RU2156533C1

RU2156533C1 - Device for equalizing of voltage unbalance on connected cells of storage battery or batteries

Info

Publication number: RU2156533C1
Application number: RU99109548A
Authority: RU
Inventors: В.Е. Никифоров; В.К. Якушин
Original assignee: Никифоров Виктор Евгеньевич
Priority date: 1999-04-29
Filing date: 1999-04-29
Publication date: 2000-09-20

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: device has transformer demagnetization system, power supply, which is mounted in power supply circuit of control system, and control driver. This results in increased effective voltage range and increased speed of voltage equalization between separate members of storage battery. EFFECT: increased efficiency and reliability. 44 cl, 8 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике, электромашиностроению и приборостроению, в частности к заряду и режимам эксплуатации аккумуляторных и конденсаторных батарей, а именно к заряду и режимам эксплуатации батарей, соединенных между собой, или отдельных ячеек батареи, в автономных системах электроснабжения постоянного тока стационарных и подвижных объектов, в которых в качестве источников электроэнергии используются химические источники тока, и может быть использовано в различных отраслях промышленности при эксплуатации аккумуляторных батарей в составе автономных систем электроснабжения, в том числе на транспортных средствах, в устройствах бесперебойного питания, в установках питания собственных нужд электростанций и т.д. The present invention relates to electrical engineering, electrical engineering and instrumentation, in particular to the charge and operating modes of rechargeable and capacitor batteries, namely the charge and operating modes of batteries interconnected, or individual battery cells, in autonomous DC power supply systems of stationary and mobile objects in which chemical current sources are used as electric power sources, and can be used in various industries during tion batteries as part of stand-alone power supply systems, including vehicles, uninterruptible power supply devices, power plants auxiliary power plants, etc.

Проблема обеспечения длительного срока службы аккумуляторных батарей, состоящих из последовательно соединенных аккумуляторов, является достаточно актуальной. Небольшие различия в характеристиках отдельных аккумуляторов (доли и единицы процентов от номинальных параметров), имеющие место при комплектовании батарей (по емкости, токам утечки, внутреннему сопротивлению и т. д. ), приводят в процессе эксплуатации батарей к значительному разбросу, разбалансу (десятки процентов) в степени заряженности отдельных аккумуляторов. Следствием этого являются снижение уровня отдаваемой емкости батареей в нагрузку, перезаряд и недопустимо глубокий разряд отдельных элементов с возможностью их переполюсовки, дальнейшей разгерметизации и другими необратимыми явлениями, что приводит в итоге к выходу из строя как отдельных элементов, так и батареи в целом. Срок службы батарей при этом сокращается. Аналогичные механизмы деградации и выхода из строя характерны не только для аккумуляторных батарей, но и для батарей, содержащих другие химические источники тока, включая ионисторы, конденсаторы с двойным электрическим слоем и т.д. The problem of ensuring a long service life of batteries, consisting of series-connected batteries, is quite relevant. Slight differences in the characteristics of individual batteries (fractions and units of percent of the nominal parameters) that occur when picking batteries (in capacity, leakage currents, internal resistance, etc.) lead to a significant dispersion and imbalance during battery operation (tens of percent ) to the degree of charge of individual batteries. The consequence of this is a decrease in the level of the delivered capacity of the battery to the load, overcharging and unacceptably deep discharge of individual elements with the possibility of their reversal, further depressurization and other irreversible phenomena, which ultimately leads to failure of both individual elements and the battery as a whole. Battery life is reduced. Similar degradation and failure mechanisms are characteristic not only for rechargeable batteries, but also for batteries containing other chemical current sources, including ionistors, electric double layer capacitors, etc.

Одним из решений указанной проблемы является выравнивание (нивелирование) разбаланса напряжений между отдельными элементами батарей при заряде путем селективного шунтирования избыточного напряжения отдельных элементов. One of the solutions to this problem is the equalization (leveling) of the voltage imbalance between the individual elements of the batteries during charging by selective shunting of the excess voltage of the individual elements.

Однако данное техническое решение энергетически неэффективно, т.к. приводит к непроизводительным потерям энергии, а также вызывает нежелательный перегрев всей батареи, так как выравнивающая электрическая цепь, как правило, локализована в корпусе батареи. Кроме того, скорость и энергия выравнивания ограничены количеством рассеиваемой при этом энергии. However, this technical solution is energy inefficient, because It leads to unproductive energy losses, and also causes undesirable overheating of the entire battery, since the equalizing electric circuit is usually localized in the battery case. In addition, the speed and energy of alignment is limited by the amount of energy dissipated in this case.

Известно устройство для питания нагрузки, содержащее батарею, состоящую из N аккумуляторов, и параллельно к ней подключенный управляемый преобразователь постоянного тока, имеющий управляемый ключевой элемент, управляющий вход которого соединен с выходом блока контроля режима работы, установленного в цепи батареи, выходной трансформатор и N выравнивающих ячеек, каждая из которых содержит одну выходную обмотку упомянутого трансформатора, подключенную через выпрямитель к соответствующему аккумулятору в батарее (a.c. CCCP N 1029327, кл. H 02 J 7/34, 1983 г.). A device is known for powering a load, comprising a battery consisting of N batteries, and in parallel with it a controlled DC / DC converter having a controlled key element, the control input of which is connected to the output of the operating mode control unit installed in the battery circuit, the output transformer, and N equalizing cells, each of which contains one output winding of the said transformer, connected through a rectifier to the corresponding battery in the battery (ac CCCP N 1029327, CL H 02 J 7/34, 1983 g.).

Однако использование известного технического решения имеет ряд существенных недостатков. However, the use of the known technical solution has a number of significant drawbacks.

Во-первых, из-за выполнения трансформатора по традиционному способу индуктивность рассеяния обмоток велика, а связь между обмотками сравнительно слабая, вследствие чего параметры обмоток ячеек трансформатора зависят от режимов его работы, а эквивалентное выходное сопротивление цепей выравнивания велико. Firstly, due to the implementation of the transformer according to the traditional method, the scattering inductance of the windings is large, and the connection between the windings is relatively weak, as a result of which the parameters of the windings of the transformer cells depend on its operation modes, and the equivalent output resistance of the equalization circuits is large.

Во-вторых, наличие диодов в выравнивающих ячейках вносит существенную погрешность в процесс выравнивания вследствие разброса характеристик диодов и их зависимости от ряда дестабилизирующих факторов, в частности температуры и величины протекающего тока. Secondly, the presence of diodes in the alignment cells introduces a significant error in the alignment process due to the variation in the characteristics of the diodes and their dependence on a number of destabilizing factors, in particular temperature and the magnitude of the flowing current.

В-третьих, падение напряжения на диодах соизмеримо с рабочим напряжением на аккумуляторах, вследствие чего КПД отдельных выравнивающих ячеек является низким. Thirdly, the voltage drop across the diodes is commensurate with the operating voltage on the batteries, as a result of which the efficiency of the individual equalizing cells is low.

В-четвертых, существуют конструкционные и технологические сложности по обеспечению идентичности параметров множества обмоток выравнивающих ячеек при их расположении на одном сердечнике. Fourth, there are structural and technological difficulties in ensuring the identity of the parameters of many windings of alignment cells when they are located on the same core.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является устройство нивелирования разбаланса напряжений по крайней мере на двух соединенных между собой ячейках аккумуляторной батареи или по крайней мере на двух соединенных между собой батареях, содержащее трансформатор с рабочими обмотками на одном сердечнике, число которых соответствует числу ячеек или батарей, при этом каждая из обмоток имеет одинаковое число витков и плотное соединение друг с другом, управляющий ключевой элемент, связанный последовательно с каждой рабочей обмоткой в соответствующей ячейке или батарее, причем управляющий ключевой элемент, формирователь импульсов его управления и рабочие обмотки в каждой соответствующей ячейке или батарее связаны параллельно друг с другом через одну из ячеек или батарей, и систему управления в виде коммутирующего элемента питания, генератора импульсов и формирователя импульсов управления ключевыми элементами, выполненного в виде последовательно соединенных емкостей, подключенных к соответствующим управляющим входам ключевых элементов, и параллельно соединенных попарно друг с другом резисторов и соответствующих им диодов, катод каждого из которых подсоединен к управляющему входу соответствующего ключевого элемента, а соответствующий анод - к соответствующей ячейке или батарее, при этом генератор импульсов посредством цепи питания соединен через коммутирующий элемент питания с выходными клеммами аккумуляторной батареи, а выходом через вход формирователя импульсов управления ключевыми элементами - с управляющими входами ключевых элементов, с возможностью обеспечения подачи управляющего выходного сигнала на каждый управляющий ключевой элемент для их одновременного высокочастотного включения и выключения с последующей передачей энергии от ячейки с самым высоким зарядом к ячейке с меньшим зарядом посредством трансформатора, напряжение на каждой обмотке которого является напряжением ячейки, имеющей самое высокое напряжение (патент Великобритании N 2293060, кл. H 02 J 7/00, 1995 г.). The closest technical solution (prototype) is a device for leveling the voltage imbalance in at least two interconnected cells of the battery or at least two interconnected batteries, containing a transformer with working windings on one core, the number of which corresponds to the number of cells or batteries , each of the windings has the same number of turns and tight connection with each other, a control key element connected in series with each working winding a cell in the corresponding cell or battery, the control key element, the pulse shaper of its control and the working windings in each corresponding cell or battery connected in parallel with each other through one of the cells or batteries, and the control system in the form of a switching battery, pulse generator and driver control pulses of key elements, made in the form of series-connected containers connected to the corresponding control inputs of key elements, and in parallel resistors and corresponding diodes in pairs with each other, the cathode of each of which is connected to the control input of the corresponding key element, and the corresponding anode to the corresponding cell or battery, while the pulse generator is connected via the power supply circuit to the output terminals of the battery via a switching power element , and the output through the pulse shaper control key elements - with the control inputs of the key elements, with the possibility of providing control output signal to each control key element for their simultaneous high-frequency switching on and off, followed by energy transfer from the cell with the highest charge to the cell with the lowest charge through a transformer, the voltage on each winding of which is the voltage of the cell having the highest voltage (UK patent N 2293060, class H 02 J 7/00, 1995).

Эти недостатки вытекают из основного предназначения прототипа - его использование предполагается совместно с перезаряжаемыми щелочными магниевыми, литиевыми и литий-ионными элементами, применяемыми в портативной бытовой радиоэлектронной аппаратуре. Количество последовательно соединенных элементов в аппаратуре подобного класса не превышает нескольких штук (обычно не более четырех-шести). Данные элементы выпускаются сравнительно малой емкости (не более нескольких АхЧ), характеризуются сравнительно большим внутренним сопротивлением, количество зарядно-разрядных циклов у них сравнительно мало, а скорость появления разбаланса напряжений между отдельными элементами невелика. Поэтому и требования к известному техническому решению - прототипу сравнительно "мягкие". These disadvantages arise from the main purpose of the prototype - its use is supposed to be combined with rechargeable alkaline magnesium, lithium and lithium-ion cells used in portable household electronic equipment. The number of series-connected elements in equipment of this class does not exceed a few pieces (usually no more than four to six). These elements are produced with a relatively small capacity (no more than a few Ah), are characterized by a relatively large internal resistance, the number of charge-discharge cycles is relatively small, and the rate of occurrence of voltage unbalance between the individual elements is small. Therefore, the requirements for the well-known technical solution - the prototype are relatively "soft".

