УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ Советский патент 1974 года по МПК G01R19/00 H01M10/48 

1

Изобретение может быть использовано для контроля и управлеиия химическими источниками тока, например аккумуляторными батареями.

Для защиты аккумуляторной батареи от разрушения, наступающего в результате перезаряда или переразряда аккумуляторов, используются пороговые устройства, выполненные на базе усилителей постоянного тока.

Известно устройство для измерения напряжения аккумуляторной батареи, содержащее измерительный мост с нелинейными элементами, усилитель постоянного тока на транзисторе с нагрузкой в коллекторной цепи и ключевой элемент.

Цель изобретения - повысить точность и снизить потребляемую мощность. Для этого нагрузка усилителя постоянного тока и нелинейные элементы измерительного моста выполнены на карректорах, а в качестве ключевого элемента используется полевой транзистор, подключенный затвором к коллектору, а истоком - к эмиттеру транзистора усилителя постоянного тока.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит измерительный мост 1, 2, 3 и 4, усилитель постоянного тока на биполярном транзисторе 5, в цепь коллектора которого включен карректор 6, ключевой элемент на полевом транзисторе 7, в стоковую цепь которого включен резистор 8. На вход устройства 9 подается контролируемое общее напряжение аккумуляторной батареи. С выхода устройства 10 снимается управляющий сигнал в форме перепада потенциала. К общему выводу 11 подключается отрицательный полюс батареи. Карректоры 1 и 4 включены в противоположные плечи измерительного моста.

В качестве полевого карректора можно использовать полевые транзисторы, работающие в режиме объединения. Свойством карректора является стабилизация протекающего через

него тока в широком диапазоне напряжений. Для этого рабочая точка Карректора должна находиться на участке насыщения его вольтамперной характеристики. . При низком нанряжении транзисторы 5 и 7

быть открыты, что достигается подбором сопротивления резистора 2 во время настройки порогового устройства на карректорах. Сопротивление резисторов 2 и 3 выбирается из условия минимума мощностн, потребляемой всем устройством. Транзистор 5 благодаря включению в цепь коллектора карректора 6 находится в насыплепин. Потенциал коллектора транзистора 5 превышает потенциал эмиттера транзистора 5 не более чем на 0,25 в, что обеспечивает открытое состояние ключевого элемента-транзистора 7. Через открытый транз-истор 7 протекает ток. Последний .создает на резисторе 8 значительное падение нанряжепия, превышающее несколько вольт и использующееся в качестве выходного сигнала устройства.

По мере заряда батарей нанряжение, подаваемое на вход порогового устройства, увеличивается, что вызывает увеличение потенциала эмиттера транзистора 5. Потенциал базы транзистора 5 и ток коллектора практически не меняются. При некотором критическом входном напряжении транзистор 5 начнет запираться. Включение карректора 6 в цепь коллектора равносильно включению резистивной нагрузки в сотни килоом, что ириводит к значительному увеличению коэффициента усиления каскада по напряжению. Поэтому незначительное увеличение входного напряжения свыше критического уровня вызовет значительное изменение потенциала коллектора транзистора 5.

Коллектор транзистора 5 соединен с затвором транзистора 7 и соответственно эмиттер соединен с истоком, поэтому напряжение на затворе относительно истока также возрастает. Полевой транзистор 7 работает в режиме обеднения. Увеличение нанряжения на затворе относительно истока уменьшает ток, протекающий через транзистор 7. Последнее вызовет уменьшение падения нанряжения на резисторе 3, дальнейшее увеличение потенциала эмиттера транзистора 5 и еще более сильное запирание транзисторов 5 и 7. Так действует механизм положительной обратной связи. Транзистор 7 полностью закроется. Выходное напряжение, снимаемое с резистора 8,

упадет до нуля. Положительная обратная связь повышает чувствительность устройства. Точность порога срабатывания определяется в основном темнературным дрейфом. Наи большее влияние оказывает темнературная нестабильность токов, протекающих через карректоры. С этой точки зрения наиболее целесообразно использование карректоров с сонротивлением в цени истока. Темнературьый коэффициент тока такого карректора меньше 10 (град) и отрицателен. Влияние отрицательного температурного коэффициента тока карректора на точность устройства можно устранить, используя в качестве резисторов 2 и 3 резисторы с положительным темнературным коэффициеитом сопротивления. Кремниевый бинолярный транзистор 5, имеющий незначительный обратный ток коллектора, не оказывает существенного влияния на

величину температурного дрейфа из-за включения в его коллекторную цепь карректора б, ограничивающего ток на уровне 0,4 ма.

Предмет изобретения

Устройство для измерения нанряжения аккумуляторной батареи, содержащее измерительный мост с нелинейными элементами, усилитель постоянного тока на транзисторе

с 1агрузкой в коллекторной цепи и ключевой элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и снижения потребляемой мощности, нагрузка усилителя постоянного тока и нелинейные элементы измерительного моста выполнены на карректорах, а в качестве ключевого элемента используется полевой транзистор, подключенный затвором к коллектору, а истоком - к эмиттеру транзистора усилителя ностоянного тока.