CS230881B1

CS230881B1 - Connexion for accumulator charging

Info

Publication number: CS230881B1
Application number: CS871782A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Brezani
Original assignee: Vladimir Brezani
Priority date: 1982-12-03
Filing date: 1982-12-03
Publication date: 1984-08-13

Abstract

Zapojenie je určené pre automatické nabíjanie akumulátorov určených pre zálohovanie napájania systémov pri výpadu sie- ťového napátía. Zapojenie sleduje velkost odoberaného náboja z akumulátore a zabezpečuje dodanie potřebného náboja do akumulátorov při nabíjaní tak, aby nedochá dzalo k prebíjaniu akumulátorov. Zapojenie je doplněné obvodom pre odpojenie akumulátorov pri vybití.The connection is designed for automatic charging batteries for backup power supply systems for power failure tension. The connection monitors the size the charge taken from the battery and secures it supplying the necessary charge to the batteries while charging so that it does not escape the batteries. engagement is equipped with a circuit for disconnecting the batteries when discharged.

Description

Vynález sa týká zapojenia pre nabíjanie akumulátorov.The invention relates to a circuit for charging accumulators.

Doteraz známe zapojenia pre nabíjanie akumulátorov využívali dva spósoby pre určovanie dížky nabíjacieho cyklu. Prvý spůsob využívá sledovanie napatia akumulátorov vtedy, ak je toto napatie závislé na stupni nabitia akumulátora. Pri poklese napatia na minimálnu dovolenú hodnotu sa připojí k akumulátoru zdroj prúdu a nabíjanie trvá dovtedy až napatie na svorkách akumulátora dosiahne hodnotu, ktorá je charakteristická pre nabitý stav akumulátora. Tento sposob může byt ešte doplněný snímačom teploty akumulátorov, u ktorých je napatie závislé aj od teploty, čím sa zvýši přesnost při určovaní stavu nabitia. Druhý spůsob sa používá u akumulátorov, ktoré nemajú výrazná změnu napatia v závislosti na stave nabitia. Tento případ nastáva u akumulátorov, u ktorých sa svorkové napatie na začiatku nabíjania sa v krátkom čase zvýši z minimálnej hodnoty na hodnotu, ktorá sa v priebehu ďalšieho nabíjania mění len velmi pomaly a navýše může sa měnit i s inými parametrami, napr. teplotou, stárnutím a podobné. U tohoto typu akumulátorov by použitie prvého sposobu nabíjania nedokázalo určit s dostatočnou presnosťou stav nabltia. Preto sa v takýchto prípadoch používajú zapojenie s hodinami, ktoré určujú dobu, počas ktorej je do akumulátora dodávaný prúd určenej velkosti tak, aby sa do akumulátora dodal náboj potřebný pre plné nabitie akumulátora.The hitherto known battery charging circuits used two methods to determine the length of the charging cycle. The first method utilizes the monitoring of the battery voltage if the voltage is dependent on the degree of charge of the battery. When the voltage drops to the minimum allowable value, a power source is connected to the battery and charging lasts until the voltage at the battery terminals reaches a value that is characteristic of the charged state of the battery. This method can be supplemented by a temperature sensor of accumulators, in which the voltage is also temperature-dependent, thereby increasing the accuracy in determining the state of charge. The second method is used for batteries that do not have a significant change in voltage depending on the state of charge. This is the case with accumulators in which the terminal voltage at the start of charging increases in a short time from the minimum value to a value that changes only very slowly during the next charging and can also change with other parameters, e.g. temperature, aging and the like. With this type of battery, the use of the first charging method would not be able to determine with sufficient accuracy the state of charge. Therefore, in such cases, a clock connection is used which determines the time during which a battery of a specified size is supplied to the battery so as to supply the battery with the charge required to fully charge the battery.