В связи с вышеизложенным основными недостатками известного технического решения являются следующие. In connection with the foregoing, the main disadvantages of the known technical solutions are as follows.

1. Питание цепей управления осуществляется непосредственно (через коммутирующий элемент питания) от клемм предназначенной для нивелирования (выравнивания) напряжений отдельных элементов батареи. Это напряжение является нестабилизированным и меняется в широких пределах при заряде и разряде (от +40% до -50% от номинального напряжения), выходящих не только за расчетный, но и за допустимый диапазон работы элементов схемы управления и цепей управления силовых ключей, что влияет на уровень собственного потребления, выходные характеристики и работоспособность устройства в целом. 1. The power supply to the control circuits is carried out directly (via a switching power element) from the terminals intended for leveling (equalizing) the voltages of individual battery cells. This voltage is unstabilized and varies widely during charging and discharging (from + 40% to -50% of the rated voltage), which go beyond not only the calculated, but also the allowable range of operation of the control circuit elements and power switch control circuits, which affects on the level of own consumption, output characteristics and operability of the device as a whole.

Устройство работает в активном режиме нивелирования разбаланса батареи сравнительно недолго, включаясь в работу только при достижении напряжения заряда батареи заданного уровня. The device operates in the active mode of leveling the battery unbalance for a relatively short time, getting into operation only when the battery voltage reaches the specified level.

Работая в узком диапазоне по напряжению, при котором используется не весь возможный рабочий диапазон батареи по напряжению, в известном устройстве не используются в полной мере наиболее эффективные, с точки зрения выравнивания напряжения отдельных элементов батареи, граничные области зарядно-разрядных кривых акккумуляторов (главным образом в конце их заряда и в конце их разряда). Хотя очевидно, что эффект "выравнивания" максимально эффективно проявляется на "краях" зарядно-разрядных кривых, характеризующихся крутыми участками, в отличие от пологих участков на средних уровнях заряженности. Working in a narrow voltage range, at which not all the possible battery operating voltage ranges are used, the known device does not fully use the most effective, from the point of view of equalizing the voltage of individual battery cells, boundary regions of charge-discharge curves of accumulators (mainly in end of their charge and at the end of their discharge). Although it is obvious that the effect of "alignment" is most effectively manifested at the "edges" of the charge-discharge curves, characterized by steep sections, in contrast to the shallow sections at medium charge levels.

Например, в системах бесперебойного питания, использующих батареи никель-кадмиевых герметичных аккумуляторов, диапазон изменения напряжения на каждом элементе батареи составляет от 1,64 В при заряде до 0,6 В при разряде. For example, in uninterruptible power systems using batteries of sealed nickel-cadmium batteries, the voltage variation range on each battery cell is from 1.64 V when charging to 0.6 V when discharging.

2. Выполнение цепей формирования импульсов управления затворами полевых транзисторов силовых ключей в виде емкостных цепей последовательно соединенных конденсаторов характеризуется достаточно низким КПД цепей управления и увеличивает собственное энергопотребление устройства. 2. The execution of the control pulse generating circuits of the power transistor gate switches in the form of capacitive circuits of series-connected capacitors is characterized by a rather low efficiency of the control circuits and increases the device’s own energy consumption.

Использование емкостного делителя напряжения в виде последовательно соединенных конденсаторов в цепях управления затворами транзисторов предполагает применение низковольтных, но сравнительно энергоемких (до нескольких микрофарад) конденсаторов. По стоимости это решение является неоптимальным. Более выгодным экономически (например, для батарей с номинальным напряжением 12 В, 24 В) является применение конденсаторов малой емкости на более высокое напряжение. The use of a capacitive voltage divider in the form of series-connected capacitors in transistor gate control circuits involves the use of low-voltage, but relatively energy-intensive (up to several microfarads) capacitors. This solution is not optimal in cost. More economically advantageous (for example, for batteries with a rated voltage of 12 V, 24 V) is the use of capacitors with a small capacity for a higher voltage.

3. Потенциальное управление силовыми цепями, используемое в известном техническом решении, накладывает ряд ограничений на параметры сигналов управления устройства (частоту и скважность импульсов управления), а также на параметры (и их разброс) элементов схемы цепей управления, включая параметры пассивных элементов и входных цепей полевых транзисторов. 3. The potential control of the power circuits used in the known technical solution imposes a number of restrictions on the parameters of the control signals of the device (frequency and duty cycle of the control pulses), as well as on the parameters (and their spread) of the elements of the control circuit diagram, including the parameters of the passive elements and input circuits field effect transistors.

С точки зрения промехоустойчивости и надежности управления данное решение также не всегда является оптимальным. From the point of view of industrial robustness and reliable control, this solution is also not always optimal.

Кроме того, наличие гальванической развязки между цепями управления и силовыми цепями часто является непременным условием работы аппаратуры, в состав которой входит аккумуляторная батарея (по условиям безопасности, обеспечения электромагнитной совместимости и т.д.). In addition, the presence of galvanic isolation between control circuits and power circuits is often an indispensable condition for the operation of equipment that includes a battery (for safety reasons, ensuring electromagnetic compatibility, etc.).

Отсутствие гальванической развязки между цепями управления и силовыми цепями в известном техническом решении исключает его применение в составе такой аппаратуры. The absence of galvanic isolation between control circuits and power circuits in the known technical solution excludes its use in such equipment.

4. Силовые цепи известного устройства работают в неоптимальных режимах. В частности, энергия намагничивания силового трансформатора используется нерационально: сначала запасается в емкостных элементах, а затем рассеивается в виде Джоулева тепла на силовых ключах и других элементах схемы. Это снижает КПД устройства в целом, повышает его установленную мощность, габариты и стоимость. Данное решение еще можно использовать при малой мощности устройства нивелирования, но недопустимо при больших уровнях мощности, так как в этом случае может произойти выход из строя силовых ключей. 4. The power circuits of the known device operate in non-optimal modes. In particular, the magnetization energy of a power transformer is used irrationally: it is first stored in capacitive elements, and then dissipated in the form of Joule heat on power switches and other circuit elements. This reduces the efficiency of the device as a whole, increases its installed power, dimensions and cost. This solution can still be used with a low power leveling device, but is unacceptable at high power levels, since in this case the power keys may fail.

5. При практической реализации устройств по известному техническому решению большие усилия и трудоемкость необходимо приложить с целью качественного выполнения силовых цепей, в первую очередь силового трансформатора (мультифилярное выполнение обмоток, равное числу элементов батареи, каждая из которых содержит десятки витков). При этом нет никаких гарантий в достижении высокой добротности и необходимых идентичных электромагнитных параметров каждой из обмоток, что определяет эффективность работы всего устройства в целом. Кроме того, при серийном производстве трудно обеспечить стабильную повторяемость параметров. 5. In the practical implementation of the devices according to the known technical solution, great efforts and laboriousness must be applied in order to perform high-quality power circuits, primarily a power transformer (multifilar windings equal to the number of battery cells, each of which contains tens of turns). However, there are no guarantees in achieving high quality factor and the necessary identical electromagnetic parameters for each of the windings, which determines the overall performance of the device. In addition, in mass production it is difficult to ensure stable repeatability of parameters.

В итоге выходное эквивалентное сопротивление устройства (по каждому из выходов), характеризующее скорость и эффективность выравнивания, достаточно велико, не менее нескольких Oм, а скорость выравнивания является низкой. As a result, the output equivalent resistance of the device (for each of the outputs), characterizing the speed and efficiency of alignment, is quite large, at least several Ohms, and the alignment speed is low.

Наиболее отчетливо указанные недостатки проявляются при необходимости создания устройств для выравнивания напряжений отдельных элементов для батарей большой емкости (десятки и сотни АхЧ), содержащих не менее 10-60 последовательно соединенных элементов и использующих максимальный рабочий диапазон элементов по напряжению. The most clearly indicated drawbacks are manifested when it is necessary to create devices for balancing the voltages of individual cells for high-capacity batteries (tens and hundreds of Ah), containing at least 10-60 series-connected cells and using the maximum operating voltage range of the cells.

Новым достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение энергетической эффективности и надежности устройства за счет расширения рабочего диапазона регулирования по напряжению, повышения скорости выравнивания напряжений между отдельными элементами батареи и его помехоустойчивости. A new achievable technical result of the invention is to increase the energy efficiency and reliability of the device by expanding the operating range of voltage regulation, increasing the speed of voltage equalization between the individual elements of the battery and its noise immunity.

1. Для достижения нового технического результата в устройство нивелирования разбаланса напряжений по крайней мере на двух соединенных между собой ячейках аккумуляторной батареи или по крайней мере на двух соединенных между собой батареях, содержащее трансформатор с рабочими обмотками на одном сердечнике, число которых соответствует числу ячеек или батарей, при этом каждая из рабочих обмоток имеет одинаковое число витков, управляющий ключевой элемент, последовательно соединенный с каждой рабочей обмоткой в соответствующей ячейке или батарее, и систему управления в виде коммутирующего элемента питания, соединенного с выводами аккумуляторной батареи, генератора импульсов и формирователя импульсов управления ключевыми элементами, выполненного в виде соединенной с управляющим входом каждого ключевого элемента соответствующей емкости, и соответствующих параллельно соединенных друг с другом резистора и диода, соединенных с управляющим входом соответствующего ключевого элемента и соответствующей ячейкой или батареей, дополнительно введены система размагничивания трансформатора, источник питания и драйвер управления, установленный в системе управления, при этом соответствующие емкости формирователя импульсов управления ключевыми элементами объединенными общим выводом соединены с выходом драйвера управления, входом подключенного к выходу генератора импульсов, источник питания соединен с коммутирующим элементом питания, а выходом - с цепью питания системы управления, а система размагничивания трансформатора соединена с цепью питания устройства. 1. To achieve a new technical result in a device for leveling the voltage imbalance in at least two interconnected cells of the battery or at least two interconnected batteries, containing a transformer with working windings on one core, the number of which corresponds to the number of cells or batteries each of the working windings has the same number of turns, a control key element connected in series with each working winding in the corresponding cell or battery, and a control system in the form of a switching battery connected to the terminals of the battery, the pulse generator and the pulse shaper control key elements, made in the form of connected to the control input of each key element of the corresponding capacity, and the corresponding resistor and diode connected in parallel with each other, connected to the control input of the corresponding key element and the corresponding cell or battery, an additional demagnetization system t transformer, a power source and a control driver installed in the control system, while the corresponding capacities of the pulse shaper for controlling the key elements combined by a common output are connected to the output of the control driver, the input connected to the output of the pulse generator, the power source is connected to the switching power element, and the output to the power supply circuit of the control system, and the demagnetization system of the transformer is connected to the power supply circuit of the device.

Источник питания может быть выполнен в виде источника питания постоянного напряжения. The power source can be made in the form of a constant voltage power source.

Источник питания постоянного напряжения может быть выполнен в виде стабилизированного преобразователя постоянного напряжения в постоянное. The DC voltage power source can be made in the form of a stabilized DC to DC converter.

