Устройство для поэлементного доразряда аккумуляторной батареи Советский патент 1982 года по МПК H01M10/42 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЭЛЕМЕНТНОГО ДОРАЗРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

1

Изобретение относится к электротехнике и, главным образом, к системам электропитания автономных объектов.

Известно устройство для поэлементного доразряда аккумуляторной батареи, состоящей из п последовательно соединенных аккумуляторов, содержащее п шунтирующих ветвей с коммутирующими элементами, подключенных к соответствующим аккумуляторам и генератор переменного напряжения 1.

Известно также устройство для поэлементного доразряда аккумуляторной батареи (АБ), содержащее п разрядных резисторов, подключенных к соответствующим аккумуляторам через коммутирующие элементы, генератор переменного напряжения с транспортным выходом с выходными I обмотками, в качестве коммутирующих элементов используются транзисторные ключи, соединенные последовательно с разрядным резистором и доразряжаемым аккумулятором, причем четные выходные обмотки генератора переменного напряжения подключены началом к базе, а концом - к эмиттеру четных rpansHCTopiihix ключей, нечетные выходные обмотки подключены началом к эмиттеру, а концом - к базе нечетных транзисторных ключей. Одной из основных технических характеристик устройства является в)емя доразряда аккумуляторов до 0-0,05 В/акк, имеющейважное значение в системах электропитания (СЭП) автономных объектов, особенно, в случае использования в тдких системах только одной АБ 2J.

Однако это устройство обеспечивает дораз10ряд за 24 ч, что неприемлемо для СЭП автономнь1х объектов. Кроме того, выход хотя бы одного транзисторного ключа (безразлично на обрьш или короткое замыкание) может привести к выходу из строя аккумулятора и снижению

15 характеристик АБ в автономной СЭП.

Целью изобретения является уменьщёние( времени доразряда и увеличение надежности доразрядного устройства более простыми средствами.

20

Указанная цель достигается тем, что ячейка доразряда выполнена из двух транзисторных ключей, эмиттеры и коллекторы которых объединены и подключены к аккумулятору, причем 393 кпждая ячейка подключается к аккумулятору отдельными проводниками, базовые цепи транзисторных ключей присоединены к выходным обмоткам трансформатора задающего генератора, причем средняя точка обмотки соединена с эмиттерами первого и второго транзистора, а начало и конец обмотки подключены соответственно к базе первого и второго транзистора. Для повышения надежности транзисторные клюШ состоят из 1 ескольких параллельно соеданенных транзисторов с разделительными резисторами в базовых цепях и токовыравнипаюшими резисторами в эмиттерных цепях, при чем в качестве токовыравнивающйх резистоpoii используются плавкие вставки (предохранители) .-., JJjin О1р; ничения тока служат балластные резисторы, в качестве которых могут быть использованы соединителы1ые проводники и р-п-переходы транзисторных ключей. На фиг. 1 представлена электрическ-ая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема устройства с резервированием элементов. Доразряжаемая батарея состоит из нескольких пккумуляторов 1--3. Каждая доразрядная ячейка состоит из двух транзисторных ключей 4 и 5, разделительных базовых резисторов 6 и 7, плавких вставок (предохранителей) 8 и 9. Эмиттеры транзисторных ключей 4 и 5 объединены и соединены с отрицательной клем мой аккуму/гятора 1 отдельным проводником, а также со средней точкой выходной обмотки 10 трансформатора 11, а объединенные коллек торы соединены с положительной клеммой. Базы транзисторов 4 и 5 через разделительные резисторы 6 и 7 соединены с концами выходной обмотки К). Первичная обмотка транзисто ра И подключена к з;щаюн(сму генератору 2 На фиг. 2 в каждой доразрядной ячейке транзисторы 4 п 5 зaнapaJtлeлeны аналогичными транзисторами 13 и 14 соответственно, каждый со своей плавкой вставкой 15 и 16 и разделительными резисторами 17 и 18. Устройство работает следующим образом. Когда задающий генератор переменного на- пряжения 12 не работает, переходы база-эмиттер каждого транзисторного ключа 4 и 5 зашунтированы выходной обмоткой 10 и транзисторы 4 и 5 заперты. При вклгоче1ши генератора 12 на его выход ных обЛютках появляется переменное прямоугольное напряжение. В первую половину периода отпираются транзисторы одного плеча (например 4), во вторую половину периода отпираются транзисторы другого плеча (5). Та КИМ образом, в первый полупериод аккумулятор разряжается через ключи 4, во второй . через ключ 5, направление тока не меняется. Т.е., несмотря на импульсное управление ключами, разряд аккумулятора происходит непрерывно. Аналогичным образом работают и другие ячейки. Каждая ячейка.соединена с соответствуюишм аккумулятором отдельным проводником. Такое соединение выводов аккумуляторов с ячейками позволяет устранить возможность появления токов перетекан1|я и переполюсовку отдельных аккумуляторов в конце доразряда, что существенно для сохранения емкостных характеристик аккумуляторов. В случае пробоя и короткого замыкания транзисторного ключа 4 выгорает аггавкая вставка 8 и разряд происходит через оставшийся транзистор, т.е. вы-ход одного элемента ячейки из строя не приводит к потере работоспособности всего устройства. При выгорании транзистора 13 доразряд аккумулятора происходит через оставшиеся транзисторы 5 и 14, т.е. даже выход половины доразрядной ячейки из строя не приводит к потере работопособности всего устройства, а только к увеличению доразряда. Наличие в каждой доразрядной ячейке двух транзисторных ключей с резервированием, соединение их с аккумулятором отдельными проводниками вдвое снижает время доразряда, исюгючает возможность переполюсовки аккумуляторов в конце доразряда и значительно повышает надежность устройства в целом. Устройство может потерять работоспособность при наличии четырех последовательных отказов транзисторов 4, 5, 13 и 14. Габариты и масса устройства ctIижaютcя за счет использования в качестве балластных резисторов соединительных проводников и р-ппереходов ключей. Испытание показывает надежность функционирования устройства и возможность вдвое снизить время доразряда. Формула изобретения 1. Устройство для поэлементного доразряда аккумуляторной батареи, состоящей из ri-noследовательно соединенных аккумуляторов, содержащее п доразрядных ячеек, подключегшых к соответствующим аккумуляторам через коммутирующие элементы в виде транзисторных ключей и управляемых задающим- генератором переменного напряжения с трансформаторным выходом с п выходными обмотками, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени доразряда аккумуляторов, в каждую доразрядную ячейку введен дополнительный транзисторный ключ, причем эмиттеры и коллекторы транзисторных ключей каждой доразрядной ячейки объединены и подключены к аккумулятору отдельными провоониками, а базовыми выводами подсоединены к соответствующей выходной обмотке трансформатора задающего генератора, средняя точка которой соединена с эмиттерными выводами этих транзисторов.

2. Устройство по. п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности транзисторные ключи состоят из нескольких параллельно соединенных транзисторов с разделительными резисторами в базовых цепях

и токовыравнивающими резисторами в эмит терных цепях.

3. Устройство попп. 1и 2, отличающее с я тем, что, с целью упрощения схемы, в качестве токовыртвнивающих резисторов в эмиттерных цепях транзисторов используются плавкие вставки (предохранители). Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР РГ 712877, кл. Н 01 М 10/42, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР N 632018, кл. Н 01 М 10/42, 1977.

14porv jff