Устройство для заряда аккумуляторной батареи Советский патент 1977 года по МПК H02J7/00 

1

Изобретение относится к устройствам для заряда аккумуляторных батарей и питания цепей управления вагона метрополитена.

Известно устройство для заряда аккумуляторной батареи пульсируюшим током, использующее ключевой элемент, ограт чивающий дроссель в цепи заряда, шунтированный совместно с батареей диодом и систему управления зарядом 1J.

Известно также аналогичное устройство для заряда батареи, использующее транзисторный ключевой элемент в цепи заряда f2j.

Однако эти устройства мало надежны и не могут быть использованы для заряда аккумуляторной батареи вагона метро.

Известно также устройство для заряда аккумуляторной батареи от сети постоянного тока через тиристорный ключ с комм тирующей К U - цепью.

Лля управления этим ключом используется измерительный мост и схема управления, выполненная в виде транзисторного блокинг-генэратэра 3j. Но это устройство

имеет большое число элементов, что отражается на его энергетических показателях и надежности.

Цель изобретения - повышение надежности и улучшение энергетических показателей.

Дпя этого устройство снабжено цепочкой последовательно соединенных стабилитрона и резистора, включенной между минусом источника питания и точкой соединения конденсатора и дросселя коммутирзтошей цепи, точка соединения стабилитрона и резистора этой цепи через диод подключена к базе транзистора блокинг-генератора, а в одно из плеч измерительного моста включены параллельно соединенные переменный резистор и коллекторно- эмиттерный переход дополнительного транзистора, база которого через диод подсоединена к коллектору второго дополнительного транзистора, включенного в диагональ измерительного моста.

На чертеже представлена схема предлааемого устройства.

Устройство содержит тиристорный ключ 1 с коммутирующей цепью в виде колебателького контура с коммутирующим конденсат ром 2 и ограничивающим дросселем 3. Измерительный орган устройства выполн в виде нелинейного моста на резисторах 4-7 и сгабилитроне 8, в диагональ ко- торого зключен транзистор 9. Упрарленмо тиристорным ключом осущ ствляется С- блокинг-генератора, состоящего из -анзистора 10, диода 11, трансформатора 12, конденсатора 13 и резисторов 14,15. Питается блокинг-генератор от стабилитрона 16 со сглаживающим конденсатором 17. Цепочка, состоящая из стабилитрона 18 резистора 4-9 и диода 20, осуществляет контроль за уровнем напряжения на коммутирующем конденсаторе и служит для запрета генерации управляющих импульсов до окончания цикла его перезаряда, исключая возможность сбоя тиристорного ключа. Пока тиристор 1 закрыт и конденсатор 2 не перезарядился, потенциал точки соединения конденсатора 2 и дросселя 3 больше напряжения стабилизации стабилитрона 18, напряжение снимаемое со стабилитрона 18 через диод 20 запирает транзистор 10. После перезаряда конденсатора 2 потенциал указанной выще точки падает почти до нуля и запрет снимается. Аккумуляторная батарея подключается к ключу через ограничивающий дроссель 21 и предохранитель 22 и шунтируется вместе с последними диодом 23. Узел защиты от аварийных повышений напряжения ссстоит из индуктивности 24 Тиристора 25 и схемы зправлекия 26. Требуемая характеристика вход-выход обеспечивается регулируемыми ре- зисторами 5, 6 и транзистором 27, который включает или выключает резистор 6 из нелинейного моста, меняя соотноше ние его плеч. Устройство для заряда аккумуляторно батареи работает СоТедующим образом. Пр подаче напряжения контактной сети принципиально возможны два случая: напряжение на батарее больще U срабатывания, в этом случае по указанным ниже причинам, тиристорный ключ не работает ток заряда равен нулю и напряжение на батарее меньше U срабатывания, батарея начинает заряжаться. Ключ работает с п стоянными длительностью импульса и част той, так как при соответствующей настро ке резистора 5 транзистор 9 закрыт, тр зистор 27 открыт и блокинг-генератор генерирует с постоянной частотой импуль сы в цепь управления тиристора 1. Ток заряда ограничивается дросселем со стальным сердечником, который за счет запасенной энергии во время включенного состояния тиристора создает ток в аккумуляторной батареи через диод 23 в те промежутки времени, когда ключ закрыт. По мере заряда аккумуляторной батареи напряжение на ней растет и достигает величины и срабатывания, транзистор 9 открывается , так как потенциал его базы становится более отрицательным, чем его эмиттера. Отп.рытие транзистора 9 приводит к закрытию транзистора 27 и включению резистора 6 в нелинейный мост, к запиранию транзистора 10, а следовательно, прекращению генерирования импульсов управления блокинг-генератором. Ключ прекращает работать, ток заряда становится равным нулю, и батарея начинает разряжаться на нагрузку. При разряде акк тлуляторной батареи до уровня равного или ниже U отпускания транзистор 9 закрывается, так как потенциал базы его становится более положител1 ным, чем эмиттер. Закрытие транзистора 9 вызывает открытие транзисторов 27. 10 и генерирование импульсов управления блокинг-генератором. Тиристорный ключ запускается, и батарея вновь начинает заряжаться. Далее процессы повторяются, В схеме предусмотрена защита от аварийных повышений напряжения на аккумуляторной батарее. Для этой цели служит дроссель 24, тиристор 25 и схема управления им 26, При аварийном повышении напряжения схема управления 26 создает ток в цепи управления тиристора 25, вызывая его включение и сгорание предохранителя 22, Аккумуляторная батарея отключается от сети, а схема управления остается закороченной. При этом возможны два случая: 1.При перенапряжении, вызванном выходом из строя тиристора 1 срабатывает автомат защиты от коротких замыканий, установленный на вагоне, 2,Если перенапряжение вызвано отказом схемы управления то в этом случае на тиристор 1 прекратятся импульсы управления, тиристор выключится и больше не включится. Ограничение скорости нарастания тока короткого замыкания через тиристор 25 достигается за счет включения дросселя 24, Формула изобретения Устройство для заряда аккумуляторной батареи, содержащее источник постоянно