Устройство для заряда аккумуляторной батареи Советский патент 1982 года по МПК H02J7/10 H02H7/12 

Изобретение относится к устройст вам регулирования мощностью источников питания и может быть применено как зарядное устройство для заряда аккумуляторов различной емкости.

Для заряда аккумуляторов довольно часто применяют выпрямители переменного тока, выполненные по мостовой схеме, у которых дпя регулирования зарядного тока используют управляемое вентили.

Для заряда аккумуляторных батарей широко используются управляеь ле вентили, например тиристоры, позволяющие осуществлять регулирование зарядного тока в широком диапазоне.

Известно устройство для заряда аккумуляторной батареи от источника переменного напряжения через диоды и управляемой вентиль, коммутируемой блоком управления в зависимости от состояния заряженности батареи Ц.

Известно также устройство для заряда аккумуляторной батареи с использованием полууправляемого трехфазного моста, управляемого от схемл управления, изменением параметров кото рой регулируется -угол отпирания силовых тиристоров моста 2.

Однако в подобных устройствах необходимо защищать вентили от токов короткого замыкания на стороне либо от повышения тока нагрузки.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для питания нагрузки, в качестве которой в данном случае используется аккумуляторная батарея, содержащее питающий транс10форматор, полууправляеьый мостовой илпрямитель с тиристорами в двух плечах, в цепи управления KOTOpi x включены соответствующие диоды и резисторы, и орган ЗЕ1ЩИТЫ, состоящий

15 из исполнительной части, датчика аварийного режима, включенного последовательно с выходными клеммами и элементы управления 3.

Однако это устройство, при усло20вии требования регулирования величины зарядного тока, имеет довольно сложную систему управления силовыми тиристорами и не обеспечивает их надежной защиты при экстремальных

25 режимах.

Целью изобретения является упрощение устройства и повышение его надежности .