Драйвер управления может быть выполнен в виде усилителя мощности в дискретном или микросхемном исполнениях. The control driver can be made in the form of a power amplifier in discrete or microcircuit versions.

Система размагничивания трансформатора может быть выполнена в виде рекуперационных обмоток и диодов, число которых соответствует числу рабочих обмоток трансформатора, при этом выход каждой рекуперационной обмотки соединен последовательно с анодом соответствующего рекуперационного диода, причем соответствующие рекуперационные обмотка и диод соединены параллельно-встречно выводами соответствующей ячейки или батареи. The demagnetization system of the transformer can be made in the form of recovery windings and diodes, the number of which corresponds to the number of working windings of the transformer, while the output of each recovery winding is connected in series with the anode of the corresponding recovery diode, and the corresponding recovery winding and diode are connected in parallel to the opposite terminals of the corresponding cell or battery .

Система размагничивания трансформатора может быть выполнена в виде рекуперационных обмотки и диода, соединенных последовательно и включенных параллельно-встречно в цепь питания системы управления или с входом источника питания или с выводами аккумуляторной батареи, при этом рекуперационная обмотка входом соединена с катодом рекуперационного диода. The demagnetization system of the transformer can be made in the form of recovery windings and a diode connected in series and connected in parallel to the control system power supply circuit or to the input of the power source or to the battery terminals, while the recovery winding is connected to the cathode of the recovery diode by the input.

В устройство может быть дополнительно введен дополнительный источник питания, соединенный с источником питания. An additional power source connected to the power source may be additionally introduced into the device.

В устройство может быть дополнительно введено зарядное устройство, установленное между дополнительным источником питания и аккумуляторной батареей. A charger may be additionally inserted into the device, installed between the additional power source and the battery.

В устройство может быть дополнительно введен блок компараторов напряжения аккумуляторной батареи, содержащий источники опорного напряжения, делители напряжения, компараторы включения/отключения верхнего и нижнего уровня, входы которых связаны через соответствующие делители напряжения с выводами аккумуляторной батареи и соответствующими источниками опорного напряжения, при этом выход блока компараторов соединен с управляющим входом коммутирующего элемента питания. The device may additionally include a block of battery voltage comparators containing reference voltage sources, voltage dividers, on / off comparators of the upper and lower levels, the inputs of which are connected through the respective voltage dividers to the terminals of the battery and the corresponding voltage reference sources, while the output of the block comparators connected to the control input of the switching battery.

Управляющие ключевые элементы могут быть выполнены в виде полевых транзисторов, при этом в качестве управляющего входа соответствующего ключевого элемента использован затвор соответствующего полевого транзистора, истоки подсоединены к соответствующим выводам ячеек или батарей, а стоки - к соответствующим рабочим обмоткам трансформатора. The control key elements can be made in the form of field-effect transistors, while the gate of the corresponding field-effect transistor is used as the control input of the corresponding key element, the sources are connected to the corresponding terminals of the cells or batteries, and the drains are connected to the corresponding working windings of the transformer.

Генератор импульсов может быть выполнен в виде мультивибратора в микросхемном или дискретном исполнении. The pulse generator can be made in the form of a multivibrator in microchip or discrete design.

Каждая рекуперационная обмотка и рабочая обмотка могут быть выполнены в виде одного витка каждая и все совместно размещены во внутренней полости сердечника трансформатора. Each recovery winding and the working winding can be made in the form of one turn each and all are jointly placed in the inner cavity of the transformer core.

Рекуперационная обмотка может быть выполнена единой в виде навитых на сердечник трансформатора витков в количестве, равном числу витков рабочих обмоток, и размещенных совместно с последними во внутренней полости сердечника трансформатора. The recovery winding can be made single in the form of turns wound on the transformer core in an amount equal to the number of turns of the working windings, and placed together with the latter in the inner cavity of the transformer core.

2. Также для достижения нового технического результата в устройство нивелирования разбаланса напряжений по крайней мере на двух соединенных между собой ячейках аккумуляторной батареи или по крайней мере на двух соединенных между собой батареях, содержащее трансформатор с рабочими обмотками на одном сердечнике, число которых соответствует числу ячеек или батарей, при этом каждая из обмоток имеет одинаковое число витков, управляющий ключевой элемент, последовательно соединенный с каждой рабочей обмоткой в соответствующей ячейке или батарее, и систему управления в виде коммутирующего элемента питания, соединенного с выводами аккумуляторной батареи, генератора импульсов и формирователя импульсов управления ключевыми элементами, дополнительно введены система размагничивания трансформатора, источник питания, драйвер управления, установленный в системе управления, и преобразователь постоянного напряжения с трансформаторными выходными обмотками, установленный в формирователе импульсов управления ключевыми элементами, при этом управляющие входы каждого ключевого элемента соединены через соответствующие выходные обмотки преобразователя постоянного напряжения с выходом драйвера управления, входом подключенного к выходу генератора импульсов, а источник питания соединен с коммутирующим элементом питания, а выходом - с цепью питания системы управления, а система размагничивания трансформатора соединена с цепью питания устройства. 2. Also, to achieve a new technical result in the device for leveling the voltage imbalance in at least two interconnected cells of the battery or at least two interconnected batteries, containing a transformer with working windings on one core, the number of which corresponds to the number of cells or batteries, while each of the windings has the same number of turns, a key control element connected in series with each working winding in the corresponding cell or In addition, a control system in the form of a switching power element connected to the terminals of the battery, a pulse generator, and a pulse shaper for controlling key elements, an additional demagnetization system for the transformer, a power source, a control driver installed in the control system, and a DC-voltage converter with transformer outputs windings installed in the pulse shaper control key elements, while the control inputs of each key e ementa connected via respective output windings DC voltage converter with output control driver, an input connected to the output of the pulse generator and the power source is connected to the switching element power supply, and output - with supply chain management system, and a system demagnetization of the transformer is connected to the apparatus power circuit.

Преобразователь постоянного напряжения с трансформаторными выходными обмотками может быть выполнен в виде дополнительного управляемого коммутирующего элемента, дополнительного трансформатора со второй рабочей, рекуперационной и выходными обмотками и рекуперационным диодом, при этом точка соединения второй рабочей и рекуперационной обмоток соединена с цепью питания системы управления, выход драйвера управления соединен с управляющим входом дополнительного коммутирующего элемента, соединенного последовательно со второй рабочей обмоткой, а рекуперационная обмотка соединена последовательно с катодом рекуперационного диода, соединенного с цепью питания устройства. A DC voltage converter with transformer output windings can be made in the form of an additional controlled switching element, an additional transformer with a second working, recovery and output windings and a recovery diode, while the connection point of the second working and recovery windings is connected to the control system power supply, the control driver output connected to the control input of an additional switching element connected in series with the second working bmotkoy and recuperation winding is connected in series with the regenerative diode cathode connected to the apparatus power circuit.

Источник питания постоянного напряжения выполнен в виде стабилизированного преобразователя постоянного напряжения в постоянное. The DC voltage power source is made in the form of a stabilized DC to DC converter.

Система размагничивания трансформатора может быть выполнена в виде дополнительных рекуперационных обмоток и диодов, число которых соответствует числу рабочих обмоток трансформатора, при этом выход каждой дополнительной рекуперационной обмотки соединен последовательно с анодом соответствующего дополнительного рекуперационного диода, причем соответствующие дополнительные рекуперационные обмотка и диод соединены параллельно-встречно с выводами соответствующей ячейки или батареи. The demagnetization system of the transformer can be made in the form of additional recovery windings and diodes, the number of which corresponds to the number of working windings of the transformer, while the output of each additional recovery winding is connected in series with the anode of the corresponding additional recovery diode, and the corresponding additional recovery winding and diode are connected in parallel with the terminals of the corresponding cell or battery.

Система размагничивания трансформатора может быть выполнена в виде дополнительных рекуперационных обмотки и диода, соединенных последовательно и включенных параллельно-встречно в цепь питания системы управления или с входом источника питания или с выводами аккумуляторной батареи, при этом дополнительная рекуперационная обмотка входом соединена с катодом дополнительного рекуперационного диода. The demagnetization system of the transformer can be made in the form of additional recovery windings and a diode connected in series and connected in parallel to the control system power supply circuit or to the input of the power source or to the battery terminals, while the additional recovery winding is connected by an input to the cathode of the additional recovery diode.

В устройство может быть дополнительно введен блок компараторов напряжения аккумуляторной батареи, содержащий источники опорного напряжения, делители напряжения, компараторы включения/отключения верхнего и нижнего уровня, входы которых связаны через соответствующие делители напряжения с клеммами аккумуляторной батареи и соответствующими источниками опорного напряжения, при этом выход блока компараторов соединен с управляющим входом коммутирующего элемента питания. A block of battery voltage comparators may be added to the device, containing reference voltage sources, voltage dividers, upper and lower level on / off comparators, the inputs of which are connected through the respective voltage dividers to the battery terminals and the corresponding voltage reference sources, while the output of the block comparators connected to the control input of the switching battery.

Управляющие ключевые элементы могут быть выполнены в виде полевых транзисторов, при этом в качестве управляющего входа соответствующего ключевого элемента использован затвор соответствующего полевого транзистора, истоки подсоединены к соответствующим клеммам ячеек или батарей, а стоки - к соответствующим рабочим обмоткам трансформатора. The control key elements can be made in the form of field-effect transistors, while the gate of the corresponding field-effect transistor is used as the control input of the corresponding key element, the sources are connected to the corresponding terminals of the cells or batteries, and the drains are connected to the corresponding working windings of the transformer.

3. Также для достижения нового технического результата в устройство нивелирования разбаланса напряжений по крайней мере на двух соединенных между собой ячейках аккумуляторной батареи или по крайней мере на двух соединенных между собой батареях, содержащее трансформатор с рабочими обмотками на одном сердечнике, число которых соответствует числу ячеек или батарей, при этом каждая из обмоток имеет одинаковое число витков, управляющий ключевой элемент, последовательно соединенный с каждой рабочей обмоткой в соответствующей ячейке или батарее, и систему управления в виде коммутирующего элемента питания, соединенного с выводами аккумуляторной батареи, генератора импульсов и формирователя импульсов управления ключевыми элементами, выполненного в виде последовательно соединенных емкостей, подключенных к соответствующим управляющим входам ключевых элементов, и параллельно соединенных попарно друг с другом резисторов и соответствующих им диодов, соединенных с управляющим входом соответствующего ключевого элемента и соответствующей ячейкой или батареей, дополнительно введены система размагничивания трансформатора, источник питания, драйвер управления и измерительный преобразователь постоянного напряжения, установленные в системе управления ключевыми элементами, при этом генератор импульсов выполнен в виде преобразователя "напряжение-частота", управляющий вход которого подключен к выходу измерительного преобразователя постоянного напряжения, соединенного входами с выводами аккумуляторной батареи, причем вход формирователя импульсов управления ключевыми элементами соединен с выходом драйвера управления, входом соединенного с выходом преобразователя "напряжение-частота", входом подключенного к выходу преобразователя "напряжение-частота", источник питания соединен с коммутирующим элементом питания, а выходом - с цепью питания системы управления, а система размагничивания трансформатора соединена с цепью питания устройства. 3. Also, in order to achieve a new technical result in the device for leveling the voltage imbalance in at least two interconnected cells of the battery or at least two interconnected batteries, containing a transformer with working windings on one core, the number of which corresponds to the number of cells or batteries, while each of the windings has the same number of turns, a key control element connected in series with each working winding in the corresponding cell or moreover, and a control system in the form of a switching battery connected to the terminals of the battery, the pulse generator and the pulse generator for controlling the key elements, made in the form of series-connected capacitors connected to the corresponding control inputs of the key elements, and in parallel resistors paired with each other and their corresponding diodes connected to the control input of the corresponding key element and the corresponding cell or battery, in addition a transformer demagnetization system, a power source, a control driver, and a dc voltage transducer installed in the key element control system were introduced, and the pulse generator is made in the form of a voltage-frequency converter, the control input of which is connected to the output of the dc voltage transducer connected by inputs with the conclusions of the battery, and the input of the pulse shaper control key elements connected to the output of the driver control input connected to the output of the voltage-frequency converter, input connected to the output of the voltage-frequency converter, the power source is connected to the switching power element, and the output to the power supply circuit of the control system, and the demagnetization system of the transformer is connected to the power supply circuit of the device .

