Устройство для питания нагрузки Советский патент 1979 года по МПК H02J7/14 

1

Изобрете 1ие относится к системам электроснабжения, например автомобилей, и, в частности, касается проблемы заряда кислотных свинцовых аккумуляторных батарей, питающих нагрузку совместно с генератором.

Известно зарядное устройство аккумуляторов, состоящее из однополупериодного выпрямителя, питаемого от источника переменного тока и параллельно подключенного емкостного сопротивления, в котором процесс зарядки-разрядки состоит из двух фаз. В первой фазе осуществляется зарядка аккумулятора, во второй фазе происходит его разрядка. Ток заряда значительно выще тока разряда 1.

Известно устройство для питания нагрузки, содержащее трансформатор, управляемый выпрямитель, систему зажигания, источник питания, усилитель тока и контрольное устройство для циклического подключения токов, а также аккумулятор. Упомянутое устройство предназначено для быстрого заряда аккумуляторной батареи. Недостатком этого устройства является то, что оно не решает проблемы продления срока службы аккумулятора 2.

Целью изобретения является создание устройства, позволяющего одновременно произвести зарядку аккумулятора, находящегося в эксплуатации, и продлить срок его службы, т. е. произвести десульфатацию пластин аккумулятора.

С этой целью в устройстве для питания нагрузки схема управления снабжена реле режима, пиковым детектором, регулятором разрядного тока, генератором сброса, дифференцирующей цепью, генератором тактовых импульсов, стабилизатором постоянного тока и эквивалентной нагрузкой, причем реле зарядки подсоединено в первой клемме батареи через резистор и первый размыкающий контакт реле режима, параллельно указанному резистору двумя своими входами включен пиковый детектор, выход которого через регулятор разрядного тока соединен с замыкающим контактом реле режима и со второй клеммой аккумуляторной батареи, а вход сброса пикового детектора последовательно через генератор сброса и дифференцирующую цепь связан с генератором импульсов, который подключен к реле режима и через стабилизатор постоянного тока, соединенный с четвертым входом пикового детектора, и реле зарядки - к генератору зарядного тока, при этом выход реле зарядки через замыкающие контакты реле режима и эквивалентную нагрузку подсоединен к второй клемме аккумуляторной батареи, причем первая

клемма этой батареи через диод подсоединена к лотреОителям тока.

(сущность изооретения заключается в том, что для зарядки и десульфатации аккумулятора, находящегося в эксплуатации, например подключенного к автомооилю, между аккумулятором и генератором зарядного тока подключается устройство, выраоатыБаюш,ее импульсы определенной длительности и частоты, соответствующие неооходимому соотношению времени зарядки и разрядки аккумулятора.

десульфатадия аккумулятора основана на припцнпе поляризации его асимметричным током (авт. св. 5/2ЬУУ;. L Oотношение импульсов прямого тока 1,тока заряда; и ооратного (тока разряда) Оерется равным 1U : 1. Соотношение времени протекания прямого тока н оОратного равно

I:2. Период импульсов для свинцовых пластин поверхностного типа составляет около -toU с, т. е. время заряда равно ioU с, а время разряда с50и с.

Структурная схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит реле зарядки 1, генератор зарядного тока 2, стаоилизатор постоянного тока 6, генератор тактовых имнульсов 4, пиковый детектор о, оомотку реле режима б, днфферепцирующую цепь /, коптакты реле б-i2, эквивалент нагрузки i6, аккумулятор 14, резистор 1&, регулятор ооратпого тока ib, генератор сороса i/, потреоитель тока 16, диод 1У, стартер 20.

iJ разрядом устройстве между реле зарядки i и аккумулятором 14 включен резистор 1о, соединенный с крайним контактом

IIреле режима б. Средний переключающийся контакт 12 этого реле соединен с первой клеммой аккумулятора 14. ООа конца резистора 10 подключены к входам никового детектора D, выход которого через регулятор ооратного тока iti соединен со вторым крайним контактом 10 реле режима о и второй клеммой аккумулятора 14. йход сброса никового детектора 5 последовательпо через геператор сброса Г/, дифференцирующую цепь 7, генератор тактовых имнульсов 4 связан с обмоткой реле режима ь. Генератор тактовых имнульсов 4 связан через стаоилизатор постоянного тока 3 с пиковым детектором о и реле зарядки 1, вход которого соединен с генератором зарядного тока 2, а выход реле - с пиковым детектором 5, потребителем тока 18, парой замыкающих контактов 8 и У реле режима Ь, через эквивалент нагрузки 113, связанных со второй клеммой аккумулятора. Первая клемма аккумулятора 14 непосредственно соединена со стартером 20 и через диод 19 с потребителем тока 18.

После ну ска двигателя автомобиля, когда обороты холостого хода становятся номинальными, срабатывает реле зарядки аккумулятора, и напряжение, вырабатываемое

генератором зарядного тока 2, через реле 1 поступает на стаоилизатор 6. Стаоилизированное выходное напряжение стаоилпзатора 6 служит для нитания генератора тактовых импульсов 4 и никового детектора о. 1 енератор тактовых импульсов 4 выраоатывает прямоугольные импульсы со скважностью 5 :2, период повторения которых около 4оО с. Ьыходпые импульсы геператора 4 поступают па оомотку реле режима b и дифференцирующую цень /. еле режима b имеет пару замыкающих контактов « и У, а также пару переключающихся контактов 10, ii, 12, причем контакты И и 12 размыкающие. Коптакты 8 и У подключепы соответственно к выходу реле зарядки 1 и эквиваленту нагрузки 13, подключенному к второй клемме заряжаемого аккумулятора 14. с квивалент нагрузки i3 нужен для того, чтобы не вышел из строя генератор 2 в моменты разрядки аккумулятора 14 при отсутствии нагрузки, ь моменты времени, когда генератор 4 не выдает импульсы, контакты 11 и 12 реле режима о замкнуты, в результате чего от генератора 2 через реле 1, резистор 15 и замкнутые контакты ни 12 протекает зарядный ток аккумулятора 14. при этом на резисторе 1о нроисходит падение напряжения, которое подается на входы пикового детектора о. 1 сличина этого напряжепия зависит от тока заряда аккумулятора.

постоянная заряда пикового детектора выбрана равной приблизительно (U,i-U,uo) периода новторения тактовых нмнульсов. При этом выходное напряжение ннкового детектора в конце лаузы имиульса приоллзительно пролорционально среднему току, протекающему за этот промежуток времени. После окончания имнульса срабатывает реле режима Ь и контакт 12 замыкается с контактом 10, а контакт 8 - с контактом

9.ь результате ток заряда аккумулятора прерывается н аккумулятор начинает разряжаться через цень; контакт 12, регулятор

10,вторая клемма аккумулятора. 1г егулятор ib построен так, что его сопротивление, определяющее ток разрядки, управляется выходным нанряжением пикового детектора о. регулирования должен оыть такой, чтобы ток разряда был равен десятой доле тока заряда, зафиксированного в течение предыдущего отрезка времепи.

Учитывая, что постоянная разряда никового детектора значительно оольше постоянной его заряда, выходное напряжение пикового детектора в течение периода тактовых импульсов мало изменяется, в результате чего ток разряда остается постоянным. С каждым отрицательным фронтом тактовых импульсов при помощи дифференцирующей цепи 7 и генератора сброса 1/ формируется короткий импульс сброса, при помощи которого разряжается емкость пикового детектора. В результате выходпое напряже