Для достижения этой цели в уст30ройство для заряда аккумуляторной бат/чхИ, :о;1 ржяг; ;; -:с1дчые и ныX; , i; :i-;MMJ ,. ИО :и j l ii Я fi CNS.ift MOC ..- ti aMiiT riii .: ;;i i:::;.:. р,,И rj ДИуХ l-:i IX, H lUiSlt у i .: iJlOH и я KvilXjpl-JX Ь-КЛ ОЧГ:НМ ДКОДЫ H i ; (.:J HcnC4J: Л , И орган ,гы, состс ниигл :- исполнительнсй , датчика авари иого ре;кимл , uKJiKiieiiHor ;: последовательно с BbixoiuibiMH KjTf.hiMaMH, и элеMGHTSJ упрап.пенин, взедеыы фазосдвиraoiUHJi DijOi: на КС-элемс нтлх, тирисTOpHLU (аТеЛЬ ,. ИОД К .ИЮЧеИ ПЫЙ :1;.; /:- ,Л1:и Птам, i-)e;i истс рно-диодvr ;; м- ,, и ;1ва диода, .;eM тир;- Сто|;м . катодат-и- с HxojiHo:-:;i ь.гк:,-NjaMH , их ЩД:-; /;:;..ci йдоиия ..i;;c}:ii.| г iOnc-:)t i ,Д1-.; ОЧ01НЫ к -;.;;ri.i-r :. чгди; , чо:;,двигак ЩПЙ ОЛОК и .; Ь:)}ГЛИрО BiATt J а aj-if-JKuio un кон такт исиоди-телглюй чости opiviH, д уиоллиутыс лио;хы, оргп :f:aiunT..; дклюал: ,дле но выходным ч(:рез датчик аварийЬОго режима, а резис:торно диодиая :i,en.b под;соедииена параллель но тиристорам FviocTa. На чортожо 1 редста.1,б;Нс1 г;рннципи зарядсого у ст1: оПства. poiicTiJO для чаг) г1ккумуля-Tcpoii ij; лтолноно ;;о однофа::Ной мос.го ВСИ схомп с чоюлм..; i,ic.)M управjDH ivMx лч :Тилси ;.: , ..о .ь:м yripaBJieнием. Г;;ри;Г;;р .;л.;:;1 jiej роль уси лите-)1и - фо;,.-11рователи ;r.iiiyj bcO;i и ио,дК1 :Г:леИ ч цепь (}зля О:1л:х г;локт - ро;.1Оз -силогГм Х тиристоров ,. и 3 моеТОБОЙ cxo//ff,. Цепью RC , выполненной на основе резистора 4 и конденсатора 5, обеопечивает ;я иамемение угла отпирания т;-:рястора 1, т .с , зта цепь является фазосдвигаюи1им устрой СТВОГ.1. Вкпрзчение управляемого выпрямителя и за1:1,иту от токов коротко го замьлкаь кя и аваругйното режима ра ТЕЛ устройства выполняет О{зган защит от превышения тока нагрузки, выполненный на основе тиригсторов 6 и 7 и 8. IlyHT 8 вытОтняот (.кхпь датчика авариГного режима ра(оть; устрой ст))-а „ БД г к у гтргшло и ч; r)6pa,;i ооател fjM кроме у азанных тиристора 1, резис тора 4 переменнозхэ сопротивления, денсатора 5, включает в себя и токо вые цепи управляющих элб к-:;родов си ловых тиристоров, состоящие из замы ющего ксНтакта 9 иcпoлн sт(:;льнoй ча рхана зашиты, полупроводниковых 10-13, резисторов 14, .5, Орган защиты состоит также из реле I Г) , (онденсатора 17,- резисторов 18, 19,20 н с .|.р(л-)ов 21 и 22,. прсдназначени. лпя .1:,ит,1 соо оетствоино катупдчИ ре. 36 и цепи у аяля1 ;;це1о электрод.а iwpncTopa 7 Пода/Га анодного напряжс-ния на т ристорч П и 7 и нг) кату. реле 16 ocyiuecTii. от источ,ника переMOiHoio напряжения через с;- лоиые полу прог5од; иков е дио.11Ы 23, 21, резистор , . ;.1аломо1Д; 1-ле гихту;:..Т)ОьодникоЕзые диод; л 26, 27 и прибор 28,, Плсазываюгдий ток . Вклочение тиристора 6 производится одноиггифтовой кнопкой 29 через резистор 30. Включение зарядного ус.-тройства ь работу осуществляется з .к лнием контактов одиоитифтовой кно-пки 29, От источника иеремег но1о напряжения со сторо ;.; клеммл, которая в ,i.raHiiLKi момент и;/:ее1- более н..оокиГ потенци;1л по сракнс-жик о дру-ой кдеммоЯ исмочнгпса nirj-a;i,in, : ачи;-ч(;:т идти . Пусть в дан};иЯ .;о;;е -;Т ,; Jl им(;ет болег: н, чотен1;;5-р: opajiHe;-; ) о :.,лег.1;-кзй 32, гч-и нкл;ичеяии кноп;-:и 29 по ЦС:ПИ :-,j:,.-Mivia 31 - ДИ1;);1 23 кь;о1п а 29 - ;л :зистор 30 - переходит .; юии1И электрод--KiiTOji тиристора 6 - из.ьтеритедьньгй прибор 28 - резистор 25 - диод 27 - клемма 32 истоЧника .- онного напряжения пойдет ток, Тиристор С откр1лвается и по его анодн:ой цепи через резистор 18 и катушку ре-че 16 пойдет TcjK , гЧч;е 10 срабатывает и за-.-члкает сво;й контакт 9 Б цепи управли(и:дих :)ле -;трс; ;он силонгих /Hp icTOpoi -с 1-; 3, Коч;;;енсато11 J з;j:;; аотоя по цепи клемма 3 источнш-са шзремен})ого нап|;яжения - диод 10 - резистор 4 переменH044J сопротивления - ;.;онденсатор Ь р-.-ЗИСТОр 1 переход управли;-с -дий электрод. - каюд тиристора 3 - 32 источника переменного напряжения. Как то,чько энергия емкости конденсатора становится достаточно/ для открытия тиристора 1, ок открывается и шунтирует собой RC-цець из резистора 4 переменного сопротив.пения и конденсатора 5. Анодный ток тиристора 1 проходит через переход управляющий электрод - катод силового тиристора 3. Силовой тиристор 3 открывается и по его анодной цепи начинает идти ток к приемник)/ энер1 йи - aKKyNf/ляторной батареи 33 по цепи KjseMMa 31 источника перегменного нгшряжения - силовой диод 23 - плюс приемника эь ергии 33щунт 8 - измерительный прибор 28 силовой тиристор 3 - клемг-ia 32 источника переменноГО напряжс-нкя . В тот момент, ко1,да клемма 32 источника переменного напряжения имеезт более выс:окий поггенциал по отнои еяию к клемме Jl, процесса:, цроисходя1;1ие в тири1:;торах 6, 1 и 8, прох.:.;;яг аяачогично o rrticaHHOMy, т.е. .; i ие ти истора происходит по j.(-jf:H rcjiei-c.ia 32 источника кч;еме;;;г;о г:: :и;Чряж( - ; lЛoвovr ,;:,ио,1 2й .