Устройство для заряда аккумуляторной батареи Советский патент 1981 года по МПК H02J7/10 

I

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для заряда аккумуляторных батарей в процессе их эксплуатации.

Известны устройства для заряда аккумуляторных батарей от сети однофазного переменного тока, содержащие согласующий трансфор- . матор, ограничивающий резистор в цепи заряда и реле окончания заряда, управляемое полупроводниковой схемой 1.

Недостатком таких устройств является низкая надежность, обусловленная наличием релейного элемента злектромагнитного типа.

Известно устройство для заряда аккумуляторной батареи в две ступени, в котором переключение режимов заряда обеспечивается блоком, реагирующим на температуру элемента аппаратуры заряда батареи {2}.

Известны также устройства для заряда акк)Т1«1уляторных батарей от сети однофазного переменного тока, содержащие в цепи заряда согласующий трансформатор, ограничивающий резистор и параллельно включенный резистор с транзистором, работающим в ключевом режиме от полупроводниковой пороговой схемы контроля напряжения на клеммах аккумуляторной батареи 3. В этом устршстве применена бесконтактная схема коммутации тока заряда, выполненная на транзисторной схеме, что повышает надежность его работы 3.

Недостатком известного устройства является большие вес и габариты согласующего трансформатора и ограничивающего резистора, которые определяются мощностью потребляемой аккумуляторной батареей на первом участке рабочей

10 характеристики 1, f(t), где I jap. - зарядный ток; t - время заряда. В начальной зоне рабочей характеристики мощность потребления имеет максимальное значение. По мере спадания зарядного тока мощность потребления умень15щается.

Цель изобретения - улучшение весогабаритных характеристик устройства для заряда аккумуляторной батареи.

