Устройство для заряда аккумуляторнойбАТАРЕи АССиМЕТРичНыМ TOKOM Советский патент 1981 года по МПК H02J7/10 

54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ АСИММЕТРИЧНЬМ.ТОКОМ

1

Изобретение относится к электрохимическим источникам тока аккумуляторных батарей (АБ), а именно к зарядным устройствам с умножением напряжения, используемым для формовки и заряда АБ асимметричным током. ,Известно устройство умножения .напряжения вентильно-конденсаторного типа, содержащее мостовой вентильноконденсаторный выпрямитель, к вход-ной диагонали KOToixjro подключен источник переменного тока, два накрестлежащих плеча мостового вьтрямителя образованы конденсаторами, а два других - вентилями }.

Недостаток данного устройства заключается в том,. 1то его нагрузкой является аккумуляторная батарея, работа которой возможна только в том случае, если ЭДС АБ не превышает утроенной амплитуды напряжения питания выпрямительного устройства. Это ограничивает область применения такого устройства-или требует введения повышающего трансформатора, что усложняет зарядное устройство и соответственно ухудшает его удельные энергетические показатели.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату.при умножении напряжения является каскадный умножитель напряжения, содержащий вентильно-конденсаторную мостовую схему умножения выпрямления, входные клеммы которой подключены к источнику переменного тока, ее отрицательная выходная клемма образует отрицательную вьрсодную клемму устройства, а положитель0ная выходная клемма мостовой схемы подключена к аноду блокирующего вентиля и к одной из обкладок зарядноразрядного конденсатора, две вентильно конденсаторные ячейки, каждая из

5 которых образована двумя соединенными последовательно-согласно вентилями и конденсатором, одна обкладка которого подключена к точке соединения указанных вентилей, а вентили каждой

0 ячейки подключены к входным клеммам умножителя напряжения так, что с вентилями мостовой схемы они образуют цепочки,, включенные последовательносогласно.

5

Это устройство обеспечивает на выходе многократно повыиенное напряжение по сравнению с нг-пряжением источника переменного тока 2.

Одна.ко оно не позволяет формиро0 :вать асимметричный ток для заряда

ккумуляторной батареи, что ограниивает его удельные энергетические оказатели.

Цель изобретения - улучшение дельных энергетических показателей стройства.

Указанная цель дост-игается тем, то крайние выводы упомянутых цепоек соединены с конденсаторами мосовой схемы и упомянутых вентильноконденсаторных ячеек соответственно, а положительная выходная клемма устройства образована катодом блокирующего вентиля и подключенной к нему другой обкладкой зарядно-разрядного конденсатора.

На чертеже представлено предла- гаемое устройство.

Устройство содержит источник переменного тока с двумя выходными клеммами 1 и 2, вентильно-конденсаторный выпрямитель-умножитель 3 напряжения, вентили которого образуют две включенные параллельно ветви из трех последовательно включенных диодов (4-6 и 7-9) каждая. Диоды в каждой из ветвей выпрямителя соединены последовательно-согласно. Два конденсатора 10 и 11 одной из своих обкладок соответственио подключены к входным клеммам выпрямителя 1 и 2, другая обкладка конденсатора 11 присоединена к катоду вентиля 9, а конденсатора 10 - к аноду вентиля 4. Одновременно отрицательная выходная клемма устройства через один дополнительный конденсатор 12 соединен с анодом 9 катодной группы вентилей, а положительная выходная клемма через другой дополнительный конденсатор 13 - с катодом зентиля 4 анодной группы венг тилей второй ветви.

Плюсовая клемма выпрямителя через разделительный вентиль 14, шунтированный третьим дополнительным конденсатором 15, соединена ,с положительной выходной клеммой устрййства для подключенияАБ 16.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение АБ больше амплитуды напряжения источника, а клемма 1 находится под положительным потенциалом в течение первого и последующих четных полупериодов.

Тогда в течение первой четверти периода происходит заряд .конденсатора 10 по цепи: клемма 1, конденсатор 10, вентиль 7, клемма 2; конденсатора И-пр цепи: клемма 1 вентиль 6, конденсатор 11, клемма 2. Этот процесс продолжается до тех пор, пока напряжение на клеммах 1 и 2 увеличивается по абсолютной величине.