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojenie pre automatické nabíjanie akumulátorov, ktorého podstata spočívá v tom, že spínací člen je spojený so vstupnými svorkami, výstup spínacieho člena je spojený s anódami prvej a druhej diody, katoda prvej diody je spojená s kladným polom prvej časti článkov akumulátorov, ktorých záporný pól je spojený s jedným vývodom snímacieho odporu a s prvým odporom, druhý vývod snímacieho odporu je spojený s kladným polom druhej časti článkov akumulátorov, s jedným vstupom integrovaného obvodu, s jedným vstupom porovnávacieho obvodu a s kolektorom tranzistora, ktorého emitor je spojený s jedným vývodom druhého odporu, ktorého druhý vývod je spojený s druhým vývodom prvého odporu a s jedným vývodom štvrtého odporu, medzi kolektorom a bázou tranzistora je zapojený piaty odpor, k bázi tranzistora je tiež zapojený jeden vývod tretieho odporu, ktorého druhý vývod je spojený s katodou druhej diody, druhý vývod čtvrtého odporu je spojený s druhým vstupom integrovaného obvodu, s jedným pólom kondenzátora a s jedným vývodom šiesteho odporu, ktorého druhý vývod je spojený s prvým kontaktom relé, druhý pól prvého kontaktu relé je spojený s druhým kontaktom relé, medzi druhý pól druhého kontaktu relé a druhů vstupná svorku je zapojený osmy odpor, medzi spojenie oboch kontaktov relé je připojená anoda zenerovej diody, ktorej katoda je spojená s výstupom integrovaného obvodu, s druhým pólom kondenzátora a s jedným vývodom siedmeho odporu, ktorého druhý vývod je spojený s druhým vstupom porovnávacieho obvodu a s jedným vývodom deviateho odporu, ktorého druhý vývod je spojený s výstupom porovnávacieho obvodu a so vstupom pre ovládanie spínacieho člena, vývody pre napájanie integrovaného obvodu, porovnávacieho obvodu a vstupy kontrolného obvodu sú spojené s kladným pólom prvej časti článkov akumulátorov a so záporným pólom druhej časti článkov akumulátorov, jeden výstup kontrolného obvodu je spojený s ovládacím vstupom vypínacieho obvodu, ktorého vstup je spojený s kladným pólom prvej časti článkov akumulátorov, výstup vypínacieho obvodu je spojený s prvou výstupnou svorkou, druhý výstup kontrolného obvodu je spojený s jedným vývodom relé, ktorého druhý vývod je spojený s druhou výstupnou svorkou, ktorá je spojená s druhou vstupnou svorkou.These disadvantages are eliminated by the circuit for automatic charging of accumulators, which consists in that the switching member is connected to the input terminals, the output of the switching member is connected to the anodes of the first and second diodes, the cathode of the first diode is connected to the positive field the negative terminal is connected to one terminal of the sensing resistor and the first resistor, the other terminal of the sensing resistor is connected to the positive field of the second part of the battery cells, one integrated circuit input, one comparator circuit input and transistor collector whose emitter is connected to one terminal a fifth resistor is connected between the collector and the base of the transistor, a third resistor terminal is also connected to the transistor base, the second terminal of which is connected to the cathode of the second diode The second terminal of the fourth resistance is connected to the second input of the integrated circuit, one pole of the capacitor and one terminal of the sixth resistor, the second terminal of which is connected to the first relay contact, the second pole of the first relay contact is connected to the second relay contact. between the relay contacts and the second terminal of the relay is connected an anode of a zener diode, the cathode of which is connected to the output of the integrated circuit, the second pole of the capacitor and one terminal of the seventh resistor, the other terminal of which is connected to the other input circuit and one terminal of the ninth resistor, the other terminal of which is connected to the comparator circuit output and the switch actuator input, the integrated circuit power supplies, the comparator circuit and the control circuit inputs are connected to the positive terminal of the first part of the battery cells and one of the control circuit output is connected to the control input of the trip circuit, the input of which is connected to the positive terminal of the first part of the battery cells, the output of the trip circuit is connected to the first output terminal, the other of the control circuit output is connected to one outlet a relay whose second terminal is connected to a second output terminal which is connected to a second input terminal.

