Устройство для питания нагрузки Советский патент 1979 года по МПК H01M10/48 G01R13/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ

Изобретение относится к области автоматики, информационно-измерительной техники- и может быть использовано, например, в системах автоматического контроля химических источников тока (ХИТ) в буферном режиме.Проблема оценки остаточного заряда ХИТ является весьма актуальной, особый интерес представляет буферный режим работы этих источников, типичный для современных автономных систем энергопитания подвижных объектов, таких как космические аппараты, электромобили и т.п., в которых направление тока через источник непрерывно изменяется, разряд чередуется с подзарядом.

Известно устройство для контроля емкости аккумуляторной батареи, состоящее из интегрирующего счетчика ампер-часов, фотосчить1вающего элемента, выход которого соединен через формирователь импульсов с реверсивным счетчиком, управляемым переключающим блоком, подсоединенным к шунту в цепи батареи 1.

Известно также устройство для контроля емкости батареи, содержащее нагрузку, питаемую от батареи, преобразователь частоты и цифровой реверсивный счетчик, причем преобразователь частоты подключен по одному входу в цепь нагрузки, по другому входу - к нелинейному датчику тока саморазряда, а по выходу через узел коррекции - к цифровому реверсивному счетч}1ку 2.

Однако любое из известных устройств для измерения количества электричества является устройством интегрирующего типа, поэтому погрешность определения остаточного заряда как разности заряда,-полученного ХИТ и отданного им в нагрузку, непре.рывно накапливается и может достигнуть

сколь угодно большой величины. Действительно, путь - величина тока ХИТ, измеряемая с ошибкой ДЗ, т.е.

3 3о ±ДЗ, а Т - время работы ХИТ в буферном режиме. Тогда измеритель количества электричества зафиксирует заряд