Преобразователь "напряжение-частота" может быть выполнен в виде однотактного преобразователя постоянного напряжения. The voltage-frequency converter can be made in the form of a single-cycle DC-DC converter.

Преобразователь "напряжение-частота" может быть выполнен в виде двухтактного преобразователя постоянного напряжения, например генератора Ройера. The voltage-frequency converter can be made in the form of a push-pull DC-voltage converter, for example, Royer generator.

Преобразователь "напряжение-частота" может быть выполнен в виде управляемого мультивибратора в микросхемном или дискретном исполнении. The voltage-frequency converter can be made in the form of a controlled multivibrator in microchip or discrete design.

Измерительный преобразователь напряжения может быть выполнен в виде резистивного делителя напряжения. The measuring voltage converter can be made in the form of a resistive voltage divider.

Измерительный преобразователь напряжения может быть выполнен в виде преобразователя с гальванической развязкой. Measuring voltage Converter can be made in the form of a Converter with galvanic isolation.

Система размагничивания трансформатора может быть выполнена в виде рекуперационных обмоток и диодов, число которых соответствует числу рабочих обмоток трансформатора, при этом выход каждой рекуперационной обмотки соединен последовательно с анодом соответствующего рекуперационного диода, причем соответствующие рекуперационные обмотка и диод соединены параллельно-встречно с выводами соответствующей ячейки или батареи. The demagnetization system of the transformer can be made in the form of recovery windings and diodes, the number of which corresponds to the number of working windings of the transformer, while the output of each recovery winding is connected in series with the anode of the corresponding recovery diode, and the corresponding recovery winding and diode are connected in parallel with the terminals of the corresponding cell or batteries.

На фиг. 1-8 представлены принципиальные схемы предлагаемых вариантов устройства нивелирования разбаланса напряжений на соединенных между собой ячейках аккумуляторной батареи или батареях. In FIG. 1-8 are schematic diagrams of the proposed options for leveling the voltage imbalance on interconnected cells of the battery or batteries.

Устройство нивелирования разбаланса напряжений по крайней мере на двух соединенных между собой ячейках 1 аккумуляторной батареи 2 или по крайней мере на двух соединенных между собой батареях 2, содержащее трансформатор 3 с рабочими обмотками 4 на сердечнике 5, число которых соответствует числу ячеек 1 или батарей 2, при этом каждая из рабочих обмоток 4 имеет одинаковое число витков, управляющий ключевой элемент 6, последовательно соединенный с каждой рабочей обмоткой 4 в соответствующей ячейке 1 или батарее 2, причем управляющий ключевой элемент 6 и рабочие обмотки 4 в каждой соответствующей ячейке 1 или батарее 2 соединены параллельно друг с другом через одну из ячеек 1 или батарей 2, и систему управления в виде коммутирующего элемента питания 7, генератора импульсов 8, драйвера управления 9 и формирователя импульсов управления 10 ключевыми элементами 6, выполненного в виде соединенной с управляющим входом каждого ключевого элемента 6 соответствующей емкости 11, и параллельно соединенных друг с другом резистора 12 и диода 13, соединенных с управляющим входом соответствующего ключевого элемента 6 и соответствующей ячейкой 1 или батареей 2, причем генератор импульсов 8 посредством цепи питания системы управления через выход источника питания 14 и коммутирующий элемент питания 7 соединен с выводами (клеммами) аккумуляторной батареи 2, соответствующие емкости 11 формирователя импульсов управления 10, объединенные общим выводом 15, соединены с выходом драйвера управления 9, входом подключенного к выходу генератора импульсов 8, с возможностью обеспечения подачи управляющего выходного сигнала на каждый ключевой элемент 6 для их одновременного высокочастотного включения и выключения с последующей передачей энергии от ячейки 1' с самым высоким зарядом к ячейке 1'' с меньшим зарядом посредством трансформатора 3, напряжение на каждой обмотке 4 которого является напряжением ячейки 1', имеющей самое высокое напряжение, а система размагничивания 16 трансформатора 3 соединена с цепью питания устройства (фиг. 1). A device for leveling the voltage imbalance in at least two interconnected cells 1 of the battery 2 or at least two interconnected batteries 2, comprising a transformer 3 with working windings 4 on the core 5, the number of which corresponds to the number of cells 1 or batteries 2, wherein each of the working windings 4 has the same number of turns, a control key element 6, connected in series with each working winding 4 in the corresponding cell 1 or battery 2, and the control key element NT 6 and working windings 4 in each corresponding cell 1 or battery 2 are connected in parallel with each other through one of the cells 1 or batteries 2, and the control system in the form of a switching power element 7, a pulse generator 8, a control driver 9 and a control pulse shaper 10 key elements 6, made in the form connected to the control input of each key element 6 of the corresponding capacitance 11, and in parallel connected to each other of the resistor 12 and diode 13 connected to the control input of the corresponding key element 6 and the corresponding cell 1 or battery 2, and the pulse generator 8 through the control system power circuit through the output of the power source 14 and the switching power element 7 is connected to the terminals (terminals) of the battery 2, the corresponding capacities 11 of the pulse shaper control 10, united by a common output 15 are connected to the output of the control driver 9, the input of the pulse generator 8 connected to the output, with the possibility of providing a control output signal to each key element 6 for their simultaneous high-frequency on and off, followed by the transfer of energy from the cell 1 'with the highest charge to the cell 1' 'with the lowest charge through a transformer 3, the voltage on each winding 4 of which is the voltage of the cell 1' having the highest voltage, and the demagnetization system 16 transformer 3 is connected to the power circuit of the device (Fig. 1).

Система размагничивания 16 трансформатора 3 предназначена для рекуперации в цепь питания устройства запасаемой во время рабочего импульса энергии намагничивания в сердечнике 5 трансформатора 3. The demagnetization system 16 of the transformer 3 is designed to recover the magnetization energy stored in the core 5 of the transformer 3 into the power supply circuit of the device during the working pulse.

Источник питания 14 предназначен для согласования уровня напряжения цепи питания системы управления с напряжением цепи питания всего устройства (например, с напряжением батареи) и обеспечения номинальных параметров напряжения питания системы управления при любых нестабильностях и изменениях напряжения в цепи питания. The power source 14 is designed to coordinate the voltage level of the power supply circuit of the control system with the voltage of the power supply circuit of the entire device (for example, with the battery voltage) and provide the nominal parameters of the power supply voltage of the control system for any instabilities and voltage changes in the power circuit.

В качестве источника питания 14 может быть использован источник питания постоянного напряжения в виде стабилизированного преобразователя постоянного напряжения в постоянное импульсного или непрерывного типов (например, в виде микросхемы 142 серии). As the power source 14, a constant voltage power source can be used in the form of a stabilized DC-to-DC converter for pulsed or continuous types (for example, in the form of a 142 series chip).

Драйвер управления 9 предназначен для усиления и согласования выходных сигналов генератора импульсов 8 с входными цепями формирователя импульсов управления 10. The control driver 9 is designed to amplify and match the output signals of the pulse generator 8 with the input circuits of the pulse shaper control 10.

В качестве драйвера управления 9 может быть использован усилитель мощности постоянного тока (напряжения) в дискретном или микросхемном исполнениях, например транзисторный эмиттерный повторитель на комплементарной паре КТ3102 и КТ3107. As a control driver 9, a direct current (voltage) power amplifier can be used in discrete or microcircuit versions, for example, a transistor emitter follower on a complementary pair of KT3102 and KT3107.

В устройство может быть дополнительно введен дополнительный (второй) источник питания 17, при этом (первый) источник питания 14 подсоединен через коммутирующий элемент питания 7 к (выводам) клеммам аккумуляторной батареи 2 или к дополнительному (второму) источнику питания 17 и может быть выполнен в виде стабилизированного преобразователя постоянного напряжения в постоянное, драйвер управления 9 может быть выполнен в виде транзисторного эмиттерного повторителя или в микросхемном исполнении, система размагничивания трансформатора 16 может быть выполнена в виде дополнительных рекуперационных обмоток 18 и диодов 19, число которых соответствует числу рабочих обмоток 4 трансформатора 3, при этом выход каждой дополнительной рекуперационной обмотки соединен последовательно через анод с соответствующим дополнительным рекуперационным диодом 19, а вместе они подсоединены параллельно-встречно к выводам (клеммам) соответствующей ячейки 1 или батареи 2, управляющие ключевые элементы 6 могут быть выполнены в виде полевых транзисторов, при этом в качестве управляющего входа соответствующего ключевого элемента 6 использован затвор 20 соответствующего полевого транзистора 6, истоки 21 подсоединены к соответствующим выводам (клеммам) ячеек 1 или батарей 2, а стоки 22 - к соответствующим рабочим обмоткам 4 трансформатора 3, а генератор импульсов 8 может быть выполнен в виде мультивибратора в микросхемном или дискретном исполнении (фиг. 2). An additional (second) power source 17 can be additionally introduced into the device, while the (first) power source 14 is connected via a switching power element 7 to the (terminals) terminals of the battery 2 or to an additional (second) power source 17 and can be made in the form of a stabilized DC-DC to DC converter, the control driver 9 can be made in the form of a transistor emitter follower or in a microcircuit design, the demagnetization system of the transformer 16 could It is made in the form of additional recovery windings 18 and diodes 19, the number of which corresponds to the number of working windings 4 of transformer 3, while the output of each additional recovery winding is connected in series through the anode to the corresponding additional recovery diode 19, and together they are connected in parallel to the terminals ( terminals) of the corresponding cell 1 or battery 2, the control key elements 6 can be made in the form of field-effect transistors, while the corresponding control input of the key element 6, the gate 20 of the corresponding field-effect transistor 6 is used, the sources 21 are connected to the corresponding terminals (terminals) of the cells 1 or batteries 2, and the drains 22 are connected to the corresponding working windings 4 of the transformer 3, and the pulse generator 8 can be made in the form of a multivibrator in microcircuit or discrete execution (Fig. 2).