Výhoda uvedeného zapojenia je, že akumulátory sú automaticky dobíjané i pri čiastočnom vybití ihned' po obnovení dodávky prúdu, čím sa zvýši pohotovost akumulátorov pre zálohovanie pri výpadku napatia, přitom akumulátory nie sú prebíjané a tiež to, že nabíjanie nie je závislé na velkosti nanabíjacieho a vybíjacieho prúdu.The advantage of this connection is that the batteries are automatically recharged even when partially discharged as soon as the power supply is restored, thus increasing the availability of the batteries for backup in the event of a power failure, while the batteries are not overcharged and the charging does not depend on discharge current.

Zapojenie pre nabíjanie akumulátorov je nakreslené na výkrese. Spínací člen 3 je spojený so vstupnými svorkami 1, 2, výstup spínacieho člena 3 je spojený s anódami prvej a druhej diódy 4, 11, katoda prvej diódy 4 je spojená s kladným pólom prvej časti článkov akumulátorov 5, ktorých záporný pól je spojený s jedným vývodom snímaciého odporu Bas prvým odpqrom 8, druhý vývod snímacieho odporu 6 je spojený s kladným pólom druhej časti článkov akumulátorov 7, s jedným vstupom integrovaného obvodu 17, s jedným vstupom porovnávacieho obvodu 23 a s kolektorom tranzistora 10, ktorého emitor je spojený s jedným vývodom druhého odporu 9, ktorého druhý vývod je spojený s druhým vývodom prvého odporu 8 a s jedným vývodom štvrtého odporu 13, medzi kolektorom a bázou tranzistora 10 je zapojený piaty odpor 14, k bázi tranzistora je tiež zapojený jeden vývod tretieho odporu 12, ktorého druhý vývod je spojený s katódou druhej diódy 11, druhý vývod štvrtého odporu 13 je spojený s druhým vstupom integrovaného obvodu 17, s jedným pólom kondenzátora 16 a s jedným vývodom šiesteho odporu 15, ktorého druhý vývod je spojený s prvým kontaktom relé 20, druhý pól prvého kontaktu relé 20 je spojený s druhým kontaktom relé 21, medzi druhý pól druhého kontaktu relé 21 a druhů vstupná svorku 2 je zapojený ůsmy odpor 22, medzi spojenie oboch kontaktov re230881 lé 20, 21 je připojená anóda Zenerovej diódy 18, ktorej katoda je spojená s výstupom integrovaného obvodu 17, s druhým polom kondenzátora 16 a s jedným vývodom siedmeho odporu 19, ktorého druhý vývod je spojený s druhým vstupom porovnávacieho obvodu 23 a s jedným vývodom deviateho odporu 24, ktorého druhý vývod je spojený s výstupom porovnávacieho obvodu 23 a so vstupom pre ovládanie spínacieho člena 3, vývody pre napájanie integrovaného obvodu 17, porovnávacieho obvodu 23 a vstupy kontrolného obvodu 25 sú spojené s kladným polom prvej časti článkov akumulátorov 5 a so záporným polom druhej časti článkov akumulátorov 7, jeden výstup kontrolného obvodu 25 je spojený s ovládacím vstupom vypínacieho obvodu 26, ktorého vstup je spojený s kladným polom prvej časti článkov akumulátorov 5, výstup vypínacieho obvodu 26 je spojený s prvou výstupnou svorkou 28, druhý výstup kontrolného obvodu 25 je spojený s jedným vývodom relé 27, ktorého druhý vývod je spojený s druhou svorkou 29, ktorá je spojená s druhou vstupnou svorkou 2.The connection for charging batteries is shown in the drawing. The switching member 3 is connected to the input terminals 1, 2, the output of the switching member 3 is connected to the anodes of the first and second diodes 4, 11, the cathode of the first diode 4 is connected to the positive pole of the first part of the battery cells 5. sensing resistor terminal Bas by first resistor 8, second sensing resistor terminal 6 is connected to the positive terminal of the second part of the battery cells 7, one integrated circuit input 17, one comparator circuit input 23, and the collector of transistor 10 whose emitter is connected to one terminal of the other a resistor 9, the second terminal of which is connected to the second terminal of the first resistor 8 and to one terminal of the fourth resistor 13, between the collector and the base of the transistor 10 is connected a fifth resistor 14; with the cathode of the second diode 11, the second terminal of the fourth resistor 13 is connected to the second input an integrated circuit 17, with one terminal of the capacitor 16 and one terminal of the sixth resistor 15, the second terminal of which is connected to the first contact of the relay 20, the second terminal of the first contact of the relay 20 is connected to the second contact of the relay 21; In the second input terminal 2 is connected the resistor 22, between the connection of both contacts re230881 l 20, 21 is connected an anode of Zener diode 18 whose cathode is connected to the output of integrated circuit 17, to the second field of capacitor 16 and one terminal of the seventh the terminal is connected to the second input of the comparator circuit 23 and one terminal of the ninth resistor 24, the second terminal of which is connected to the output of the comparator circuit 23 and the input for actuating the switching member 3, terminals for powering the integrated circuit 17, the comparator 23 are connected to the positive field of the first part of the accumulator cells in 5 and with the negative field of the second part of the battery cells 7, one output of the control circuit 25 is connected to the control input of the trip circuit 26 whose input is connected to the positive field of the first part of the battery cells 5, the output of the trip circuit 26 is connected to the first output terminal 28 , the second output of the control circuit 25 is connected to one terminal of a relay 27, the other terminal of which is connected to a second terminal 29 which is connected to a second input terminal 2.

