Устройство для заряда и разряда аккумуляторной батареи Советский патент 1980 года по МПК H02J7/34 

Изобретение относится к оЬласти авTOHOMHbix систем электроснабжения, содержащих ИСТОЧНИКИ хзграниченной мощности и аккумуляторные батареи, и Может быть использовано при разработке зар;яднр-раарядных устройств. /Известно зфустройств содержащее аккумуляторную батарею, источник ограниченной мощности, .уйраьляе1«гые ключи, коммути1)ук)щие диоды и дроссели фильтра l. HeriocTiBTKOM устройства являются бол шие пульсации на1фяжения на выходе источвдка ограниченной мопщости. Известно также устройство для заряд и разряда аккумуляторной батареи а &тономной системы электроснабжения с источниксм ограниченной мощности, которое-,подключено к ссюдиненньШ парал лёлЦю источнику ограниченной мощности и нагрузке и содержит два блока управ.ляемых ключей, два блока коммутирующих диодов, дроссели фильтра и блок управления. Управляемые ключи и коммути рующие диоды соединены по схеме моста. В одну диагональ моста включена аккумуляторная батарея, а в другую - соединенные последовательно обмотки дросселей фильтра 2. Недостатком устройства является низкая эксплуатационная надежность, так как отказ любого элемента зарядной или разрядной частей схемы приводит к отказу всего устройства в целом. Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности. Поставленная цель достигается тем, что блоки управляемых ключей включены в смежные плечи упоМянутого моста, прилегающие к отрицательной клемме аккумуляторной батареи, положительная шина системы соединена с положительной клеммой аккумуляторной батареи через замыкающие контакты дополнительно введенного переключателя и с общим выводом обмоток дросселей фильтра через размыкающие его- контакты, а ее отрицательная шина - с отрицательной клеммой аккумуляторной батареи через рйамь1кающие контакты переключателя и с общим выводом обмоток через з мыкаюшие его контакты. На чертеже показана принципиальная электрическая схема устройства для заряда и разряда аккумуляторной батареи. Устройство подключено к соединенным параллельно источнику ограничейной мощности 1 и нагрузке 2 и содержит блоки 3 и 4 управляемых ключей, блоки 5 и 6 коммутирующих диодов, обмотки 7 и 8 дросселей фильтра, блок управлени 9. К блокам управляемых ключей и коммутирующих диодов подключена аккумуляторная батарея Ю. Устройство содерж также дистанционный переключатель с обмотками 11, нормально замкнутыми контактами 12 и 13 и нбрйШШйрШбмКнутыми контактами 14 и 15, датчик то ка. 16, реле уровня 17, датчик напряжения 18 и конденсатор 19. Блок управления 9 выполнен в виде широтно-импульсных модуляторов 2О и 21 и ключей 22 и 23. Устройство в зависимости от величины текущей мощности йагрузки и степени заряженнсйЗти аккумуляторной батареи может работать в следующих режимах. Мощность нагрузки меньше номинальной мощности источника, при этом избы токТйбЩности источника поступает в акку муляторную батарею (режим A)J Мощность нагрузки больше номинальной мощности источника, при этом недост ющая мощность обеспечивается аккумуля торной батареей (режим Б)} Мощность нагрузки равна номинальной мощности источника, нагрузка при этом получает питание только от источника (режим в). Устройство работает следующим образом. В режиме А с выхода реле 17 погдается сигнал на одну из обмоток дистанционного переключателя, в результате контакты 12 и 13 замкнуты. В блоке управления 9 один из ключей 22 или 23 ййходится в замкнутом состоянии (возмозкно и Одновременное за у1ЫкаНие ключе

В результате этого с датчика напряжения 18 подается сигнал в модуляторы 20 и 21, которые формируют сигналы управления для блоков управляемых ключей 3 и 4. При замкнутом состоянии ключей блока 3 соЗдаетН;я цепь положительная шина системы электрсюнабжения нормально замкнутый кот-акт 13 - дросИЛИ разрядном режимах работы системы.

Формула изобретения

/

Устройство для заряда и разряда аккумуляторной батарей автономной системы электроснабжения с источником сель 7 - ключи блека 3 - нормально замкнутый контакт 12 - отрицательная щина системы. Дроссель 7 накапливает энергию. В момент размыкания ключей блока 3 модулйтором 21 накопления энергия в дросселе 7 и энергия от источника 1 поступает в батарею 10. Ток заряда протекает по цепи: положительная щина системы - замкнутые контакты 13 дроссель 7, коммутирующий диод 5 Аккумуляторная батарея 10 - замкнутые контакты 12 - отрицательная шина системы. Конденсатор 19 находится в заряженном состоянии. Очередное открытие ключей блока 3 приводит к очередному накоплению энергии в щэосселе 7. В режиме Б сигнал от реле уровня 17 переводит дистанционный переключ в сбстояние, при котором замкнуты контакты 14 и 15. Происходит разряд аккумуляторной батареи 10 за счет поочередной (или одновременной) работы блоков управляемых ключей 3 и 4. Например, при замкнутом состоянии ключей блока 4 происходит разряд аккумуляторной батареи 1О по цепи; контакты 15 положительная щина системы - нагрузка 2 - отрицательная щина системы, контакты 14 - дроссель 8 - ключи блока 4 - отрицательная клемма батареи 10. При разомкнутом состоянии ключей блока 4 накопленная в дросселе 8 энергия передается в нагрузку 2 через коммутирующий диод 6. Замыкание ключей блока 4 приводит к очередному разряду батареи 1О. В режиме В ключи 22, 23 и ключи . блоков 3 и 4 постоянно разомкнуты и питание нагрузки 2 осуществляется только от источника ограниченной мощности. Таким образом, возможность одновременного использования, блоков управляемых ключей 3 и 4, блоков коммутирующих диодов 5 и 6 и двух дросселей как в режиме заряда аккумуляторной батареи 10, так йпри ее разряде повыщает эксплуатационную надежность описанного 5гс:тройства по сравнению с известными устройствами, в которых эти блоки могут быть использованы только в зарядном огра яиченной моишости, содержащее соедшшнные в схему моста два блока управляемых ключей и два блока коммутирующих диодов, при этом в одну диагональ моста включена аккумуляторная батарея, а в другую - соединенные последовательно обмотки двух дросселей фильтра, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, в нем блоки управляемых ключей включены в смежные плечи упомянутого моста, прилегающие к о рицательной клемме аккумуляторной батареи, положительная шина системы соедине на с положительной клеммой аккумулятор ной батареи через замыкающие К01ггакты дополнительно введенного переключателя и с общим выводом обмоток дросселей фильтра через размыкающие контакты ti-L упомянутого пер ключатедя, а ее отрицательная шива - с отрицательной клеммой аккумуляторной батареи через его размыкающие контакту и с общим выводом обмоток дросселей через замыкающие KOirraKTbi того же переключателя. Источники ивфсфмацин, принятые во внимание экспертизе 1. Коробан Н. Т. и /ф. Исследование и разработка автономных систем электроснабжения с безмашинвым первичным источником электроэнергии. Труды Московского энергетическсяч) института. Вып. 258, 197S, с. 16, рис. 4. 2. Коссов О. А. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений, ,М., Энергия, 1971, с. 343, рис.12, 29а (прототип).