Дополнительный (второй) источник питания 17 предназначен для разделения цепей питания системы управления и аккумуляторной батареи с целью расширения функциональных возможностей устройства. Требование разделения цепей питания бывает необходимо при лабораторных исследованиях батарей различного количественного состава с помощью одного универсального устройства нивелирования разбаланса, а также при необходимости изменения числа элементов в батареях без замены всего устройства. An additional (second) power source 17 is designed to separate the power circuits of the control system and the battery in order to expand the functionality of the device. The requirement of separation of power circuits is sometimes necessary in laboratory studies of batteries of various quantitative composition using one universal device for leveling unbalance, as well as if it is necessary to change the number of cells in batteries without replacing the entire device.

В качестве дополнительных рекуперационных обмоток 18 могут быть использованы, например, обмотки, пропущенные вместе с рабочими обмотками 4 через общий сердечник (магнитопровод) 5 трансформатора 3. As additional recovery windings 18, for example, windings passed together with the working windings 4 through a common core (magnetic core) 5 of transformer 3 can be used.

В качестве дополнительных диодов 19 могут быть использованы любые маломощные быстродействующие диоды, например КД510А. As additional diodes 19, any low-power high-speed diodes, for example, KD510A, can be used.

В качестве управляющих ключевых элементов 6 могут быть использованы, например, полевые транзисторы IRFZ46N. Возможно применение полевых МДП транзисторов с p-каналом и n-каналом. В зависимости от использования транзисторов с p-каналом или n-каналом диод 13 подключается к затвору управляющего элемента 6 с противоположной полярностью (аналогично по I или III вариантам выполнения устройства нивелирования разбаланса напряжений (фиг. 1, 8)). As control key elements 6 can be used, for example, field effect transistors IRFZ46N. Perhaps the use of field MOS transistors with a p-channel and n-channel. Depending on the use of transistors with a p-channel or n-channel, the diode 13 is connected to the gate of the control element 6 with the opposite polarity (similar to I or III variants of the device for leveling the voltage imbalance (Fig. 1, 8)).

В качестве генератора импульсов 8 может быть использован мультивибратор в микросхемном или дискретном исполнении, выполненный, например, на микросхеме 561ТЛ1, с выходным управляющим квадратно-волновым сигналом, и с частотой включения управляющего выходного сигнала, превышающей частоту слышимости. As a pulse generator 8, a multivibrator can be used in a microcircuit or discrete design, made, for example, on a 561TL1 microcircuit, with an output control square-wave signal, and with a switching frequency of the control output signal exceeding the audibility frequency.

В устройство может быть дополнительно введено зарядное устройство 23, установленное между дополнительным источником питания 17 и аккумуляторной батареей 2, система размагничивания 16 трансформатора 3 может быть выполнена в виде дополнительных рекуперационных обмотки 24 и диода 25, включенных параллельно-встречно в цепь питания устройства, при этом дополнительная рекуперационная обмотка 24 входом соединена через катод с дополнительным рекуперационным диодом 25, а выходом - с входом 26 или выходом 27 источника питания 14 или с выводами (клеммами) аккумуляторной батареи 2 (фиг. 3). A charger 23 can be additionally inserted into the device, installed between the additional power source 17 and the battery 2, the demagnetization system 16 of the transformer 3 can be made in the form of additional recovery windings 24 and a diode 25 connected in parallel to the device’s power supply circuit, while additional recovery winding 24 input connected through the cathode to an additional recovery diode 25, and the output to the input 26 or output 27 of the power source 14 or with the conclusions (terminals) accumulator battery 2 (Fig. 3).

Зарядное устройство 23 предназначено для обеспечения заряда батареи 2 при питании устройства от источника питания 17. The charger 23 is designed to provide a charge for the battery 2 when the device is powered by a power source 17.

В качестве зарядного устройства 23 может быть использовано любое подходящее по выходным параметрам зарядное устройство, например импульсного типа, имеющееся в продаже. As the charging device 23, any suitable charger according to the output parameters, for example, a pulse type, commercially available, can be used.

В качестве дополнительной рекуперационной обмотки 24 может быть использована, например, обмотка, равномерно навитая на сердечник (магнитопровод) 5 трансформатора 3 и имеющая число витков, равное сумме витков рабочих обмоток 4. As an additional recovery winding 24, for example, a winding uniformly wound on the core (magnetic core) 5 of the transformer 3 and having a number of turns equal to the sum of the turns of the working windings 4 can be used.

В качестве дополнительного диода 25 может быть использован любой подходящий по параметрам стандартный имеющийся в продаже диод. As an additional diode 25, any suitable commercially available standard diode may be used.

В устройство может быть дополнительно введен блок компараторов напряжения 26 аккумуляторной батареи 2, содержащий субблок источников опорного напряжения 27, субблок делителей напряжения 28, субблок компараторов включения/отключения верхнего и нижнего уровней 29, один вход которого связан через соответствующие делители напряжения 28 с клеммами аккумуляторной батареи 2, другой вход соединен с соответствующими источниками опорного напряжения 27, при этом выход блока компараторов соединен с управляющим входом коммутирующего элемента питания 7 (фиг. 4). A block of voltage comparators 26 of the battery 2 may be additionally introduced into the device, comprising a sub-block of reference voltage sources 27, a sub-block of voltage dividers 28, a sub-block of on / off comparators of the upper and lower levels 29, one input of which is connected through the respective voltage dividers 28 to the terminals of the battery 2, the other input is connected to the corresponding reference voltage sources 27, while the output of the comparator unit is connected to the control input of the switching power element 7 (Fig. 4).

Блок компараторов напряжения 26 аккумуляторной батареи 2 предназначен для автоматического включения и отключения устройства в зависимости от положения рабочей точки на зарядно-разрядной характеристике батареи 2 и ее текущего энергетического состояния. The voltage comparator unit 26 of the battery 2 is designed to automatically turn on and off the device, depending on the position of the operating point on the charge-discharge characteristic of the battery 2 and its current energy state.

Субблок источников опорного напряжения 27 предназначен для установки необходимых уровней срабатывания компараторов 29 включения/отключения верхнего и нижнего уровней при изменении напряжения на батарее 2. The sub-block of sources of reference voltage 27 is designed to set the necessary levels of response of the comparators 29 enable / disable the upper and lower levels when the voltage on the battery 2 changes.

В качестве источников опорного напряжения 27 могут быть использованы, например, стабилитроны с ограничительными резисторами, имеющиеся в продаже, с соответствующими характеристиками. As sources of the reference voltage 27, for example, zener diodes with limit resistors commercially available with corresponding characteristics can be used.

Субблок делителей напряжения 28 предназначен для согласования уровней напряжения батареи 2 и входного напряжения соответствующих компараторов 29. The sub-unit of voltage dividers 28 is designed to match the voltage levels of the battery 2 and the input voltage of the respective comparators 29.

В качестве делителей напряжения 28 могут быть использованы, например, стандартные продажные резисторы соответствующего класса точности. As voltage dividers 28 can be used, for example, standard sales resistors of the corresponding accuracy class.

Субблок компараторов 29 включения/отключения верхнего и нижнего уровней предназначен для формирования на своем выходе сигналов включения/отключения коммутирующего элемента питания 7, тем самым обеспечивая режим нивелирования устройства при нахождении батареи 2 на верхнем, либо на нижнем уровне заряженности. The subunit of the on / off comparators 29 of the upper and lower levels is designed to generate on / off signals of the switching power element 7, thereby providing a leveling mode for the device when the battery 2 is at the upper or lower charge level.

В качестве компараторов 29 включения/отключения верхнего и нижнего уровней могут быть использованы любые компараторы напряжения, например, компараторы, входящие в состав микросхемы 1401СА1. As comparators 29 enable / disable the upper and lower levels can be used any voltage comparators, for example, the comparators included in the microcircuit 1401CA1.

В устройстве каждая рекуперационная обмотка 18 и рабочая обмотка 4 могут быть выполнены в виде одного витка 30 каждая и все совместно размещены во внутренней полости 31 сердечника 5 трансформатора 3 (фиг. 5). In the device, each recovery winding 18 and the working winding 4 can be made in the form of one turn 30 each and all are jointly placed in the inner cavity 31 of the core 5 of the transformer 3 (Fig. 5).

Рекуперационная обмотка 24 может быть выполнена намотанной на сердечник 5 трансформатора 3 и иметь количество витков, равное сумме витков рабочих обмоток 4, размещенных во внутренней полости 31 совместно с единственной рекуперационной обмоткой 24 сердечника 5 того же трансформатора 3 (фиг. 6). The recovery winding 24 can be made wound on the core 5 of the transformer 3 and have a number of turns equal to the sum of the turns of the working windings 4 located in the inner cavity 31 together with a single recovery winding 24 of the core 5 of the same transformer 3 (Fig. 6).