Cez vstupné svorky 1 a 2 sa privádza napatie na spínací člen 3, ktorého zapnutie je ovládané z porovnávacieho obvodu 23. Prúd pre nabíjanie sa provádza do akumulátorov cez prvú diodu 4. Články akumulátorov sú rozdělené do dvoch častí 5 a 7 spojených do série pomocou snímacieho odporu 6. Napatie zo snímacieho odporu 6 je privádzané na dělič zložený z prvého odporu 8 a druhého odporu 9. Tento dělič sa uplatňuje pri nabíjaní, keď sa pri přítomnosti napatia na vstupných svorkách 1 a 2 prúdom cez druhů diódu 11 a třetí odpor 12 otvorí tranzistor 19. Pri vybíjaní akumulátorov nie je na vstupných svorkách 1 a 2 napatie a tranzistor 10 je zatvorený. Tým sa zabezpečí požiadavka vačšieho náboja potřebného pre nabitie, než bol náboj odobraný z akumulátorov pri predchádzajúcom vybíjaní. Napatie zo snímacieho odporu 6 sa vedie cez prvý odpor 8 na vstup integrátora zloženého z integrovaného obvodu 17, štvrtého odporu 13 a kondenzátora 16. Z integrovaného obvodu 17 sa vedie napatie na porovnávací obvod 23 cez siedmy odpor 19. Z porovnávacieho obvodu 23 sa privádza napatie na spínací člen 3. Z akumulátorov sa privádza napatie na kontrolný obvod 25 a cez vypínací obvod 26 na výstupné svorky 28 a 29. Kontrolný obvod 25 rozpojí vypínací obvod 26 pri vybití akumulátorov na minimálnu hodnotu napatia a zároveň generuje impulz pre zopnutie relé 27, Relé 27 svojimi kontaktami 20 a 21 zabezpečí na výstupe integrátora napatie, ktoré je úměrné velkosti náboja potřebného pre plné nabitie akumulátorov. Pri čiastočnom vybití je na výstupe integrátora napátie úměrné odoberanému nábojů a pri přerušení vybíjania sa toto napatie nemení, až pri připojení napatia na vstupné svorky 1 a 2 sa pri nabíjani napatie na výstupe integrovaného obvodu 17 znižuje dovtedy, pokial' porovnávací obvod 23 nezastaví nabíjanie vypnutím spínacieho člena 3.Voltage is applied to input terminals 1 and 2 to the switching member 3, which is actuated from the comparator circuit 23. The charging current is applied to the accumulators through the first diode 4. The battery cells are divided into two parts 5 and 7 connected in series by means of a sensing element. The voltage from the sensing resistor 6 is applied to a divider consisting of a first resistor 8 and a second resistor 9. This divider is applied during charging when, in the presence of a voltage at the input terminals 1 and 2, a current through the diodes 11 and a third resistor 12 open When the batteries are discharging, there is no voltage at the input terminals 1 and 2 and the transistor 10 is closed. This ensures that the charge required for charging is greater than that taken from the accumulators during the previous discharge. The voltage from the sensing resistor 6 is applied via a first resistor 8 to the input of an integrator composed of an integrated circuit 17, a fourth resistor 13 and a capacitor 16. From the integrated circuit 17 a voltage is applied to the comparator circuit 23 via a seventh resistor 19. The control circuit 25 disengages the trip circuit 26 when the batteries are discharged to the minimum voltage value and also generates a pulse for relay 27 to be energized. With its contacts 20 and 21, it provides a voltage at the integrator output that is proportional to the charge required to fully charge the batteries. When partially discharged, the voltage at the output of the integrator is proportional to the charges taken, and when discharging is interrupted, the voltage does not change until voltage is applied to input terminals 1 and 2. switching member 3.