)±uDlat Q3-Qp A«x. , Т.е. измеритель количества электричества независимо,.от его точности зафиксирует остаточный заряд ХИТ с избытком либо недостатком, причем ошибка пропорциональна вре. мени работы устройства. Известно также, что все без исключения типы ХИТ для восстановления исходного заряда требуют некоторого избыточного количества электричества по сравнению с отданным в нагрузку. Количественно избыточный заряд определяется коэффициентом отдатчи по току rt Известные измерители количества электричества не имеют коррекции остаточного заряда ХИТ с учетом коэффициента отдачи по току, что также приводит к существенным ошибкам измерения. Цель изобретения - повышение точности определения остаточного заряда. Это достигается тем, что устройство снабжается нелинейным элементом, моделирующим коэффициент отдачи по току, индикатором заряженности источника, а в преобразователь тока в частоту введена донолнительная управляющая обмотка, причем эта обмотка подключена к нелинейному элементу, моделирующему коэффицинт отдачи по току, один из входов реверсивного .счетчика через индикатор заряженности подключен к ХИТ, его выход соединен со входом нелинейного элемента, .моделируюшего коэффициент отдачи но току, другой вход которого предназначен для подключения к нагрузке. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. Оно состоит из преобразователя 1 тока в частоту, содержащего магнитный сердечник 2 с обмотками 3-ь6, блока коррекции 7, реверсивного счетчика 8, нелинейного элемента 9, моделирующего саморазряд, подключенного по входу к ХИТ 10, а по выходу к обмотке 6, нелинейного элемента 11, моделирующего коэффициент отдачи по току, подключенного по входам к нагрузке ,12 и реверсивному счетчику 8, индикатор заряженности источника 13 (например, разряда), по выходу подключенного к реверсивному счетчику 8, а по входу к ХИТ 10. Последний подключен одним концо.м к обмотке 4, а другим - к первичному источнику тока 14 и нагрузке 12. В свою очередь, источник тока и нагрузка связаны через ключи 15 и 16 с концом обмотки 4. Работает устройство следующим образом. Частота на выходе преобразователя 1 определяется степенью подмагничивания сердечника 2 в результате совместного действия токов, обтекающих обмотки 4, 5, 6 и в общем виде может быть представлена как ) где fgb,j - частота на выходе преобразователя;fo - постоянная составляющая, численно равная выходной частоте; 3 - результирующий подмагничивающий ток (алгебраическая сумма токов приведенных к одному числу витков). В блоке 7 коррекции постоянная составляющая частоты непрерывно вычитается из текущего значения частоты на выходе преобразователя- 1 независимо от величины и направления контролируемого тока, и на вход реверсивного счетчика 8 в единицу времени поступает количество импульсов, пропорциональное величине контролируемого тока. За некоторый промежуток времени в реверсивном счетчике зафиксируется число импульсов, пропорциональное накопленному заряду или отданному в нагрузку химическим источникам тока. Саморазряд учитывается путем подмагничивания магнитного сердечника 2 с помощью обмотки 6 током нелинейного элемента 9, моделирующего саморазряд. Коррекция величины остаточного заряда, зафиксированного в счетчике, в зависимости от режима работы химического источника тока осуществляется следующим образом. В режиме разряда счетчик 8 подает сигнал на нелинейный элемент, моделирующий коэффициент отдачи по току. Последний через обмотку 5 создает дополнительное подмагничивание, пропорциональное току разряда. Таким образом, при разряде повышается частота следования импульсов на выходе преобразователя I и в реверсивный счетик 8 при том же количестве, протекщего электричества, что и в режиме заряда, поступает больщее количество импульсов. Другими словами, реверсивный счетчик начинает вычитать быстрее, чем суммировать, при одной и той же величине тока подмагничивания в обмотке 4. При этом разность скоростей вычитания и суммирования тем больще, чем больще величина тока, обтекающего обмотку 4. Таким образом осуществляется коррекция остаточного заряда в зависимости от величины тока разряда и величины заряда. Сброс накопленной ошибки осуществляется следующим образом. Индикатор заряженности 13 в моменты окончания заряда (разряда) устанавливает реверсивный Счетчик 8 в исходное состояние. Предположим, что к установочному входу реверсивного счетчика 8 подключен индикатор заряженности, фиксирующий конец заряда. Параметры устройства в этом случае подбираются таким образом, чтобы остаточный заряд фиксировался с недостатком. Тогда в момент срабатывания индикатора недостаток сбрасывается, а счетчик устанавливается в исходное состояние, соответствующее полностью заряженному ХИТ, это особенно удобно для ХИТ допускающих перезаряд. Для типов ХИТ, не допускающих перезаряда, но выдерживающих глубокий разряд, сброс накопленной ощибки удобно производить с помощью индикатора, фиксирующего конец разряда. В этом случае параметры схемы подбираются таким образом, нтобы в счетчике фиксировался заряд с избытком, и в момент срабатывания индикатора счетик сбрасывался в нулевое состояние, соответствующее разряженному ХИТ. Формула изобретения Устройство для питания нагрузки, содержащее химический источник тока, работающий в буферном режиме, и регистрирующий прибор для измерения остаточного заряда этого источника, содержащий преобразователь тока в частоту с управляющими обмотками, реверсивный счетчик, блок коррекции и нелинейный датчик тока саморазряда, приUJ

г-ГЛ

/fs I « чем преобразователь тока в частоту подключен по одному входу в зарядно-разрядную цепь химического источника тока, по другому входу - к нелинейному датчику тока саморазряда, а по выходу через блок коррекции - к реверсивному счетчику, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности определения остаточного заряда, оно снабжено нелинейным элементом, моделирующим коэффициент отдачи по току, индикатором заряженности источника, а в преобразователь тока в частоту введена дополнительная управляющая обмотка, причем эта обмотка подключена к нелинейному элементу, моделирующему коэффициент отдачи по току, один из входов реверсивного счетчика через индикатор заряженности подключен к химическому источнику тока, его выход соединен со входом нелинейного элемента, моделирующего коэффициент отдачи по току, другой вход которого предназначен для подключения к нагрузке. Источники информации, принятые во вни-, мание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 312332, кл. Н 01 М 10/48, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № 335756, кл. Н 01 М 10/48, 1970.