Устройство нивелирования разбаланса напряжений по крайней мере на двух соединенных между собой ячейках 1 аккумуляторной батареи 2 или по крайней мере на двух соединенных между собой батареях 2, содержащее трансформатор 3 с рабочими обмотками 4 на сердечнике 5, число которых соответствует числу ячеек 1 или батарей 2, при этом каждая из рабочих обмоток 4 имеет одинаковое число витков, управляющий ключевой элемент 6, последовательно соединенный с каждой рабочей обмоткой 4 в соответствующей ячейке 1 или батарее 2, причем управляющий ключевой элемент 6, формирователь импульсов его управления и рабочие обмотки 4 в каждой соответствующей ячейке 1 или батарее 2 соединены параллельно друг с другом через одну из ячеек 1 или батарей 2, и систему управления в виде коммутирующего элемента питания 7, генератора импульсов 8, драйвера управления 9 и формирователя импульсов управления 10 ключевыми элементами 6, выполненного в виде соединенного с управляющим входом каждого ключевого элемента 6 через соответствующие трансформаторные выходные обмотки 32 преобразователя постоянного напряжения 33 с выходом драйвера управления 9, входом подключенного к выходу генератора импульсов 8, с возможностью обеспечения подачи управляющего выходного сигнала на каждый ключевой элемент 6 для их одновременного высокочастотного включения и выключения с последующей передачей энергии от ячейки 1' с самым высоким зарядом к ячейке 1'' с меньшим зарядом посредством трансформатора 3, напряжение на каждой обмотке 4 которого является напряжением ячейки 1', имеющей самое высокое напряжение, при этом генератор импульсов 8 посредством цепи питания системы управления через выход источника питания 14 и коммутирующий элемент питания 7 соединен с выводами (клеммами) аккумуляторной батареи 2, система размагничивания 16 трансформатора 3 может быть выполнена в виде дополнительных рекуперационной обмотки 24 и диода 25, число которых соответствует числу рабочих обмоток 4 трансформатора 3, при этом выход каждой дополнительной рекуперационной обмотки 24 соединен последовательно через катод с соответствующим дополнительным рекуперационным диодом 25, причем соответствующие дополнительные рекуперационные обмотка 24 и диод 25 подсоединены параллельно-встречно к выводам соответствующей ячейки 1 или батареи 2, а преобразователь постоянного напряжения 33 с трансформаторными выходными обмотками 32 выполнен в виде дополнительного трансформатора 34 со второй рабочей 35, второй рекуперационной 36 и выходными 32 обмотками и вторым рекуперационным диодом 37, при этом точка соединения вторых рабочей 35 и рекуперационной 36 обмоток соединена с выходом источника питания 14 и цепью питания системы управления, выход драйвера управления 9 соединен с управляющим входом дополнительного коммутирующего элемента 38, включенного последовательно со второй рабочей обмоткой 35, а второй рекуперационный диод 37 через катод соединен последовательно со второй рекуперационной обмоткой 36 (фиг. 7). A device for leveling the voltage imbalance in at least two interconnected cells 1 of the battery 2 or at least two interconnected batteries 2, comprising a transformer 3 with working windings 4 on the core 5, the number of which corresponds to the number of cells 1 or batteries 2, wherein each of the working windings 4 has the same number of turns, a control key element 6, connected in series with each working winding 4 in the corresponding cell 1 or battery 2, and the control key element NT 6, the pulse shaper of its control and the working windings 4 in each corresponding cell 1 or battery 2 are connected in parallel with each other through one of the cells 1 or batteries 2, and the control system in the form of a switching power supply 7, pulse generator 8, control driver 9 and pulse shaper control 10 key elements 6, made in the form of connected to the control input of each key element 6 through the corresponding transformer output windings 32 of the DC voltage Converter 33 with the output control driver house 9, the input of the pulse generator 8 connected to the output, with the possibility of providing a control output signal to each key element 6 for their simultaneous high-frequency on and off with subsequent transfer of energy from cell 1 'with the highest charge to cell 1' 's less charge by means of a transformer 3, the voltage on each winding 4 of which is the voltage of the cell 1 'having the highest voltage, while the pulse generator 8 is controlled by the system power circuit I through the output of the power source 14 and the switching battery 7 is connected to the terminals (terminals) of the battery 2, the demagnetization system 16 of the transformer 3 can be made in the form of additional recovery winding 24 and diode 25, the number of which corresponds to the number of working windings 4 of the transformer 3, when this output of each additional recovery winding 24 is connected in series through the cathode with the corresponding additional recovery diode 25, and the corresponding additional recovery winding 24 and the diode 25 are connected in parallel-opposite to the terminals of the corresponding cell 1 or battery 2, and the DC voltage converter 33 with transformer output windings 32 is made in the form of an additional transformer 34 with a second working 35, a second recovery 36 and 32 output windings and a second recovery diode 37 wherein the connection point of the second working 35 and recovery 36 windings is connected to the output of the power source 14 and the power supply circuit of the control system, the output of the control driver 9 is connected to the control input to olnitelnogo switching element 38 connected in series with the second run winding 35 and a second heat recovery diode 37 through the cathode is connected in series with the second winding 36, the recovery (FIG. 7).

Преобразователь постоянного напряжения 33 с трансформаторными выходными обмотками 32 предназначен для обеспечения гальванической развязки между силовыми цепями и цепями управления устройства нивелирования. A DC voltage converter 33 with transformer output windings 32 is designed to provide galvanic isolation between power circuits and control circuits of the leveling device.

На схеме представлен простейший вариант выполнения выходных цепей трансформатора управления. Возможно применение любого другого из известных вариантов, см., например [Схемотехника устройств на мощных полевых транзисторах: Справочник/Под ред. В.П. Дьяконова. - М.: Радио и связь, 1994]. The diagram shows the simplest embodiment of the output circuits of the control transformer. It is possible to use any other of the known options, see, for example, [Circuitry of devices using high-power field-effect transistors: Reference book / Ed. V.P. Dyakonova. - M .: Radio and communications, 1994].

Дополнительный управляемый коммутирующий элемент 38 выполняет роль силового исполнительного органа преобразователя 33. An additional controlled switching element 38 acts as a power executive body of the Converter 33.

В качестве дополнительного управляемого коммутирующего элемента 38 может быть использован, например, биполярный или полевой транзистор соответствующего типа. As an additional controlled switching element 38 can be used, for example, a bipolar or field effect transistor of the corresponding type.

Дополнительный трансформатор 34 со второй рабочей 35, второй рекуперационной 36 и выходными 32 обмотками и вторым рекуперационным диодом 37 являются составными частями преобразователя 33. Additional transformer 34 with a second working 35, a second recovery 36 and output 32 windings and a second recovery diode 37 are components of the converter 33.

В качестве дополнительного трансформатора 34 может быть использован любой подходящий стандартный продажный трансформатор серийного или индивидуального исполнения, рассчитанный на требуемую частоту преобразования. As an additional transformer 34, any suitable standard commercial serial or individual transformer designed for the desired conversion frequency can be used.

Второй рекуперационный диод 37 предназначен для рекуперации энергии намагничивания трансформатора 34 в цепь питания устройства. The second recovery diode 37 is designed to recover the magnetization energy of the transformer 34 in the power circuit of the device.

В качестве второго рекуперационного диода 37 может быть использован любой стандартный диод с соответствующими характеристиками, например КД510А. As the second recovery diode 37, any standard diode with corresponding characteristics can be used, for example, KD510A.

В устройство нивелирования разбаланса напряжений по крайней мере на двух соединенных между собой ячейках 1 аккумуляторной батареи 2 или по крайней мере на двух соединенных между собой батареях 2 (по фиг. 7) может быть дополнительно введен дополнительный (второй) источник питания 17, при этом (первый) источник питания постоянного напряжения 14 подсоединен через коммутирующий элемент питания 7 к внешним клеммам аккумуляторной батареи 2 или к дополнительному (второму) источнику питания 17 и может быть выполнен в виде стабилизированного преобразователя постоянного напряжения в постоянное, драйвер управления 9 может быть выполнен в виде усилителя мощности постоянного тока (напряжения) в дискретном или микросхемном исполнениях, управляющие ключевые элементы 6 могут быть выполнены в виде полевых транзисторов, при этом в качестве управляющего входа соответствующего ключевого элемента 6 использован затвор 20 соответствующего полевого транзистора, истоки 21 подсоединены к соответствующим клеммам ячеек 1 или батарей 2, а стоки 22 - к соответствующим рабочим обмоткам 4 трансформатора 3, а генератор импульсов 8 может быть выполнен в виде мультивибратора в микросхемном или дискретном исполнении (в соответствии с фиг.2). An additional (second) power source 17 can be additionally introduced into the device for leveling the voltage imbalance in at least two interconnected cells 1 of the battery 2 or at least two interconnected batteries 2 (in Fig. 7), while ( first) a constant voltage power supply 14 is connected via a switching power element 7 to the external terminals of the battery 2 or to an additional (second) power source 17 and can be made in the form of a stabilized conversion DC voltage to DC, the control driver 9 can be made in the form of a DC power amplifier (voltage) in discrete or microcircuit versions, the control key elements 6 can be made in the form of field-effect transistors, while the control input of the corresponding key element 6 is used the gate 20 of the corresponding field effect transistor, the sources 21 are connected to the corresponding terminals of the cells 1 or batteries 2, and the drains 22 to the corresponding working windings 4 of the transformer 3, and the pulserator 8 can be made in the form of a multivibrator in a microcircuit or discrete design (in accordance with figure 2).

В устройство нивелирования разбаланса напряжений по крайней мере на двух соединенных между собой ячейках 1 аккумуляторной батареи 2 или по крайней мере на двух соединенных между собой батареях 2 (по фиг. 7) может быть дополнительно введено зарядное устройство 23, установленное между дополнительным источником питания 17 и аккумуляторной батареей 2, система размагничивания 16 трансформатора 3 может быть выполнена в виде дополнительных последовательно соединенных рекуперационных обмотки 24 и диода 25, включенных параллельно-встречно в цепь питания системы управления, при этом дополнительная рекуперационная обмотка 24 входом соединена через катод с дополнительным рекуперационным диодом 25, а выходом - с входом или выходом источника питания 14 постоянного напряжения или с выводами (клеммами) аккумуляторной батареи 2 (в соответствии с фиг. 3). In the device for leveling the voltage imbalance in at least two interconnected cells 1 of the battery 2 or at least two interconnected batteries 2 (Fig. 7), an additional charger 23 can be inserted between the additional power source 17 and battery 2, the demagnetization system 16 of the transformer 3 can be made in the form of additional series-connected recovery windings 24 and diode 25, connected in parallel-opposite to the pit circuit a control system Ia, wherein the additional recuperation winding 24 input is connected through a cathode with an additional recuperation diodes 25, and output - with an input or output of power source 14, DC voltage or with terminals (terminals) of the battery 2 (in accordance with Figure 3.).

В устройство нивелирования разбаланса напряжений по крайней мере на двух соединенных между собой ячейках 1 аккумуляторной батареи 2 или по крайней мере на двух соединенных между собой батареях 2 (по фиг. 7) может быть дополнительно введен блок компараторов напряжения 26 аккумуляторной батареи 2, содержащий субблок источников опорного напряжения 27, субблок делителей напряжения 28, субблок компараторов 29 включения/отключения верхнего и нижнего уровней, один вход которого связан через соответствующие делители напряжения 28 с выводами (клеммами) аккумуляторной батареи 2, другой вход соединен с соответствующими источниками опорного напряжения 27, при этом выход блока компараторов соединен с управляющим входом коммутирующего элемента питания 7 (в соответствии с фиг. 4). In the device for leveling the voltage imbalance in at least two interconnected cells 1 of the battery 2 or at least two interconnected batteries 2 (Fig. 7), a voltage comparator unit 26 of the battery 2 can be additionally introduced, containing a subunit of sources reference voltage 27, a subunit of voltage dividers 28, a subunit of comparators 29 for turning on and off the upper and lower levels, one input of which is connected through the respective voltage dividers 28 to the terminals (terminals ) of the battery 2, the other input is connected to the corresponding reference voltage sources 27, while the output of the comparator unit is connected to the control input of the switching power element 7 (in accordance with Fig. 4).

