УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА И РАЗРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ Советский патент 1973 года по МПК H02J7/34 

1

11звест)1ы источники с болышьм liiiyTpeiiиим сопротивлением - такие как полупроводниковые термогенераторы, солнечные батареи и т. д., которые, в частности, используются для питания автоно.мных потребителей. Эти источники обычно употребляются сов.местно с аккумуляторными батарея.ми и работают при этом либо в режиме питания нагрузки п заряда, либо питание нагрузки осуществляется от этой батареи. Для стабилизации сети постоянного тока в этих установках применяются зарядно-разрядные устройства.

Известно устройство для заряда и разряда аккумуляториой батареи, работающей в буфериом режиме, содержащее генератор постоя}П1ого тока с больщим внутренним сопротивленне.м и стабилизируемым напряжением, трапзистор1 1, коммутирующие зарядно-разрядные цепи батареи, питание которых осуществляется от генератора переменного напряжения стабильной частоты, а управление через выходные обмотки генераторов пере.менного напряжения с частотой пропорциональной стабилизируемому напряжению. В предложенном устройстве с целью повышения к.п.д. выходные обмотки генератора подключепы к эмиттерам транзисторов через включенные в прямом направлении допол ительн1 1е транзисторы, управляемые этими же

оо.моткл.ми и зашунтированные последовательно включeilны п диодом и выходной об.моткой генератора пере.менного напряжения стабильной частоты.

На чертеже дана схема предложенного устройства.

Устройство работает следующим образом. Пусть, например необходимо обеспечить заряд аккумулятора. Если при этом аккумулятор почти за эяжен, то необходимо иметь полное напряжение заряда. Это обеспечивается, если СП Н СП2 (статические преобразователи напряжения) работают без сдвига фаз. При этом в один полупериод, когда на началах обмоток Тр1 и Тр2 «плюс, проводит транзистор Т1, а напряжение заряда складывается из напряже 1ия сети н напряжения обмотки Wi трансформатора Тр1. В другой полупериод проводит транзистор Т2, и напряжение заряда складывается из напряжения сети и напряжения обмотки Wz этого же трансформатора.

Пусть теперь ток нагрузки сети /н увеличивается. Напряжение Ucf-ra начинает у.меньшаться, что вызывает уменьшение частоты СП2. Следовательно, между напряжением СП и СП2 появляется разность фаз, причем переключение С77/ будет происходить раньше.

Переключение С/7/ приводит к измененик;

знака па обмотках траисформатора Тр1. Но так как в СП2 еще переключения не про)зошло, транзисторы Т н TZ занерты, а иродолжают оставаться открытыми транзисторы TZ и TI. Смена нолярности на обмотке W(Tpl приводит R этих условиях к тому, что аккумулятор начинает через цепь Т-,, W разряжаться.

После переключения СП2 транзисторы Гз, Т закроются, а откроются транзисторы 7,, Т и аккумулятор будет заряжаться ио цепи W-.T,.

При дальнейшем у1 еличепни /м зарядная часть иолупериода будет умепьшаться, а разрядная часть нолупериода - увеличиваться. Причем перераснределенне разрядной и зарядной частей будет происходить таким образом, чтобы поддержать иапряжение сети постояиным.

При максимальиом нагрузочном токе н нрн сильно разряженном состояинн аккумулятора (f/aK. fyaie. мин.) СДВИГ фаз приближается к 180°, и заряд аккумулятора Н1)актически отсутствует, а все время каждогю полупернода занимает разрядная часть, т. е. в нагрузку идет вся мощность полупроводниковой батареи и акку.мулятора.

Таким об|)азо.м, система регулирования подбнрает необходимое зарядное или разрядное иапряже П1с, обеспечивающее стабилизацию напряжения сети н еоотпететвующш режим аккумулятора.

Предположим, на Tp2(Wz) сигнал, открывающий транзистор Т). Этот сигиал откроет чеipea базовое сопротивление R транзистор Т, в цепи нагрузки которого оказываютея включены эмиттерный переход Ti н ,. Обмотка W,; отсечена днодом Дь н по ее потребле1П я нет. Прн запирании (когда иа концах обмоток W-., и W( положительные потенцналы) транзистора Т напряжение обмоток IFs и Wt, складывается.

Таким образом, обмотка W, оеуществляет отпирание транзистора Т, а обмотка W,; {eoв eeтиo с W) - запнрание с потенцналом базы, запирающим коллекторный переход, что обеспечивает работу с.хемы без диодов и, следовательно, поныитет к.п.д. с.хемы.

4

Кроли того, нанрял еиие на об.мотке 11,-, нрп :vTOM i i i6iipa(TC5i JLJ ус,1О1Н я онт11мал но1о согласования с nxo.uioii .арактсрнстн1 о1 1 Tpan.iHCTOiX) 7i - Ti при отнираили нос. едии,, что речко сн1 /кает потерн iia баюв1,1х 1;(()тпв;1е1:иях / П|-/ о.,.

Отметим еще одну нc).IOЖliтe;lЫiVl{ особс;;1;осг;. с.хс.мы пез диодов li коллекторной :;е;.п. Когда транзнсто) Т oT}q)biT, iieго нро.чоднть пе только |.)а ;ряд111) ток му,1ято)а, ио и в соответствии с ннBCjicHbLMii .характеристика.ми тра1Г истора за 1ядньи 1 ток. HcTecTBCiiiio, и:,-.за н-и-;сстно О HCpaiiCi.CTiia инно) и 110р.мал1Л О1о 1чОЭ((j)niUieHTOB усиления Tpaii3 iCTO)a доиуст1 мьн 1 инвсрсшлй ток меньше иор.мального.

О.чнако в ряде случаев и|)а1хтического применения нрн малых мощностях, нанрнме) Солнечной батареи, аккумулятор заряжается током, значнте.чыю меньшим, чс.м ток разряда. Это иозволяет иснользовать Г н Го как для разряда, так н для заряда аккумуляторной батареи. Ценн 7з и Т при 5то.м .южиo исключить.

П р е д .м е т изобретения

УстроГктво для заряда и разряда ак сумуляторной батареи, работающей н буферном режиме, содержаи1ее генератор постоянного тока с большим виутренни.м сопрот1и лсние.1 и стабнлизируемы.м иаиряжеиие.м, траизисторы, ко.1: 1утируюни1е зарядио-разрядные цени батареи, питание которых осуществляется от геиератора переменного напряжения етабильной частоты, а управление через выход1И,1е обмотки геиератора перемегишго напряжется е частотой, пропорциональной стабилизируемому напряжению, отличающееся тем, что, с цел1яо повышения к.п.д., выходные обмотки геиератора иодключеиы к миттерал указаиных транзисторов через включеиные в прямом направлении дополнительные транзиеторы, управляелгые этими же обмотками и зашунтирова1И ые последовательно включенными диодом н вьгходной обмоткоГ упомянутого геиератора перемен1Юго папряжег.кя частоты.