RU165168U1

RU165168U1 - Имитатор литий-ионного аккумулятора

Info

Publication number: RU165168U1
Application number: RU2015153649/07U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Николаевич Ильин; Андрей Анатольевич Брянцев; Виктор Григорьевич Букреев; Владимир Михайлович Попов; Леонид Алексеевич Качин
Original assignee: Акционерное общество "Научно-производственный центр "Полюс"
Priority date: 2015-12-14
Filing date: 2015-12-14
Publication date: 2016-10-10

Abstract

1. Имитатор литий-ионного аккумулятора, содержащий конденсатор с параллельно подключенными выходными клеммами и резистивным делителем напряжения, транзистор, коллектор которого подключен к положительной обкладке конденсатора и резистору, соединенному через разделительный диод с положительным выводом источника постоянного тока, отрицательный вывод которого подключен к отрицательной обкладке конденсатора, отличающийся тем, что дополнительно введены контроллер с информационным выходом, имитатор датчика температуры аккумулятора, дифференциальный усилитель, импульсный преобразователь, входные шины питания которого подключены к положительным и отрицательным обкладкам конденсатора, имеющий силовой выход, резистивный шунт, при этом первый и вторые выходы контроллера подключены соответственно к имитатору датчика температуры аккумулятора и первому входу дифференциального усилителя, второй вход которого соединен со средней точкой резистивного делителя напряжения, а выход - с базой транзистора, эмиттер которого через резистивный шунт подключен к отрицательной обкладке конденсатора, точка соединения резистивного шунта и эмиттера транзистора подключена к управляющему входу импульсного преобразователя.2. Имитатор литий-ионного аккумулятора по п. 1, отличающийся тем, что имитатор датчика температуры содержит n параллельно соединенных электрических цепей, состоящих из последовательно включенных резисторов и коммутаторов, управляющие входы последних через общую шину подключены к первому выходу контроллера.

Description

Наиболее близким по технической сущности является имитатор аккумулятора (патент РФ №1746441, БИПМ №25 опубл. 07.07.1992), который состоит из конденсатора, с параллельно подключенными к нему регулируемым делителем напряжения и транзисторного регулятора тока, причем база транзисторного регулятора через стабилитрон подключена к движку переменного резистора делителя напряжения, позволяющего регулировать напряжение имитатора, последовательно соединенной цепочки состоящей из разделительного диода, гасящего резистора, источника постоянного тока, которая включена параллельно конденсатору, что позволяет проверять параметры зарядных устройств с автоматикой при отсутствии зарядного тока.

Недостатком данного решения является значительное тепловыделение в транзисторном регуляторе и ограниченные функциональные возможности, которые не позволяют проверять ряд функций при проведении испытаний зарядных устройств, входящих в состав энергопреобразующей аппаратуры космического аппарата.

Техническим результатом предлагаемого решения является расширение функциональных возможностей имитатора, снижение энергопотерь при испытаниях зарядных устройств, возможность автоматизации процесса испытаний.

Для решения этой задачи в имитатор аккумулятора, содержащий конденсатор с параллельно подключенным выходным клеммам и резистивным делителем напряжения, транзистор, коллектор которого подключен к положительной обкладке конденсатора и резистору, соединенному через разделительный диод с положительным выводом источника постоянного тока, отрицательный вывод которого подключен к отрицательной обкладке конденсатора, дополнительно введены контроллер с информационным выходом, имитатор датчика температуры аккумулятора, дифференциальный усилитель, импульсный преобразователь, входные шины

питания которого подключены к положительным и отрицательным обкладкам конденсатора, имеющий силовой выход, резистивный шунт, при этом первый и вторые выходы контроллера подключены соответственно к имитатору датчика температуры аккумулятора и первому входу дифференциального усилителя, второй вход которого соединен со средней точкой резистивного делителя напряжения, а выход - с базой транзистора, эмиттер которого через резистивный шунт подключен к отрицательной обкладке конденсатора, точка соединения резистивного шунта и эмиттера транзистора подключена к управляющему входу импульсного преобразователя.

Кроме того, имитатор датчика температуры содержит n параллельно соединенных электрических цепей, состоящих из последовательно включенных резисторов и коммутаторов, управляющие входы последних через общую шину подключены к первому выходу контроллера.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого имитатора.

На фиг. 2 представлена функциональная схема имитатора датчика температуры.