Устройство нивелирования разбаланса напряжений по крайней мере на двух соединенных между собой ячейках 1 аккумуляторной батареи 2 или по крайней мере на двух соединенных между собой батареях 2, содержащее трансформатор 3 с рабочими обмотками 4 на общем сердечнике 5, число которых соответствует числу ячеек 1 или батарей 2, при этом каждая из рабочих обмоток 4 имеет одинаковое число витков, управляющий ключевой элемент 6, последовательно соединенный с каждой рабочей обмоткой 4 в соответствующей ячейке 1 или батарее 2, причем управляющий ключевой элемент 6, формирователь импульсов его управления и рабочие обмотки 4 в каждой соответствующей ячейке 1 или батарее 2 соединены параллельно друг с другом через одну из ячеек 1 или батарей 2, и систему управления в виде коммутирующего элемента питания 7, генератора импульсов 8, драйвера управления 9 и формирователя импульсов управления 10 ключевыми элементами 6, выполненного в виде соединенной с управляющим входом каждого ключевого элемента 6 последовательно соединенных емкостей 39, подключенных к соответствующим управляющим входам ключевых элементов 6, и параллельно соединенных попарно друг с другом резисторов 12 и соответствующих им диодов 13, включенных между управляющими входами ключевых элементов 6 и соответствующими ячейками 1 или батареями 2, причем диод 13 подсоединен к управляющему входу соответствующего ключевого элемента 6 через катод, при этом генератор импульсов 8 посредством цепи питания системы управления через выход источника питания 14 и коммутирующий элемент питания 7 соединен с выводами (клеммами) аккумуляторной батареи 2, а выходом через драйвер управления 9 и вход формирователя импульсов управления 10 ключевыми элементами 6 - с управляющими входами ключевых элементов, с возможностью обеспечения подачи управляющего выходного сигнала на каждый ключевой элемент 6 для их одновременного высокочастотного включения и выключения с последующей передачей энергии от ячейки 1' с самым высоким зарядом к ячейке 1'' с меньшим зарядом посредством трансформатора 3, напряжение на каждой обмотке 4 которого является напряжением ячейки 1', имеющей самое высокое напряжение, причем генератор импульсов 8 выполнен в виде преобразователя "напряжение-частота" 40, управляющий вход которого подключен к выходу измерительного преобразователя напряжения 41, соединенного входами с выводами (клеммами) аккумуляторной батареи 2, причем вход формирователя импульсов управления 10 ключевыми элементами 6 соединен с преобразователем "напряжение-частота" 40 через выход драйвера управления 9, входом подключенного к выходу преобразователя "напряжение-частота" 40, при этом преобразователь "напряжение-частота" 40 соединен с коммутирующим элементом питания 7 через выход источника питания 14, а система размагничивания 16 трансформатора 3 может быть выполнена в виде дополнительных рекуперационных обмотки 24 и диода 25, соединенных последовательно и включенных параллельно-встречно в цепь питания системы управления, при этом дополнительная рекуперационная обмотка 24 входом соединена через катод с дополнительным рекуперационным диодом 25, а выходом - с выводами аккумуляторной батареи 2 (фиг. 8). Device for leveling the voltage imbalance in at least two interconnected cells 1 of the battery 2 or at least two interconnected batteries 2, comprising a transformer 3 with working windings 4 on a common core 5, the number of which corresponds to the number of cells 1 or batteries 2 , wherein each of the working windings 4 has the same number of turns, the control key element 6, connected in series with each working winding 4 in the corresponding cell 1 or battery 2, and the control key element 6, the pulse shaper of its control and the working windings 4 in each corresponding cell 1 or battery 2 are connected in parallel with each other through one of the cells 1 or batteries 2, and a control system in the form of a switching power element 7, pulse generator 8, control driver 9 and pulse shaper control 10 key elements 6, made in the form of connected to the control input of each key element 6 series-connected capacitances 39 connected to the corresponding control inputs of key e 6, and in parallel connected in pairs with each other resistors 12 and their corresponding diodes 13 connected between the control inputs of the key elements 6 and the corresponding cells 1 or batteries 2, and the diode 13 is connected to the control input of the corresponding key element 6 through the cathode, while the generator pulses 8 through the control system power circuit through the output of the power source 14 and the switching power element 7 is connected to the terminals (terminals) of the battery 2, and the output through the control driver 9 and I One pulse generator control 10 key elements 6 - with the control inputs of the key elements, with the possibility of providing a control output signal to each key element 6 for their simultaneous high-frequency on and off with subsequent transfer of energy from cell 1 'with the highest charge to cell 1' 'with less charge by means of a transformer 3, the voltage on each winding 4 of which is the voltage of the cell 1' having the highest voltage, and the pulse generator 8 is made in the form a voltage-frequency converter 40, the control input of which is connected to the output of a voltage measuring transducer 41 connected by inputs to the terminals (terminals) of the battery 2, and the input of a control pulse shaper 10 by key elements 6 is connected to the voltage-frequency converter 40 through an output control driver 9, the input connected to the output of the voltage-frequency converter 40, while the voltage-frequency converter 40 is connected to the switching power element 7 through the source output 14, and the demagnetization system 16 of the transformer 3 can be made in the form of additional recovery windings 24 and diode 25, connected in series and connected in parallel-opposite to the power supply circuit of the control system, while the additional recovery winding 24 is connected through an input cathode to an additional recovery diode 25 , and the output - with the terminals of the battery 2 (Fig. eight).

Образователь "напряжение-частота" 40 предназначен для формирования на выходе сигнала управления, частота которого зависит от уровня входного напряжения. The voltage-frequency generator 40 is designed to generate a control signal at the output, the frequency of which depends on the input voltage level.

В качестве преобразователя "напряжение-частота" 40 может быть использован, например, однотактный преобразователь постоянного напряжения автогенераторного типа или, например, двухтактный преобразователь постоянного напряжения, например генератор Ройера или, например, управляемый напряжением мультивибратор в дискретном или микросхемном исполнении, например на микросхеме М1143ПП1. As a voltage-frequency converter 40, for example, a single-cycle self-generating type DC / DC converter or, for example, a push-pull DC-voltage converter, such as a Royer generator or, for example, a voltage-controlled multivibrator in a discrete or microcircuit design, for example, on an M1143P1 microcircuit, can be used .

Измерительный преобразователь напряжения 41 предназначен для согласования уровней напряжений аккумуляторной батареи 2 и входного напряжения преобразователя "напряжение-частота" 40. The voltage measuring transducer 41 is designed to match the voltage levels of the battery 2 and the input voltage of the voltage-frequency converter 40.

В качестве измерительного преобразователя напряжения 41 может быть использован, например, резистивный делитель напряжения соответствующего класса точности. As a voltage measuring transducer 41, for example, a resistive voltage divider of the corresponding accuracy class can be used.

В качестве измерительного преобразователя напряжения может быть использован, например, преобразователь напряжения с гальванической развязкой. As a voltage measuring transducer, for example, a voltage converter with galvanic isolation can be used.

В устройство нивелирования разбаланса напряжений по крайней мере на двух соединенных между собой ячейках 1 аккумуляторной батареи 2 или по крайней мере на двух соединенных между собой батареях 2 (по фиг. 8) может быть дополнительно введен дополнительный (второй) источник питания 17, при этом (первый) источник питания 14 подсоединен через коммутирующий элемент питания 7 к выводам (клеммам) аккумуляторной батареи 2 или к дополнительному (второму) источнику питания 17 и может быть выполнен в виде стабилизированного преобразователя постоянного напряжения в постоянное, драйвер управления 9 может быть выполнен в виде усилителя мощности постоянного тока (напряжения) в дискретном или микросхемном исполнениях, управляющие ключевые элементы 6 могут быть выполнены в виде полевых транзисторов, при этом в качестве управляющего входа соответствующего ключевого элемента 6 использован затвор 20 соответствующего полевого транзистора, истоки 21 подсоединены к соответствующим клеммам ячеек 1 или батарей 2, а стоки 22 - к соответствующим рабочим обмоткам 4 трансформатора 3, а генератор импульсов 8 может быть выполнен в виде управляемого мультивибратора в микросхемном или дискретном исполнении (в соответствии с фиг. 2). An additional (second) power supply 17 may be additionally introduced into the voltage unbalance leveling device on at least two interconnected cells 1 of the battery 2 or at least two interconnected batteries 2 (in FIG. 8), first) the power source 14 is connected via a switching power element 7 to the terminals (terminals) of the battery 2 or to an additional (second) power source 17 and can be made in the form of a stabilized DC / DC converter constant, the control driver 9 can be made in the form of a DC power amplifier (voltage) in discrete or microcircuit versions, the control key elements 6 can be made in the form of field-effect transistors, and the gate 20 is used as the control input of the corresponding key element 6 of the corresponding field-effect transistor, the sources 21 are connected to the corresponding terminals of the cells 1 or batteries 2, and the drains 22 to the corresponding working windings 4 of the transformer 3, and the pulse generator 8 can It can be made in the form of a controlled multivibrator in microchip or discrete design (in accordance with FIG. 2).

В устройство нивелирования разбаланса напряжений по крайней мере на двух соединенных между собой ячейках 1 аккумуляторной батареи 2 или по крайней мере на двух соединенных между собой батареях 2 (по фиг. 8) может быть дополнительно введено зарядное устройство 23, установленное между дополнительным источником питания 17 и аккумуляторной батареей 2, система размагничивания 16 трансформатора 3 может быть выполнена в виде дополнительных рекуперационных обмоток 18 и диодов 19, включенных параллельно-встречно с соответствующими ячейками 1 или батареями 2, при этом выход каждой дополнительной рекуперационной обмотки 18 соединен последовательно через анод с соответствующим дополнительным рекуперационным диодом 19, причем соответствующие дополнительные рекуперационные обмотка 18 и диод 19 подсоединены параллельно-встречно к выводам соответствующей ячейки 1 или с клеммами аккумуляторной батареи 2 (в соответствии с фиг. 3). In the device for leveling the voltage imbalance in at least two interconnected cells 1 of the battery 2 or at least two interconnected batteries 2 (Fig. 8), an additional charger 23 can be inserted between the additional power source 17 and battery 2, the demagnetization system 16 of the transformer 3 can be made in the form of additional recovery windings 18 and diodes 19 connected in parallel with the corresponding cells 1 or batteries 2, while the output of each additional recovery winding 18 is connected in series through the anode to the corresponding additional recovery diode 19, and the corresponding additional recovery winding 18 and diode 19 are connected in parallel to the terminals of the corresponding cell 1 or to the terminals of the battery 2 (in accordance with Fig. 3).

В устройство нивелирования разбаланса напряжений по крайней мере на двух соединенных между собой ячейках 1 аккумуляторной батареи 2 или по крайней мере на двух соединенных между собой батареях 2 (по фиг. 8) может быть дополнительно введен блок компараторов напряжения аккумуляторной батареи 26, содержащий субблок источников опорного напряжения 27, субблок делителей напряжения 28, субблок компараторов 29 включения/отключения верхнего и нижнего уровней, одни входы которых связаны через соответствующие делители напряжения 28 с выводами (клеммами) аккумуляторной батареи 2, другие входы с соответствующими источниками опорного напряжения 27, при этом выход блока компараторов соединен с управляющим входом коммутирующего элемента питания 7 (в соответствии с фиг. 4). In the device for leveling the voltage imbalance in at least two interconnected cells 1 of the battery 2 or at least two interconnected batteries 2 (in Fig. 8), a block of voltage comparators 26 may be additionally introduced, containing a subunit of reference sources voltage 27, a sub-block of voltage dividers 28, a sub-block of comparators 29 on / off upper and lower levels, one of the inputs of which are connected through the respective voltage dividers 28 to the terminals (terminals ) of the battery 2, other inputs with corresponding reference voltage sources 27, while the output of the comparator unit is connected to the control input of the switching power element 7 (in accordance with Fig. 4).

Устройство нивелирования разбаланса напряжений по крайней мере на двух соединенных между собой ячейках аккумуляторной батареи или по крайней мере на двух соединенных между собой батареях работает следующим образом. The device for leveling the voltage imbalance in at least two interconnected cells of the battery or at least two interconnected batteries works as follows.

При выключенном положении коммутирующего элемента питания 7 устройство нивелирования находится в отключенном состоянии и не влияет на состояние аккумуляторной батареи и величину разбаланса между отдельными ячейками 1 (элементами) или батареями 2 (см. фиг. 1). When the switching power element 7 is turned off, the leveling device is in the off state and does not affect the state of the battery and the amount of imbalance between the individual cells 1 (cells) or batteries 2 (see Fig. 1).

