Устройство для импульсного заряда аккумуляторной батареи Советский патент 1980 года по МПК H02J7/02 

Изобретение относится к электро-технике и касается вопросов заряда аккумуляторных батарей (АБ) импульс ным током от источников переменного тока (ИПТ), в частности улучшения удельных энергетических показателей зарядных устройств (ЗУ) с токоограничивающими зарядными линейными дросселями (ТЗЛД) и конденсаторами (ТЗК). Известны устройства для заряда А импульсным током 1, которые допус кают использование ТЗК или ТЗЛД.Хот в такого рода ЗУ энергия-отбирается от ИПТ в оба полупериода его работы тем не менее удельные энергетические показатели ЗУ ограничены из-за относительно низкого использования мощности ИПТ, в частности при передаче в нагрузку энергии, накопленной ТЗК или ТЗЛД, через ИПТ. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для импульсного заряда АБ 2, содержащее две входные клем мы для соединения с ИПТ, две-выходные клеммы для подключения заряжаемой АБ, одна из которых, преимущественно отрицательная, соединена с одной входной клеммой непосредственно, ТЗЛД, ТЗК И пять вентилей, два из которых соединены последовательно-согласно и образуют диодную , анодом подключенную к отрицательной выходной клемме, а точкой соединения диодов - к одной обкладке ТЗК, при этом катод третьего диода через обмотку ТЗЛД подключен к положительной выходной клемме. В этом ЗУ энергия, накопленная в ТЗК при заряде АБ от ИПТ, передается затем в АБ череэ ТЗВД. Недостатком этого ЗУ, осуществляющего заряд АБ импульсным током до напряжения, не превосходящего амплктудного значения напряжения ИПТ, является невысокая скорость передачи энергии ИПТ в АБ и относительно низ-, кие его удельные энергетические показатели, обусловленные однополупериодным потреблением мощности зарядного источника. Целью изобретения является повышение скорости передачи энергии источника в заряжаемую АБ и улучшение удельных энергетических показателей ЗУ. Указанная цель достигается тем, что его ТЗЛД снабжен дополнительной обмоткой с числом витков, меньшим числа витков его основной обмотки, анод третьего диода через дополнительную обмотку упомянутого дросселя соединен с другими входной и обкладкой ТЗК, а также с катодом четвертого диода, анод которого подклк 1ен к отрицательной выходной клемме и аноду пятого диода, причем свободный катод вентиля диодной ячейки объединен с катодами третьего и пятого вентилей, а обмотки ТЗЛД соединены согласно.

На фиг, 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 вариант схемы ЗУ.

В устройство (фигч) входные 1 и 2 соединяются с ИПТ 3, а вг ходные 4 и 5 подключаются к батарее 6. Диоды 7 и 8, образующие чейЕсу, соединены последовательносогласно и анод диода 7 подключен К: одной (1) входной и отрицательной выходной клеммам, а общая точкгд этих диодов через ТЗК 9 - к другой (2) в:ходной( клем.Ю. Третий вентиль 10 через обмотку 11 дросселя С-оедкнен с положительной 1-слем1Мой КБ, а через дополнительную обмотку 12 этого же дросселя - со второй В;ходной клеммой. Четвертый вентиль;:,иод 13 и пятый диод 14 анодами соединены с отрицательной выходной клемг--1Ой,- а катодами - соответственно С; анодом диода 10 и катодом дио.цов 8 и 10.

При рассмотрении принципа работы предложенного ЗУ хтоложим, что тз ие четные полупериоды изменения тока ИЯТ под положительны потенциалом н|аходится 1. ; При подключении АБ к вых,одным,. а ИПТ к входным клеммам, в нечетггом. полупериоде ток источника, проходя по контуру 3-1-7-9-2-3, заряжает ТЭК Этот заряд завершается в конце первой четверти пзpsioдa. В это же. время ток источника, проходя по контуру 3-1-13-12-2-3, т.е. по дополнительно обмотке ТЗЛД, за счет электромагнитной связи обмоток дросселя наводит в его основной обмотв:е ЭДС, вдвое большую напряжения ИПТ и обеспечиваюцую заряд ДБ током, проходящим по контуру 11-4-6-5-14--11.

Во второй четверти периода, если напряжение ЛБ меньше амплитудного значения напряжения источника, в момент времени, когда напряжение ИПТ, уменьшаясь, достигает значения равного разности его амплитуды и напряжения АБ, последняя начинает Заряжаться по цепи 3 2 9 8--ll 4-i5-5 -1-3. В это время энергия, запасенная конденсатором от источника в предыдущей четверти периода, передается в ДБ, а также в ТЗЛД. Последни запасает эту энергию в своем поле.

