Система заряда Советский патент 1979 года по МПК H02J7/12 

(54) СИСТЕМА ЗАРЯДА

Изобретение относится к области элек тротехники и может найти применение в устройствах для формовки и заряда аккумуляторных батарей. Известно устройство для заряда акку муляторной батареи асимметричным током содержащее управляв 1ый выпрямитель с последовательно соединенным сглаживающим проссеп&л я yпpaвляfflvfый ключевой элемент, коммутирующий батарею на разряд 1 . Известно также устройство для заряда аккумуляторной батареи, содержащее регулируемый выпрямитель, образующий с яииейным дросхгелем и управляемым ключевым элементом замкнутый контур, к аккумуляторную батарею, включенную параллельно выпрямителю и части дросселя 2У Недостатками известных устройств являются высокие весогабаритные показателя линейного дросселя я пониженная надежность работы. Высокие весогабаритные показатели дросселя вызваны тем, что часть его обмоткя работает на зарядный контур, а другая часть- на разрядный контур. Пониженная надежность работы устройства обусловлена тем, что коммутация и выпрямителя и управляемого ключевого алемента происходит за счет трансформация электромагнитной анергии из одной части дросселя в другую. Это вызывает переходные щюпессы коммутации и требует применения определенной фазы замыкания управляемого ключевого яп&лента, что может прийти также и в противоречие с требуемым моментом подачи ра ядных импульсов тока. Целью изо етения является уменьшение веса и габаритов. дросселя и повышение надежности работы системы заряда. Это достигается тем, что в пред лаг а и системе заряда секции линейного дросселя выполнены электрически изолированными и соединены одними концами с выходом выпрямителя, а другими между собой через управляемый ключевой элабсент, а аккумуляторная батарея разделена на две . 68 одинаковые секции, образующие с соответствующими секциями дросселя и, выпрямителем параллельные цепи. На чертеже дана принштиальная схема описываемой системы заряда. Система заряда содержит регулируемый вьтрямитель 1, линейный дроссель 2, управляемый ключевой элемент 3 и аккумуляторную батарею , разделенную на секции 4 и 5. К анодному и катодному выходным зажимам регулируемого выпрямителя 1 подключены одинаковые секции Wi и Wg линейного дросселя 2, свободные концы которых соединены между собой через управляемый ключевой элемент 3, образуя два выпрямителя замкнутый контур. Одинаковые секции 4 и 5 аккумуляторной батареи подключены параллельно выпрямителю и одной из секций W. и Wj линейного дросселя 2, соответственно. При работе регулируемого выпрямителя 1 и разомкнутом управляемом ключевом элементе 3 происходит параллельная зарядка секций 4 и 5 аккумуляторной батареи через соответствующие секции W и W2 линейного дросселя 2 сглаженным ПОСТОЯННЫМ током, величина которого регулируется вьшрямителем. При достижении требуемого момента времени {например, по достижении свинцовой аккумуляторной батареей критического напряжения газообразования) система управления (на чертеже не показана) подает команду на включение управляемо го ключевого элемента 3. Включение клю чевого элемента 3 приводит к образовани трех замкнутых контуров: вьшрямитель 1 с подключенными к его выходным зажимам последовательно соединенными межд собой через ключевой элемент 3 секциями аккумуляторной батареи; секция Wf дросселя 2, шунтированная через ключевой элемент 3 секцией 5 аккумуляторной батареи; секция W2 дросселя 2, шунтиро ванная Через ключевой элемент 3 секцией 4 аккумуляторной батареи. Благодаря переключению секций 4 и 5 с параллельного (через секции дросселя 2) на последовательное (через ключевой элемент 3) между собой соединение по отношению к регулируемому вьтрямителю последний оказывается включенным на удвоенное противонапряжение - ЭДС акку муляторной батареи и мгновенно запирае ся в любой момент времени - в любую фазу питающего выпрямитель напряжения причем без всяких переходных процессов Благодаря тому, что направления тоов в секциях VV, и W2 дросселя 2 овпадает с направлением тока разряда екций 4 и 5 аккумуляторной батареи, в оследних начинает практически мгновено без ВСЯКИХ переходных процессов протекать разрядный ток, обеспечивая за счет энергии разряда секций аккумуляторной батареи накопление электромагнитной энергии в секциях дросселя 2. Для прекращения протекания разрядных импульсов тока подается команда на выключение управляемого ключевого элемента 3. Образуется прежний контур заряда секций 4 и 5 аккумуляторной батареи от выпрямителя 1 через секции W, и W2 линейного дросселя 2. При этом энергия разряда аккумуляторной батареи в виде накопленного запаса электромагнитной энергии дросселя 2 используется для заряда секций аккумуляторной батареи, т.е. происходит рекуперация - возвращение энергии заряда а1скумуляторной батареи. Поскольку секции М и Wg являются одновременно и зарядными и разрядными (без их поочередной работы с трансформацией электромагнитной энергии), обеспечивается более полное использование обмоток дросселя и снижение расхода меди на разрядные секции. Кроме того, секции W и W2 дросселя 2 можно при необходимости выполнять и в виде двух самостоятельных дросселей с раздельными магнитопроводами. Схема допускает использование и неправляемого вьшрямителя, поскольку выпрямитель может оставаться и включенным . За счет того, что коммутация - запирание выпрямителя 1 обеспечивается не трансформируемой ЭДС, а удвоенной проTHBo-3j3,C секций аккумуляторной батареи, повышается надежность работы системы заряда и расширяются возможности регулирования разрядных импульсов по длительности - не может произойти самопроизвольное отпирание при любой большой длительности разрядных импульсов, например порядка секунд. Облегчается коммутация - размыкание и ключевого элемента 3 - в момент размыкания практически отсутствует противоЭДС дросселя.. Амплитуду разрядных импульсов можно регулировать пут эл переключения управляемого ключевого элемента 3 с концов на отпайки секций дросселя 2, но проще требуемый коэффициент асимметрии устанавливать изменением длительности частоты замьгеания управляемого ключевого элемента.

Формула и

3 о б р е,т е н и

Система заряда, содержащая регулируемый выпрямитель, управляемый ключевой элемент, линейный дроссель, разд&- 0 ленный на две одинаковые секции, и аккумуляторную батарею, включенную параллельно выпрямителю и одной из / екпий дросселя, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения веса и габаритов дросселя и повышения надежности

работы, секции линейного дросселя выполнены электрически изолированными и соединены одник« конпами с выходом вьтрямителя, а другими между собой через управпя&лыК ктпочевой элемент, а аккумуляторная батарея разделена на две одинаковые секшга, образующие с соответствующими секциями дросселя и выпрямителем параллельные цепи.

Источники информации, принятые во вкшлакяе при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР J 420019, кл. Н 02 3 7/12, 1972 (прототип).