Поставленная цель достигается тем, что уст20ройство снабжено проволочным резистором, а ключевой элемент выполнен на термобиметаллической пластине с выключателем, при этом проволочный резистор намотан на термобиметаллическую пластину и включен последовательно с тиристором пороговой схемы, термобиметаллическая пластина включена последовательно с выпрямительным диодом и размыкающим контактом выключателя. На фиг. 1 изображена принциг альная электрическая схема устройства для з; зяда аккуму|афики проляторных батарей; на фиг. 2 - текания зарядного тока на перво участке рарной батареи; бочей характеристики аккумулят а и б, соответственно для предлг аемого и известного устройств. го трансфорПервичная обмотка согласующ выводам 2 матора 1 подключена к входным и 3, вторичная обмотка согласук щего трансфор матора 1 подключена к зарядной цепи аккумул торной батареи 4, содержащей по ледовательно пластину 5, включенные термобиметаллическу резистор 6, на которой намотан проволочный ля 7, связанразмыкающий контакт выключат шческой пласнь1Й механически с термобиметал 8. Параллельтиной 5, и выпрямительный -диод ючателя 7 под но размыкающему контакту вык, ключей резистор подзаряда 9. К ыходным выводам 10 и 11 устройства подкл чена аккумуделитель 12 ляторная батарея 4 и резистивнь напряжения, подключенный к уп авляющему электроду тиристора }3, последо ательно с коюченные сигторым соединены параллельно вк резистор 6. нальная лампа 14 и проволочный Элементы 6, 13 и 14 подключень параллельно его трансфорко вторичной обмотке согласуюи матора 1. ВыпрямиШльный диод 8 предв значен для 4 выпрямител питания аккумуляторной батареи 12 напряженым током. Резистивный делител 5езистор 6 со НИН, тиристор 13 и проволочный ставляют пороговую схему контроля напряжебатареи 4. НИЛ на клеммах аккумуляторное t образом. Устройство работает следующн рез термобиПри протекании тока заряда металлическую пластину 5 в рез льтате злектзогрев. Вслед рических потерь происходит ее ; ометрические ствие этого, она изменяет свои размеры, прогибается и размыка г размыкающий контакт выключателя 7. Время включенного и выклю нного состоключателя 7 яния размыкающего контакта в зависит от величины зарядного эка, протека|ющего через термобиметаллическ ю пластину 5 Чем больше JвeлIPШнa зарядного ока, тем бьгст рее термобиметашгаческая пласп та 5 размь1кает контакты выключателя 7 и т м больше вре мени устройство находигся ввь спюченном еостоянии. Замыкание и размыкание кош актов выключателя 7 в результате разогрева охлаждения термобиметаллической пластины током заряз-импульснойда происходит по закону широтг модулящ«и таким образом, что большему эффективному значению тока соответствует меньшее время его протекания и, наоборот, меньшему эффективному значению тока заряда соответствует большее время его протекания через термобиметаллическую пластину (фиг. 2). При таком законе коммутации зарядного тока согласующий трансформатор 1 работает в режиме, который позволяет изменять его среднюю мощность, а также обойтись без ограничивающего резистора и, следовательно, уменьшить его вес и габариты. Одновременно повышается надежность работы элементов устройства, так как принципиалБно устраняется возможность длительного протекания тока через элементы устройства в режиме возможного короткого замыкания. , При уменьщении зарядного тока до заданного значения температура термобиметаллической пластины 5 становится недостаточной для развития усилия на размыкание контактов выключателя 7. Когда напряжение на аккумуляторной батарее 4 и, соответственно, на резиспшном делителе 12 напряжения достигает заданного значения, включается, тиристор 13, подавая напряжение на сигнальную лампу 14 и проволочный резистор 6. Последний разогревает термобиметаллическую пластину 5, в результате чего она размыкает контакт выключателя 7. В дальнейшем ток подзаряда аккумуляторной батареи 4 протекает через резистор 9 до тех пор, пока напряжение на клеммах аккумуляторной батареи 4 не упадет ниже порогового значения. Это приводит к отключению тиристора 13, остыванию термобиметаллической пластины 5 и замыканию контакта выключателя 7. Устройство переходит снова в режим интенсивного заряда. При нормальной работе устройства в продессе заряда аккумуляторной батареи сигнальная лампа 1 не горит. В конце заряда при включении тиристора 13 сигнальная лампа снова загорается. При переходе устройства из режима подзаряда в режим заряда сигнальная лампа, соответственно, включает и выключает. За счет применеция термобиметаллической пластины 5 исключается ограничивающий резистор, а увеличение времени заряда аккумуляторной батареи на первом участке рабочей характеристики 1з f (t) позволяет уменьшить среднюю мощность электрической энергии, потребляемой аккумуляторной батареей от сети, и это дает возможность выбрать габаритную мощность согласующего трансформатора по средней мощности потребления и уменьшить его вес и габариты.

Отсутствие ограничивающего резистора и малые вес и габариты соглас шщего траисформатрра позволяет улучшить весогабаритные показатели устройства.

Формула изобретения

Устройство для заряда аккумуляторной батареи, содержащее входаые и выходные выводы, согласующий трансформатор, подключенный к входным вьшодам, ключевой злеметт с параллельно-включенным резистором, вьшрямительный диод и noporoajoo схему контроля напряжения заряжаемой аккумуляторной батареи на основе резистивного делителя напряжения и тиристора, отличающееся тем что, с целью улучшения весогабаритных пока868921

зателей, оно дополнительно снабжено проволоч,ным резистором, а ключевой элемент выполнен на огаове термобиметаллической пластины с выключателем, при этом проволочный резистор намотан на термобиметаплическую пластину, и включен последовательно с тиристором пороговой схемы, термобиметаллическая пластина включена последовательно с вьшрямительным диодом и размыкающим контактом выключателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Вайлов А. М. и др. Автоматизащся контроля и обслуживания аккумуляторных батарей; М., Связь, 1975.

5

2.Патент Великобритании К 1468403, кл. Н 2 Н, 1977,

3.Патент США W 4031450, кл. 320-23, 1977

„

Г

11

Риг.1