В четном молупериоде дьоды 7, 13 и 14 запираются и АБ продолжает

заряжаться из цепи 3-2-9-8-11-4-6-5-1-3 (перезаряжая конденсатор 9), а также по цепи 3-2-12-10-11--4-б-5-1 3, если ее напряжение меньше амплитудного значения напряжения ,НПТ, За счет ЭДС самоиндукции, поддержать ток в дросселе неизменнь.1, энергия передается в батарею по контуру 11-4-6-5-14-11, т.е. помимо источника. Передача энергии завершается в следующем, нечетном, полупериоде. Кроме того, в очередном нечетном полупериоде -энергия ИПТ запасается в ТЗК, а также передается по цепям с обмотками ТЗЛД аналогично рассматриваемому ранее. Далее пра5 цесс повторяется ц11клически с частотой изменения тока ИПТ.

Так как число витков основной обмотки дросселя вдвое превышает число витков его дополнительной обQ моткн, АБ может заряжаться Б нечетном полупериоде до нг1.пряже П1Я,адвое превышающего амплитудное значеь-ие напряжения ИПТ. Если напряжен -:е ба- тареи превьЕиает амплитудное значение напря ;ения источника, конденсатор, запасс я энергию в нагальном полуперкоде, отдает ее в АБ лишь в четном полупериоде. Батарея заряжается импульсами в нечетко;м полуг ериоде по цепи 11-4--б 5-1-1-11,, а в четном 0 вначале по цепи: 3-9-8-11-4-6-5-1-3, а затем снова по цепи: 11--4-6-5-14 И - за счет энергии, запасенной дросселем при разряде конденсатора. Эти процессы прекрсидаются, .когда 5 напряжение АБ достигает удвоенного амгглитудного напряжения ИПТВ варианте схемы (фиг.2) параллельно цепи с обмотками 11. 12 дросселя и диодом 10 включен дополнительQ ный зарядно-ра.зрядный конденсатор 15, который, заряжаясь от АЕ по цепи 6-4-15-2-3-1-5-6 в интервалах времени между иг.тульсами заряда АБ в ь;ечетиом полупериоде, возвращает энергию в батарею в четном полупериоде, т.е. проводит через АБ переменный ток ИПТ. Наложение переменного тока, на импулззсы знакопостоянного тока заряда ДБ, формируя асимметричный ток ее заряда, обеспечивает деполяризаци о 0 аккумуляторов, что создает зозможность дополнительного увеличения скорости их заряда.

Таким образом, снабжение ТЗЛД дополнительной обмоткой с числом витков, вдвое меньшим числа витков его основной обмотки, и соединение ТЗК, ТЗЛД и вентилей по предложенной схеме, увеличивая величину зарядного Ьапряжения АБ, обеспечивает повышение скорости передачи энергии ИПТ и АБ. Двукполупериодная передача энергии в. батарею, улужиая использование мсЕДИОСти источника, позволяет уменьшить массу ИПТ и улучшить удельные - зкаргетичес- ;ие погсазатели ЗУ в целом.

Формула изобретения

Устройство для импульсного заряда aккy дyлятopнoй батареи, содержащее .две входные для соединения с источником переменного тока,две выходные для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи, одна из которых, преимущественно отрицательная, соединена с одной входной кле.гмой непосредственно, токоограничивающие зарядные линейный дроссель и конденсатор и пять вентилей, два из которых соединены последовательно-согласно и.образуют диодную ячейку, анодом подключенную к отрицательной выходной клемме, а точкой соединения -диодов - к одной обкладке токоограничиваюшего зарядного конденсатора, при зтом катоп третьего диода через обмотку токоогра шчива ощего линейного дросселя подключен к 7 оложительной выходной клеме, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью noBbSiieHHH скорости передачи энергии источника в заряжаемг-Ю аккумуляторную батарею и улучшения

удельных энергетических.показателей устройства, токоограничивающий зарядный линейный дроссель снабжен дополнительной обмоткой с числом витков, меньшим числа витков его основной обмотки, анод третьего диода через дополнительную обмотку упомянутого дросселя соединен с другими входной клеммой и обкладкой токоограничивающего зарядного конденсатора, а также с катодом четвертого

0 диода, анод которого подключен котрицательной выходной клемме и ано-ду пятого дкода, причем свободный катод вентиля диодной ячейки объединен с катодами третьего и пятого S вентилей, а обмотки токоограничивающего зарядного линейного дросселя согласно.

Источники информации, Q -принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР с 494810, кл, Н 01 М 10/14, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2510254/24-07,

г кл. Н 02 J 7/04, 1977.

™J ...J. .

2л.у