькадмиевыми аккумуляторными батареями, их зарядно-разрядные характеристики зависят от этой темиературы.

Целью изобретения является упрощение схемы и повышение надежности. Для этого параллельно резистору коллекторной обрат юн связи усилителя присоединены аналогичные п элементов из последовательно соединенных резистора и термодатчика.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - зарядные и разрядиые характеристики никель-кадмиевой герметичной аккумуляторной батареи.

Устройство (см. фиг. 1) содержит измерительный мост, образованный резисторами /, 2, 3 и опорным источником, например на стабилитронах 4, 5, акку.муляторную батарею 6, подсоединенную к одной из диагоналей этого моста, релейный иолуироводниковый уснлитель, состоящий из транзисторов 7, 8 и резистора 9 обратной связи, включенного между коллектором транзистора 7 и базой транзистора 8, который, в свою очередь, присоединен ко второй диагонал измерительного моста. В коллекторную цепь транзнстора 7 включено исполнительное реле W, а коммутация зарядной цепи осуществляется при помощи дистанционного переключателя 11с двумя обмотками 12 и 13, каждая из которых имеет собственные контакты 14 и 15 соответственно.

Мннус первичного генератора 16 постоянного тока, нанример солнечной батареи, соединен с минусом батареи 6, с обмоткой реле Ю с резистором 2, стабилитроном 5, с обмотками 12 и 13 дистанционного переключателя и с минусом нагрузки 17. Плюс генератора соединеи с плюсом батареи 6 через разделительный диод 18 и исполнительный контакт 19 дистанционного переключателя. Плюс батареи соединен с резистором /, исполнительным контактом 19, резисторами 20 и 3, контактами 21 и 22 реле 10, термодатчиками 23 и 24. Измерительный мост, релейный полупроводниковый усилитель н реле 10 образуют реле максимального напряжения (часть схемы, ограниченная штрих-пунктирной линией).

Характеристики батареи, приведенные на фиг. 2, показывают изменение напряжения заряда батареи в зависимости от темперагуры: кривая А при +35°С, кривая Б при +20°С, кривая В нри --Ь5°С. Кривые Г, Д Е - аиалогичные разрядные кривые. Разность напряжений и А - отп; ЦБ - отп; Ив - t/отп, где отп - напряжение отпускания реле максимального напряжения, показывает величину необходимой петли гистерезиса этого реле для соответствуюш,их зарядно-разрядных кривых.

Устройство работает следующим образом.

При работе .генератор 16 постоянного тока заряжает аккумуляторную батарею 6 через нормально замкнутый контакт 19 и питает нагрузку 17, ток потребления которой может изменяться скачкообразно. После того как напряжение па батарее 6 достигнет своего предельного значения, реле максимального напряжения (часть схемы, ограниченная штрихпунктирной линией) нерейдет в режим срабатывания (f/cp-и А ЦБ , и в), при этом контакт 22 выходного реле 10 иерейдет в разомкнутое состояние, а контакт 21 - в замкнутое, что вызовет срабатывание отключаюп1ей обмотки 12 дистанционного переключателя // с размыканием собственного контакта 14 и замыканнем контакта 75. Исполнительный контакт 19, перейдя в разомкнутое состояние, отключит генератор 16 от батареи 6. Мапря/кепне на батарее изменится скачком (см. фиг. 2) до начального разрядного и будет понижаться до напряжения 6отп. Достигнув напряжения LoTn, реле максимального напряжения перейдет в режим отнускания. Контакт 22 реле 10 включит обмотку 13 дистанционного переключателя и, тем самым, контакт 19, перейдя в замкнутое состояние, вновь подключит генератор 16 к батарее 6. Контакт 14 замкнется, а 15-разомкнется. Коррекция уставки напряження срабатывания реле максимального напряжения и петли гистерезиса (t/ep- /отп) осуществляется термодатчиками 23, 24, 25, 26 с релейной характеристикой, установленными в теле батареи. Реле максимального напряжения с термодатчнками релейного типа работает следующим образом.

При , где и - изменение напряжения на батарее 6, потенциал точки 27 меньше фиксированного потенциала точки 28. Транзисторы 7 и 8 закрыты. Через исполнительнее реле 10 протекает ток, определяемый суммарной величиной сопротивлений резисторов / iJ 9. Лри потенциал точки 27 стано,вится

выше потенциала точки 28, открываются транзисторы 7 н 8 и срабатывает реле 10.

Потенциал точки 28 задается стабилитронами 4, 5. Из-за большого динамического сонротлвлення диода 29 при малых токах неуправляемый коллекторный ток /ко закрытого транзистора 7 уменьшается.

В открытом состоянии транзистора 7 диод 29 не влияет на его работу, так как при больших токах ди 1амическое сопротивление транзистора мало.

Пеобходимый гнстерез 1с реле, т. е. разность между нанряжением срабатывания Оер и напряжением отпускагня Оот-п определяется велнчнной сонротивления обратной связи (сонротивления резистора 9}. В качестве элементов для регулировки величины AL 6ep- от„ используются резисторы 1 п 9, а также нараллельно им включенные цепи из термодатчиков 23 и 24, 25 и 26 и резисторов 30 и 3/, 32 и 33. Панример, прн температуре тела батареи, равной +5°С термодатчики 23 и 24 находятся в разомкнутом состоянии, а термодатчики 25, 26 - в замкнутом. Реле 10 срабагывает при 6в 34,0+0,1 в за счет резистора /, а отпадает при иониженнн напряжения на батарее до 6отп 30,5 в за счет резистора 9 н параллельно ему включенных цепочек из термодатчика 25 и резистора 32 и термодатчика 26 и резистора 33. При температуре тела батареи, равной +20°С, термодатчик 23 перейдет в замкнутое состояние, а термодатчик 24 останется разомкнутым. Термодатч 1к 25 перейдет в разомкнутое состояние, а термодатчик 26 останется замкнутым. Соответственно происходит перерасчет f/oTu и ср.

При температуре тела батареи, равной -|-35°С, термодатчнк 23 останется в замкнутом состоянии, а термодатчик 24 перейдет в замкнутое состояние. Термодатчик 25 останегся .в разомкнутом состоянии, а термодатчнк 26 нерейдет в разомкнутое состояние. При этом изменится и уровень Ucy и 6отп.

Предмет изобретения

Автоматическое устройство для заряда буферной аккумуляторной батареи, например герметичной никель-кадмиевой, содержащее измерительный мост, образованный резисторами и опорным источником, к одной из диагоиалей которого нодсоедннена аккумуляторная батарея, релейный полупроводниковый усилитель с резистором в цепи коллекторной обратно; связи, вход которого подключен ко второй диагонали измерительного моста, а выход-к реле, коммутирующему цепь заряда аккумуляторной батареи, при этом параллельно одному из резисторов измерительного моста, связанному со входом усилителя, подключены п элементов из последовательно соединенных резистора и термодатчика с релейной характеристикой, отличающееся тем, что, с целью упрощения схемы и повышения надежности, параллельно резистору указанной

коллекторной обратной связи усилителя нрисоединены аналогичные п элементов из последовательно соединенных резистора и термодатчика.

т-р т т 1 Ж

10

20

3040

iPuz.