Устройство для защиты аккумулятора от переразряда и перезаряда Советский патент 1980 года по МПК H01M10/42 H02H7/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ АККУМУЛЯТОРА ОТ ПЕРЕРАЗРЯДА И ПЕРЕЗАРЯДА

I

Изобретение относится к устройствам зашиты электрических аккумуляторов от переразряда, в особенности аккумуляторов автономных систем электропитания с радио изотопными первичными источниками энергии.

Известны близкие по назначению устройства защиты аккумуляторов от переразряда или перезаряда. К характерным признакам указанных устройств относится наличие порогового элемента на полупроводниковых диодах или транзисторах и электромагнитного реле или контактора. Пороговый элемент срабатывает при достижении верхнего или нижнего заданного уровня напряжения на аккумуляторе; реле коммутирует зарядное устройство и нагрузку аккумулятора так, чтобы предотвратить его перезаряд или переразряд (I), 2J и |3).

В пороговых элементах этих устройств ответственным является только уровень срабатывания, а уровню .отпускания не придают значения. Уровень отпускания зИлемента зависит от установленного уровня срабатывания и сам по себе не регулируется. Применительно к автономным системам электропитания с запрограммированными

сеансами работы нагрузки это свойство порогового элемента является существенным недостатком, так как после срабатывания защиты от пёреразряда аккумулятор должен накопить заряд, гарантирующий проведение очередного сеанса работы. Следовательно, уровень отпускания элемента тоже должен быть ответственным и регулируемым.

Известны также устройства, защищающие аккумуляторы, которые имеют один пороговый элемент с регулируемыми уров10 нями срабатывания и отпускания (4

Однако эти уровни зависят друг от друга, что создает трудности при- регулировании.

Известно устройство затЦиты от перезаряда и переразряда аккумулятора, содержащее мостовой датчик отклонения напря15жения аккумулятора от номинала, два раздельных пороговых элемента на транзисторах с независимыми уставками уровней срабатывания и три электромагнитных реле. Обмотки первых двух реле включены каждая в выходную цепь своего порогового элемента,

20 а обмотка третьего реле присоединена к источнику питания схемы через последовательно включенные контакты первого и второго реле, причем в исход}4ом состоянии

схемы контакты первого реле разомкнуты, а контакты второго замкнуты. Контакты третьего реле управляют зарядным источником. При достижении одного из заданных уровней напряжения аккумулятора (например, нижнего) срабатывает соответствующий пороговый элемент и замыкаются контакты в цепи обмотки третьего реле, которое, в свою очередь, включает зарядный источник Дополнительным контактом третьего реле сработавший пороговый элемент блокируется, чтобы предотвратить отключение зарядного источника до окончания зарядки аккумулятора. При достижении другого заданного уровня напряжения (верхнего) cpaбaтывaet второй пороговый элемент и размыкается цепь обмотки третьего реле. Отключается зарядный источник, и схема возвращается в исходное состояние (5).

Недостаток такого устройства проявляется в тех случаях, когда первичный источник энергии имеет ограниченную мощность. В частности, радиоизотопные источники энергии с термопреобразователями по ряду технологических и экономических соображений обычно рассчитывают на выходную мощность, не превышающую единиц и даже долей ватта. При такой мощности энергопотребление дежурных систем, в том числе устройств защиты, должно быть сведено к минимуму. С этой же точки зрения это устройство неэкономично, так как оба пороговых элемента постоянно включены и потребляк)т энергию источника. Кроме того, в течение всего времени зарядки аккумулятора к источнику подключена и потребляет энергию обмотка третьего реле.

Цель изобретения - уменьщение мощности, потребляемой устройством.

Это достигается тем, что устройство, содержащее; два пороговых элемента с независимыми уставками уровней срабатывания и двумя электромагнитными реле, обмотки которых включены каждая в выходную .цепь своего порогового элемента, введен дистанционный переключатель, первая обмотка управления которого через замыкающие контакты первого реле подключена к питания первого порогового элемента, вторая обмотка через замыкающие контакты второго реле -, к выводам питания второго порогового элемента. Два одноименных вывода питания пороговых элементов подключены к одной щине зарядного источника, а два других - к неподвижным контактам дистанционного переключателя. Подвижный контакт дистанционного , переключателя подключен ко второй шине зарядного источника. Пара силовых контактов дистанционного переключателя коммутирует нагрузку.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.

Схема устройства содержит первичный (зарядный) источник I питания, аккумулятор 2, нагрузку 3 (не входящие в состав устройства), пороговые элемер1ты 4 и 5 со своими реле 6 и 7, потенциометры 8 и 9 уставки уровня срабатывания, а также дистанционный перекл1 чатель 10, к которому J относится и пара силовых контактов II. Пороговый элемент 4 установлен на верхний заданный уровень напряжения аккумулятора, а пороговый элемент 5 - на нижний допустимый уровень (защита от переразряда). Исходное положение контаке тов. реле изображено на чертеже; включено питание порогового элемента 4, идет зарядка аккумулятора. По достижении верхнего уровня напряжения пороговый элемент 4 срабатывает и, замыкаются контакты реле 6. Подвижный контакт дистанционного переключателя 10 перебрасывается во второе положение, при этом отключается питание порогового элемента 4, обесточивается первая обмотка .оистанционного переключателя 10 и включается питание порогового элемента 5. Одновременно замыкаются контакты П, подключающие нагрузку 3 к источнику }. В случае переразряда аккумулятора срабатывает пороговый элемент 5, замыкаются контакты реле 7, подвижный контакт дистанционного переключателя 10 возвращается в прежнее положение и переключает питание порогового элемента 5 на пороговый элемент 4, отключается нагрузка 3.

В устройстве пороговые элементы 4 и 5 O представляют собой, например, транзисторные ключи с опорными источниками напряжения на стабилитронах. Для обеспечения высокой заданной надежности устройства пороговые элементы вместе с опорными источниками и реле резервированы.

Таким образом, улучщаются показ1атели надежности предложенного устройства по сравнению с известным, так как один из пороговых элементов устройства значитёльную часть времени отключен и фактически находится в режиме хранения.

Формула изобретения

Устройство для защиты аккумулятора от перераЭряда и перезаряда, питаемое от зарядного источника. Содержащее два пороговых элемента с независимыми уставками уровней срабатывания и двумя электромагнйтными реле, обмотки которых включены каждая в выходную цепь своего порогового элемента, отличающееся тем, что, с целью уменьшения мощности, потребляемой устройством, в него введен дистанционный переключатель, первая обмотка управления Дистанционного переключателя через замыкающие контакты первого реле подключены выводам питания первого порогового элементй, вторая обмотка через замыкающие

контакты второго реле подключена к выво дам питания второго порогового элемента, два одноименных вывода питання пороговых элементов подключены к одной шине зарядного источника, а два других - к неподвижным контактам дистанционного переключателя, подвижный контакт которого подключен ко второй шине источника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Японии Л 48-15741, кл.5701, 1973.

2.Патент Японии Х« 49-41894, кл.5701, 1974.

3.Патент США Я 3708738, кл. 320-9, 1973.

4.Патент Японии № 48-15740, кл.57О 1, 1973.

5.Вайлов А. М. и др. Автоматизация контроля и обслуживания аккумуляторных батарей. М., «Связь, 1975, рис. 3.12, с. 39

X

И

л

-у