Устройство содержит (фиг. 1) конденсатор 1 с параллельно подключенными выходным клеммам 2, 3 и резистивным делителем напряжения 4, транзистор 5, коллектор которого подключен к положительной обкладке конденсатора 1 и резистору 6, соединенному через разделительный диод 7 с положительным выводом источника постоянного тока 8, отрицательный вывод которого подключен к отрицательной обкладке конденсатора 1, дополнительно введены контроллер 9 с информационным выходом 10, имитатор датчика температуры 11 аккумулятора, дифференциальный усилитель 12, импульсный преобразователь 13, входные шины питания которого подключены к положительным и отрицательным обкладкам конденсатора 1, имеющий силовой выход 14, резистивный шунт 15, при этом первый и вторые выходы контроллера 9 подключены

соответственно к имитатору датчика температуры 11 аккумулятора и первому входу дифференциального усилителя 12, второй вход которого соединен со средней точкой резистивного делителя напряжения 4, а выход - с базой транзистора 5, эмиттер которого через резистивный шунт 15 подключен к отрицательной обкладке конденсатора 1, точка соединения резистивного шунта 15 и эмиттера транзистора 5 подключена к управляющему входу импульсного преобразователя 13. Кроме того, имитатор датчика температуры 11 (фиг. 2) содержит 1, 2, … n параллельно соединенных электрических цепей, состоящих из последовательно включенных резисторов и коммутаторов, управляющие входы последних через общую шину подключены к первому выходу контроллера 9.

Имитатор функционирует следующим образом.

По информационному выходу 10 в контроллер 9 передаются цифровые коды, соответствующие определенным значениям напряжения и температуры имитируемого аккумулятора. После преобразования цифро-аналоговым преобразователем контроллера 9, задающее значение напряжения поступает на первый вход дифференциального усилителя 12, на второй вход которого поступает сигнал с делителя напряжения 4. Дифференциальный усилитель 12 усиливает разностный сигнал, поступающий на базу транзистора 5, что обеспечивает стабилизацию напряжения на конденсаторе 1. Напряжение с резистивного шунта 15, пропорциональное току транзистора 5, поступает на управление импульсным преобразователем 13, который обеспечивает отбор мощности и ее рекуперацию по силовому выходу 14.

Регулировочные характеристики транзистора 5 и импульсного преобразователя 13 выбираются таким образом, чтобы соотношение их токов в установившемся режиме определялись согласно пропорции 1:10. Это позволяет снизить максимальные тепловые потери силовых элементов имитатора, примерно в 5 раз.

Изменение сопротивления температурного датчика 11 осуществляется на уровне программного обеспечения контроллера 9 путем считывания данных о температуре аккумулятора, поступающих по информационному выходу 10 и подачей соответствующих команд на управление коммутаторов имитатора датчика температуры 11. При поступлении команды на установку температуры аккумулятора, контроллером 9 производится расчет требуемого для этой температуры эквивалентного сопротивления. Используя данные о сопротивлениях резисторов имитатора датчика температуры 11, определяется необходимое количество резисторов, которые необходимо включить, чтобы значение установленного сопротивления максимально соответствовало заданному значению. Значения сопротивлений резисторов имитатора датчика температуры 11 устанавливаются пропорционально весовым коэффициентам двоичного кода.

Таким образом, использование предлагаемого имитатора позволяет проводить испытания зарядного устройства в автоматическом режиме с сокращением тепловых потерь аппаратуры космических аппаратов. При необходимости имитатор литий-ионной аккумуляторной батареи собирается из последовательно соединенных имитаторов аккумулятора.

Claims

1. Имитатор литий-ионного аккумулятора, содержащий конденсатор с параллельно подключенными выходными клеммами и резистивным делителем напряжения, транзистор, коллектор которого подключен к положительной обкладке конденсатора и резистору, соединенному через разделительный диод с положительным выводом источника постоянного тока, отрицательный вывод которого подключен к отрицательной обкладке конденсатора, отличающийся тем, что дополнительно введены контроллер с информационным выходом, имитатор датчика температуры аккумулятора, дифференциальный усилитель, импульсный преобразователь, входные шины питания которого подключены к положительным и отрицательным обкладкам конденсатора, имеющий силовой выход, резистивный шунт, при этом первый и вторые выходы контроллера подключены соответственно к имитатору датчика температуры аккумулятора и первому входу дифференциального усилителя, второй вход которого соединен со средней точкой резистивного делителя напряжения, а выход - с базой транзистора, эмиттер которого через резистивный шунт подключен к отрицательной обкладке конденсатора, точка соединения резистивного шунта и эмиттера транзистора подключена к управляющему входу импульсного преобразователя.

2. Имитатор литий-ионного аккумулятора по п. 1, отличающийся тем, что имитатор датчика температуры содержит n параллельно соединенных электрических цепей, состоящих из последовательно включенных резисторов и коммутаторов, управляющие входы последних через общую шину подключены к первому выходу контроллера.