По окончании заряда вентили 6 и 7 запираются и предотвращают разряд конденсатора на источник. В течение второй четверти периода напряжения

на клеммах 1 и 2 убывают до нуля, а на конденсаторах остаются неизменным В течение третьей четверти периода, когда под положительным потенциалом находится клемма 2, происходит заряд конденсатора 12 и 13. Конденсатор 12 через вентиль 8 заряжается суммарным напряжением источника .и конденсатора 10, а конденсатор .13 через вентиль 5 - cyMiviapHbOM напряжением источника и конденсатора 11.

Кроме того, в третьей четверти периода напряжение источника и конденсаторов 10 и 11 суммируются и происходит заряд АБ, а конденсаторы 12 И 13 через вентили 9 и 4 соответствено отдаютзапасенную ими энергию в АБ, если ее напряжение меньше двойного амплитудного напряжения источника.

В последующие моменты времени, когда клемма 1 находится под положительным потенциалом,а вентили 6 и 7 заперты заряженными конденсаторами 12 и 13, заряд конденсаторов 10 и 11 происходит по другим цепям. Так заряд конденсаторов 10 и 11 осуществллется через вентиль 4 суммарным напряжением источника и конденсатора 13. За несколько периодов изменения напряжения источника питания напряжение на умножающих конденсаторах 12 тл 13 достигает значения 31), а на умножающих конденсаторах 10 и 11 - 2Uj, где Uy,- амплитудное значение напряжения источника питания.

Конденсаторы 10 и 11 через вентили 6 и 7 соответственно отдают в АБ накопленную ими от источника энергию обеспечивая заряд АБ до двойного амплитудного напряжения источника, а Конденсаторы 12 и 13 через вентили 9 и 4 соответственно - до напряжения равного тройному амплитудному значению, напряжения источника.

Заряд АБ непосредственно от конденсаторов 12 и 13 прекращается, когда напряжение АБ становится равны утроенному амплитудному значению напряжения источника, после чего АБ заряжается лишь в третьей четверти каждого периода (первой половине каждого четного полупериода), когда напряжение .конденсаторов 10 и 11 суммируются с напряжением источника. При этом максимальное значение напряжения , прикладываемого к АБ достигает SUy,,.

Когда зарядный импульс напряжения становится меньше напряжения АБ, вентиль 14 закрывается и заряд АБ прекращается. В это же время от АБ начинается заряд конденсатора 15 по двум параллельным цепям, первая плюсовая клемма АБ, конденсатор 15, конденсатор 11, вентиль 8, конденсаг тор 12; вторая - плюсовая клемма АБ, конденсаторы 15 и 13, вентиль 5, конденсатор 10. Этот разрядный импульс активизирует процессы, протекающие в АБ. Разряд конденсатора 15 происходит через АЕ при суммировании его напряжения с напряжением выпрямительного устройства. Энергия разрядных импуль сов АБ, отданная конденсатору 15 в одном полупериоде, в другом возвращается в АБ. Таким образом, разряд АВ асиммрт-. ричным током производится от источника, амплитудное напряжение которог в пять раз ниже напряжения АБ. Формула изобретения Устройство для заряда аккумулятор ной батареи асимметричным , содержащее вентильно-конденсаторную мостовую схему умножения-выпрямления входные к.леммы которой подключены к источнику переменного тока, ее отрицательная выходная клемма образует отрицательную выходную клемму устрой ства, а положительная выходная клеквх мостовой схемы подключена к аноду блокирующего вентиля и к одной из об кладок зарядно-разрядного конденсатора, две вентильно-конденсаторные ячейки, каждая из. которых образована двумя соединенными последовательно-согласно вентилями и конденсатоРом, одна обкладка которого подключена к точке соединения указанных вентилей, а вентили каждой ячейки подключены к входным клеммам схемы умножителя напряжения так,, что с вентилями мостовой схемы они образуют цепочки, включенные последовательносогласно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения удельных энергетических показателей устройства, крайние выводы упомянутых цепочек соединены с конденсаторами мостовой схемы и упомянутых вентильноконденсаторных ячеек соответственно, а положительная выходная клемма устройства образована катодом блокирующего вентиля и подключенной к нему другой обкладкой зарядно-разрядного конденсатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 372627, кл. Н 02 М 7/10, 1973. 2.Лукес Ю. X. Схемы на полупроводниковых диодах. М., Энергия, 1972, с,71, рис. 4-27.