Устройство для питания нагрузки постоянным током Советский патент 1975 года по МПК H01M45/04 H02J7/12 

Таким образом, дополнительный аккумулятор получает заряд, пропорциональный расходу батареи 1 в ампер-часах.

Когда питание сетп восстаиовлепо, аккумулятор 8 разряжается в пспь разрядки 9.

Интенсивность разрядкн батареи 8 проиорциональпа ннтепсивности заряда батареи 1.

Для этой цели в день заряда батареи 1 введеп элемеит 10. Напряжение па клеммах этого элемепта повышено усилителел 11. Напряжение на выходе усилителя 11 испо.тьзуется для изменения наиряжения разрядки донолнительпой аккумуляторной батареи 8. В копце разрядки батареи 8 понижение напряжения последней исиользуется для выключения режима быстрой зарядки батареи ак1 уму;1яторов с помощью блока 12.

Сеть переменного тока 4 питает зарядное приспособлепне 3 через трансформатор 13 с первичной обмоткой 13а и одной из вторичных обмоток 136 (фиг. 2).

Зарядное приспособление 3 спабжено выпрямительным мостом 14. Вторичная обмотка трансформатора соединена с вынрямительным мостом 14 посредством нндукнии 15, имеющей нромежуточпое включение. Реле с катушкой 16 и контактом 17 позволяет обеспечить режим медлеииой или быстрой зарядки батареи. Выходные клеммы зарядного нриспособлепия соединены с батареей 1. Нсточник нитания 2 соедииен с батареей посредством выключателя 6.

Когда в сети есть напряжение, аварийная батарея постоянно заряжается в медленном режиме. В случае выхода из строя сети питания батарея начинает питать потребитель энергии.

При восстановлении напряжения в сети устанавливается режим быстрой зарядки батареи, а затем режим мед.тегиюй зарядки (режим иоддержания).

В случае отсутствия напряжения в сети батарея 1 начинает питать потребитель тока. При этом пебольщой аккумулятор 8 получает электрический заряд, иитепсивпость которого иропорциоиальна интенсивности разрядки аккумулятора, что достигается введением последовательно в цень разряда батареи 1 шупта 18. К клеммам этого шунта подключена цепь. состоящая из регулируемого сопротивления 19 и двух транзисторов я - р - п 20 и 21, базы которых соедипепы электрически и которые находятся в хорошем тепловом контакте друг с другом.

К оллектор транзисторов 21 соединен с отрицательной клеммой батареи 8 носредством сопротивления 22, диода 23 и сопротивления 24.

Коллектор транзистора 20 соедииен с положительной клеммой батареи 8 посредством сопротивления 25.

Порог напряжения транзистора 20, используемого в качестве диода, так как его база и коллектор соединены накоротко, иротивоноложеп порогу нанрялсепия соединения эмиттер- база транзистора 21 и его аннулирует. Транзистор 20 начинает проводить ток в случае слабых напряжений на клеммах шунта 18. Сопротивление 19 определяет зарядный ток батареп 8 в зависимости от напряжения па клеммах шупта 18.

Сопротивление 22 огра1Н1чивает силу тока зарядкп (Л-лчумулятора 8 в то время, как сопротнвлеиие 25 сообп1ает э.лектроэнергию полярнзацип для тра;1знсторов 20 и 21. Сопротпвлеппе служит для измерения зарядного тока п тока разрядки аккумул5 тора 8 во время наладки.

Практически лпнейпость обратной связи

нркснособлепия, т. е. пропорциональность

между сплои зарядп01 ) тока аккумулятора 8

и нанряжеппсл на клеммах нппта вполне достаточпа, до тех пор, пока напряжение па

шунта заключепо между 50 и 300 мв.

Когда папряжепие па клеммах шунта 18

превышает 300 мв, сопротив-чения 22 и 24 ограпнчивают иптепсивпость тока зарядки б тареи 8.

Когда же иапряжепие иа клеммах шуита снижается до 50 мв, интепснвность зарядки аккумулятора 8 норестает быть пропорциопальпой этому напряжению.

Сила зарядного тока равна нулю, когда напряжепие на клеммах шунта 18 заключено между О и 20 :,IB, так как оетаточпое электричество приспособления выходит через соп:ротивлеиие 26, не разряжая батарею 8, благодаря присутствию диода обратного тока 23.

Как только цепь начинает функционировать, батарея 1 переходит па режим зарядки.

Выпрямительный мост, включающий в себя диоды 27-30, питаемые от второй вторичной обмотки 136 с трансформатора 13 создает папряжепие, контролируемое сопротивлением 31 и конденсатором 32.

Это нанряжение передается клеммам катушки 16 реле, задающим быстрый или медленный режим зарядки батареи 1. Катушка 16 включена последовател1Я1о с транзистором 33, база которого поляризована напряжением, снятым между двумя сопротивлениями 34 и 35.