- ;-с;мкг-у тое соогоя п. конл-акго;; одноимпЧ )ово кнопки 29 - резистор 30 - переход управляющий электрод - катод тиристора 6 - измерительный прибор 28 резистор 25 - диод 26 - клемма 31 источника переменного напряжения. Тиристор 6 открывается и по его анодной цепи идет ток. Реле 16 срабатывает и saNtJKaeT свой saNbiKaromHfi контакт 9 в цепи управляющего электрода силового тиристора 2. Происхо дит заряд конденсатора 5 по цепи клемма 32 источника переменного напряжения - диод 11 - резистор 4 переменного сопротивления - конденсатор 5 - резистор 14 - диод 12 - переход управляющий электрод - катод силового тиристора 2 - клемма 31 источника переменного напряжения. Напряжение на обкладках конденсатора 5 повьпиается и при определенной его величине происходит открытие ти рисгора 1. Цепь RC, состоящая из ре зистора 4 и конденсатора S, и.унтиру ется тиристором и происходит открыт силового тиристора 2 по цепи клемма 32 источника переменного напряженчя диод 11 - анод - катод тиристора 1 регистр 14 - диод 12 - переход управляющий электрод - катод силового тиристора 2 - клемма 31 источника переменного напряжения. Тиристор 2 открывается и по его анодной цепи (клем.ма 32 источника переменного напряжения - силовой диод 24 - прие ник энергии 33 - iijyi- T 8 - измерител ный прибор 28 - силовой тиристор 2 клем-ма 31 источника переменного напряжения) поступает ток к приемнику энергии 33. С открытием тиристора 6 начинает ся заряд конденсатора 17 органа защиты по указанным токовым цепям силовых тиристоров 2, 3 и силовых дио дов 23 и 24 через резистор 19. До тех пор. Пока тиристор 7 закрыт, напряжение на конденсаторе 17 поддерживается на уровне напряжения, поступающего от источника переменного напряжения к цепи из резистора 18 - реле 16 и тиристора 6. Как только по какой-либо причине например из-за короткого замыкания на клеммах приемника энергии 33, происходит увеличение тока в цепи преобразователя тока, увеличивается падение напряжения на щунте 8„ Это увеличение напряжения через резисто 20 передается переходу управляющий электрод- катод тиристора 7, что вы зывает открытие тиристора 7, затем через его анод - катод начинает идти ток как со стороны резистора 1 так и разрядный ток конденсатора 17 Резистор 19 имеет большое сопротивление, поэтому ток через него соста ляет очень часть по сравнению с разрядным током конденсатора 17 в первоначальный момент разряда емкости конденсатора. Конденсатор 17 начинает разряжаться по цепи анод катод тиристора 7 - катод - анод тиристора 6 - конденсатор 17. Этим током, направленным навстречу основному току тиристора 6, тиристор б запирается, ток через катушку реле 16 перекрывается и заг ыкающий контакт 9 этого реле разкыкается. С этого момента ток через управляющие электроды силовых тиристоров 2 и 3 прекращается, силовые тиристоры запираются, прекращается ток, поступающий к приемнику энергии 33. Так осуществляется защита силовых полупроводниковых приборов, т.е. силовых тиристоров 2 и 3, п вместе с sn-iNiH и силовых диодов 23 и 24 от чрезмерного повы1;1ения анодного тока, котор лй .может вывести их из строя. Конденсатор 17 продолжает раз р яжаться по электрическим цепям, в состав которых входит резистор 18, катуыка реле 16 и полупроводникон лп стабилитрон 21. Стабилитрон 21 вместе с резистором 18 защищает катушку 16 от превмиения тока че|1ез i-ien вьлие номинального, KOTOp irt можот появиться в результате колебаний переменного напряжения на источнике. Стабилитрон 22 вместе с ps iiHCTOpoM 20 ос ществлчет3ащиту перехода управляющий электрод - катол тиристора 7, так как от вида неисправ(ости в выходной цепи, т.е. в цепи П1зиемника энергии 33, величина тока, а следовательно, падение напряжения на шунте 8 может достигать значений, превышающих указанные в паспорте на тиристор 7. Применение в схеме устройства для заряда аккумуляторов общего канала управления силовыми тиристорами, в котором содержатся фазосдвигающий блок и тиристорный фop шpoвaтeль импульсов, а также единственный заг.ыкающий контакт испольительной части органа защиты, и включение параллельно силовым тиристорам резисторно-диодной цепи, позвот:яет упростить схему управления силовыми тиристорами, улучшить эксплуатационные качества устройства, повысить надежность его работы. Форь1ула изобретения Устройство для заряда аккумуляторной батареи, содержащее входные клеммы для подключения источника переменного напряжения, выходные клемг, полууправляеьый мостовой .;пряммтель с тиристорами в двух гхлечах, в цепи управления которых включены соответствующие диоды и резистора, и орган защиты, состоящий из исполнительной

части, датчика аварийного режима, включенного последовательно с выходными клеммами, и элементы управления, отличающееся тем что, с целью упрощения и па зышения надежности, в него введены фазосдвигающий блок на КС-элементах,, тиристорный формирователь, подключенный к этим КС-элементам, резисторнодиодная цепь и два диода, причем тиристоры моста катодами связаны о входными клеммами, их цепи управления соединены и общей точкой подключены к входным клемма через фаэосдвигающий блок и тиристорный формирователь, замыкающий контакт

исполнительной части органа эагдиты и упомянутые диоды; орган защиты включен параллельно выходным клемма через датчик аварийного режима, а реэисторно-диодная цепь подсоединена параллельно тиристорам моста.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Заявка ФРГ 2801993, кл. Н 02 J 7/10, 1978.

2.Зорохович А.Е. и др. Устройст для заряда и разряда аккумуляторных батарей. М., Энергия, 1975,

с. 128-130.

3.Авторское свидетельство СССР № 457142, кл. Н 02 Н 7/12, 1970.

,,J

,3f

v

;/

-JO

Т I

+