Uvedené zapojenie je určené pre použitie v systémoch zálohovania napájania zariadení, ktoré si vyžadujú nepřerušované napájanie. Zapojenie možno použit pre lubovolný typ akumulátorov.This connection is intended for use in power backup systems for devices that require uninterrupted power. The connection can be used for any type of battery.

Claims

Battery charging circuit, characterized in that the switching member (3) is connected to the input terminals (1, 2), the output of the switching member (3) is connected to the anodes of the first and second diodes (4, 11), the cathode of the first diode (4) ) is connected to the positive field of the first part of the battery cells (5), the negative pole of which is connected to one terminal of the sensing resistor (6) and to the first resistor (8); (7), one integrated circuit input (17), one comparator input (23), and a transistor (10) collector whose emitter is connected to one terminal of the second resistor (9), the other terminal of which is connected to the other terminal of the first A resistor (14) is connected to the base of the transistor (13), between the collector and the base of the transistor (10), one terminal of the third resistor (12) is connected to the base of the transistor (12). is connected to the cathode of the second diode

OF THE INVENTION (11), the second terminal of the fourth resistor (13) is connected to the second input of the integrated circuit (17), one capacitor field (16) and one terminal of the sixth resistor (15), the other terminal of which is connected to the first relay contact ), the second pole of the first relay contact (20) is connected to the second relay contact (21), between the second pole of the second relay contact (21) and the second input terminal (2) is connected an eight resistor (22) 20, 21) a Zener anode d is connected ^; Anode (18), the cathode of which is connected to the output of the Integrated Circuit (17), the second field of the capacitor (16), and one terminal of the seventh resistor (19), the other terminal of which is connected to the second input of the comparator circuit (23). a resistor (24) whose second terminal is connected to the output of the comparator circuit (23) and the input for operating the switching member (3), the terminals for supplying the integrated circuit (17), the comparator circuit (23) and the control circuit inputs (25) connected to the positive field of the first part of the battery cells (5) and to the negative field of the second part of the battery cells (7j), one output of the control circuit (25) is connected to the control input of the trip circuit (26) accumulators (5j), the output of the trip circuit (26) is connected to the first output terminal (28), the second output of the control circuit (25) is connected to one terminal of the relay (27), the second terminal of which is connected to a second output terminal (29) which is connected to the second input terminal (2).