Цепь разрядки аккумуляторной батареи 8 включает в себя потенциометр 36, включенный последовательно с сопротивлением 37, сонротивленисм 38 и транзистором 39. База транзистора 39 поляризовапа напряжением на клемлчах шунта 40, включенного последовательно между зарядным приспособлением 3 и батарей 1 и, следовательно, находящегося под напряжением зарядного тока. Таким образом, папряжеиие па клеммах шупта 18 пропорционально силе зарядного тока батареи.

Транзистор 41, иснользуемый в качестве диода, е норогом напряжения, противоположным норогу напряжения соединения эмиттер - база траизистора 39, обеспечивает тепловую компенсацию цени. Сопротивление 42 иодводит потенциал базы транзистора 39 к отрицательной клемме нпнта. R случае отключенной сети питания. Оно служит тому, чтобы предотвратить нежелательную разрядку батареи 8 при отключенной сети.

Коллектор транзистора 41 соединен с базой транзистора 39, а его эмиттер соединен с отрицательным полюсом шунта 40.

Коллектор транзистора 3 соедипеп с отрицательным полюсом батареи 8 посредством измерительного сопротивления 24.

Устройство работает следующим образом. Возбуждение транзистора 39 так же, как и напряжение на клеммах сопротивления 38 пропорциональны силе тока, проходящего через щунт 40. Сила тока разряда аккумулятора 8, заданная напряжением па клеммах сопротивления 38, пропорциональна силе тока разряда аккумуляторной батареи 1.

До тех пор, пока напряжение батареи 8 достаточно, транзисторы 43 и 44, возбужденные сопротивлениями 45 и 46, и транзистор 33, возбужденный сопротивлениями 34 и 35, пропускают ток. Этот ток проходит через катушку 16 реле, контакт которого находится в положении I, обеспечивающем быстрый режим заряда батареи .

С нриближеиием конца разряда батареи 8 панряжение его уменьшается. Когда оно достигает минимального значения (около 0,8 в случае, если нрименен аккумулятор небольшой емкости со щелочным электролитом) транзисторы 43 и 44 блокируются, что вызывает блокировку транзистора 33. В сопротивлении 47, соединяющем коллектор транзистора 33 с точкой соединения сопротивлений 45 и 46, ток уменьшается и возбуждение транзисторов 44 и 43 также ослабевает.

Этот суммарный эффект нриводит к внезанлому падению силы тока, проходящего через катушку 16 реле, которое срабатывает и переводит контакт 17 в позицию II. Это переводит аккумуляторную батарею 1 на медленный режим зарядки.

Одновременно сопротивления 48 и 38 соединены параллельно через транзистор 49. Цель этого соединения-увеличить силу тока разряда аккумулятора 8, равиомерно его разрядить, и, таким образом, помещать срабатыванию реле.

Когда же в сети питания нрисутствует напряжение, ток покоя зарядной цепи аккумулятора 8 аннулируется сопротивлением 50. Реле снабжено диодом 51, шунтирующим катушку 16 и предназначенным для компенсации токов выключения.

Изменения силы зарядного тока батареи, зависящие от изменений напряжения сети питания и изменения напряжения батареи, компенсируются врелзенем быстрой зарядки, так

как количество амнер-часов, сообщенных батарее аккумуляторов, пропорционально количеству ампер-часов, выданных дополнительI г ы м а к ку м у л я то р о м.

15

Предмет изобретения

1.Устройство д,1я питания нагрузки постоянным током, содержащее источник неременного тока, связанный через зарядную снстему с резервной аккумуляторной батареей, щунт в цепн разряда этой батарен, дополнитс.чьную аккумуляторную батарею с меньшей емкостью, цепь разряда этой батареи в виде

сопротивления и электронный уси.щтель, о т.i и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса заряда резервпон батареи, оно снабжено датчиком интенсивности заряда резервной батареи, включенным в

цепь ее заряда, и дополнительным усилителем, на вход которого нодсоединен указанный датчик, а выход связан с ценью разряда дополнительной аккумуляторной батареи.

2.Устройство но п. 1, отличающееся тем, что датчик интенсивности заряда резервной батареи выполнен в виде шунта.

3.Устройство но п. 1, о т л и ч а ю гце е с я тем, что дополнительный усилитель содержит первый транзистор в диодном включении,

э.мнттер которого соединен с одной клеммой шунта в цепи заряда резервной батареи, второй транзистор, термически скомпенсированный с нервым транзистором и база которого подключена к коллектору последнего, а эмиттер через сонротивле1И1е цепи разряда допол щтельной аккумуляторной батареи с другой клеммой указанного щунта, и третий транзистор, включающий параллельно сонротивле1Н1Ю названной ценн разряда донолнителыюе

сопротивление.