После включения коммутирующего элемента питания 7 напряжение питания устройства (в данном случае напряжение батареи) подается через источник питания 14 в цепь питания системы управления устройства. Источник питания 14 обеспечивает необходимое качество и стабильность напряжения в системе управления независимо от диапазона изменения и параметров входного напряжения. Генератор импульсов 8 генерирует на своем выходе сигналы прямоугольной формы, которые усиливаются до необходимого уровня драйвером управления 9 и подаются на вход 15 формирователя импульсов управления 10, распределяясь через параллельно соединенные емкости (конденсаторы) 11 между соответствующими управляющими входами ключевых элементов 6. При этом обеспечивается синхронное включение и выключение соответствующих ключевых элементов 6 и последовательно соединенных с ними рабочих обмоток 4 параллельно соответствующим ячейкам 1 или батареям 2 в соответствии с управляющими сигналами генератора импульсов 8. Наличие источника питания 14 и драйвера управления 9 обеспечивает надежное управление ключевыми элементами 6 во всех режимах работы устройства независимо от текущего состояния и параметров батареи 2 и элементов схемы. After switching on the switching battery 7, the device voltage (in this case, the battery voltage) is supplied through the power source 14 to the power circuit of the device control system. The power source 14 provides the necessary quality and voltage stability in the control system, regardless of the range of variation and parameters of the input voltage. The pulse generator 8 generates at its output rectangular-shaped signals that are amplified to the required level by the control driver 9 and are fed to the input 15 of the control pulse shaper 10, distributed through parallel-connected capacitors (capacitors) 11 between the corresponding control inputs of the key elements 6. This ensures synchronous switching on and off the corresponding key elements 6 and the working windings 4 connected in series with them in parallel to the corresponding cells 1 or batteries 2 in accordance with the control signals of the pulse generator 8. The presence of a power source 14 and a control driver 9 provides reliable control of key elements 6 in all operating modes of the device, regardless of the current state and parameters of battery 2 and circuit elements.

Во время открытого состояния ключевых элементов 6 к каждой из рабочих обмоток 4 прикладывается напряжение соответствующей ячейки 1 или батареи 2. Так как все рабочие обмотки 4 имеют одинаковое число витков и расположены на общем сердечнике 5 трансформатора 3, то в сердечнике возникает общий электромагнитный поток, наводящий в каждой рабочей обмотке 4 ток, величина которого пропорциональна разности напряжений на рабочих обмотках 4, а направление противоположно направлению общего потока. При этом энергия разбаланса перераспределяется между отдельными ячейками 1 или батареями 2, нивелируя (выравнивая) напряжения между ними. Скорость нивелирования разбаланса пропорциональна разности напряжений между отдельными ячейками и обратно пропорциональна величине эквивалентного сопротивления выравнивающих цепей, состоящих из ключевых элементов 6 и рабочих обмоток 4 трансформатора 3. Точность нивелирования напряжений между ячейками зависит от идентичности параметров цепей выравнивания. During the open state of the key elements 6, the voltage of the corresponding cell 1 or battery 2 is applied to each of the working windings 4. Since all the working windings 4 have the same number of turns and are located on the common core 5 of transformer 3, a common electromagnetic flux in the core leads in each working winding 4 a current whose magnitude is proportional to the voltage difference across the working windings 4, and the direction is opposite to the direction of the total flow. In this case, the unbalance energy is redistributed between the individual cells 1 or batteries 2, leveling (equalizing) the voltage between them. The speed of leveling the imbalance is proportional to the voltage difference between the individual cells and inversely proportional to the equivalent resistance of the equalizing circuits, consisting of key elements 6 and working windings 4 of the transformer 3. The accuracy of leveling the voltage between the cells depends on the identity of the parameters of the equalization circuits.

Во время паузы накопленная в трансформаторе 3 энергия намагничивания рекуперируется в цепь питания устройства. В зависимости от алгоритма работы, мощности устройства, величины энергии намагничивания трансформатора, а также требований к собственному энергопотреблению устройства эта энергия может быть рекуперирована в отдельные ячейки 1 батареи 2 (фиг. 2), в аккумуляторную батарею 2 (фиг. 1, 3), во входную цепь источника питания 14 (фиг. 3, пунктир), в выходную цепь источника питания 14 (фиг. 3, штрихпунктир). Рекуперация энергии намагничивания повышает энергетическую эффективность устройства. During a pause, the magnetization energy accumulated in the transformer 3 is recovered in the power supply circuit of the device. Depending on the algorithm of operation, the power of the device, the magnetization energy of the transformer, as well as the requirements for the device’s own energy consumption, this energy can be recovered in separate cells 1 of battery 2 (Fig. 2), in battery 2 (Fig. 1, 3), to the input circuit of the power source 14 (Fig. 3, dotted line), to the output circuit of the power source 14 (Fig. 3, dotted line). The recovery of magnetization energy increases the energy efficiency of the device.

Таким образом, через определенный промежуток времени, определяемый скоростью выравнивания (нивелирования), напряжения на отдельных ячейках (аккумуляторах) 1 или батареях 2 выравнятся. Thus, after a certain period of time, determined by the leveling (leveling) speed, the voltages on individual cells (batteries) 1 or batteries 2 will equalize.

В ряде случаев, например в системах бесперебойного электроснабжения, питание устройства нивелирования более эффективно обеспечивается не от батареи 2, а от дополнительного (с точки зрения заявки, но основного с точки зрения работы системы) источника питания 17 (фиг. 2). Данное техническое решение позволяет увеличить длительность автономного хранения батареи при отключенной нагрузке вследствие снижения уровня потребления устройства от батареи. Кроме того, данное решение более универсально, т.к. позволяет использовать одну схему управления для батарей различного количественного состава. In some cases, for example, in uninterruptible power supply systems, the power of the leveling device is more efficiently provided not from battery 2, but from an additional (from the point of view of the application, but main from the point of view of the system) power supply 17 (Fig. 2). This technical solution allows to increase the duration of autonomous storage of the battery with the load off due to a decrease in the level of consumption of the device from the battery. In addition, this solution is more universal, because allows you to use one control circuit for batteries of various quantitative composition.

В ряде систем электроснабжения необходимо применение дополнительного зарядного устройства 23 (фиг. 3) для аккумуляторной батареи 2, позволяющего повысить эксплуатационные характеристики системы. При этом зарядное устройство 23 обеспечивает в автоматическом режиме необходимое текущее энергетическое состояние батареи за счет энергии источника питания 17, а устройство нивелирования обеспечивает отсутствие разбаланса напряжений между отдельными ячейками 1 или батареями 2. Энергия намагничивания трансформатора 3 может быть рекуперирована при этом не только в цепь батареи 2, но также во входную цепь источника питания 14 (пунктир), либо в выходную цепь источника питания 14 (штрихпунктир). In a number of power supply systems it is necessary to use an additional charger 23 (Fig. 3) for the battery 2, which allows to increase the operational characteristics of the system. In this case, the charger 23 provides automatically the necessary current energy state of the battery due to the energy of the power source 17, and the leveling device ensures that there is no voltage imbalance between the individual cells 1 or batteries 2. The magnetization energy of the transformer 3 can be recovered not only in the battery circuit 2, but also to the input circuit of the power source 14 (dashed line), or to the output circuit of the power source 14 (dash-dot line).

Блок компараторов 26 (фиг. 4) контролирует текущий уровень напряжения на батарее 2 и управляет включением/отключением устройства через коммутирующий элемент питания 7. Устройство включено и работает в активном режиме выравнивания напряжения при высоком уровне заряженности батареи 2 (например, более 80% емкости) и при низком уровне заряженности батареи 2 (например, менее 30% емкости), т.е. на так называемых "крутых" участках зарядно-разрядных характеристик батареи, характеризующихся максимальным разбалансом между элементами. При среднем уровне заряженности батареи, соответствующем пологому участку рабочей характеристики элементов батареи, устройство выключено и не работает в активном режиме. При глубоком разряде батареи устройство также выключается. The comparator unit 26 (Fig. 4) monitors the current voltage level on the battery 2 and controls the device on / off via the switching power supply 7. The device is turned on and operates in the voltage equalization mode with a high level of charge of the battery 2 (for example, more than 80% of the capacity) and with a low charge level of battery 2 (for example, less than 30% of capacity), i.e. on the so-called "steep" sections of the charge-discharge characteristics of the battery, characterized by the maximum imbalance between the elements. With an average level of battery charge corresponding to a gentle portion of the operating characteristic of the battery cells, the device is turned off and does not work in active mode. When the battery is deeply discharged, the device also turns off.

Трансформатор 3 состоит из сердечника 5 в виде полого цилиндра из соответствующего магнитного материала, например феррита типа "трубы", длина которой L намного больше ее диаметра D (L > D). Внутри сердечника - "трубы" 5 расположены рабочие обмотки 4, каждая из которых состоит из одного витка и представляет собой отрезок изолированного провода определенной длины (все отрезки проводов равны между собой), один конец которого является "началом" (помечен на схемах точкой), а другой - "концом" (фиг. 5, 6). Рекуперационные обмотки могут быть выполнены двумя способами. Transformer 3 consists of a core 5 in the form of a hollow cylinder of the corresponding magnetic material, for example, ferrite of the "pipe" type, the length of which L is much larger than its diameter D (L> D). Inside the core - “pipes” 5 there are working windings 4, each of which consists of one turn and represents a segment of an insulated wire of a certain length (all segments of wires are equal to each other), one end of which is the “beginning” (marked with a dot on the diagrams), and the other - the "end" (Fig. 5, 6). Recovery windings can be performed in two ways.

На фиг. 5 показан трансформатор 3 с рекуперационными обмотками 18, число которых равно числу рабочих обмоток 4, состоящих из одного витка каждая, и вместе с рабочими обмотками 4 заполняют сердечник - "трубу" 5. In FIG. 5 shows a transformer 3 with recovery windings 18, the number of which is equal to the number of working windings 4, consisting of one turn each, and together with the working windings 4 fill the core - "pipe" 5.

На фиг. 6 представлен трансформатор 3 с одной рекуперационной обмоткой 24, содержащей N витков, равное числу рабочих обмоток 4 и равномерно намотанной на сердечник - "трубу" 5 вдоль ее длины. In FIG. 6 shows a transformer 3 with one recovery winding 24, containing N turns, equal to the number of working windings 4 and uniformly wound around the core - “pipe” 5 along its length.

Данные технические решения по конструктивному выполнению трансформатора 3 снижают индуктивность рассеяния обмоток, повышают магнитную связь между обмотками трансформатора, повышают технологичность выполнения трансформатора. These technical solutions for the structural design of the transformer 3 reduce the leakage inductance of the windings, increase the magnetic coupling between the transformer windings, and increase the manufacturability of the transformer.

В качестве второго варианта выполнения технического решения в соответствии с формулой изобретения вместо потенциальных цепей управления затворами силовых транзисторов формирователь импульсов управления 10 ключевыми элементами 6 выполнен в виде магнитно-транзисторного преобразователя 33 (фиг. 7). При этом управление включением/отключением ключевых элементов 6 происходит аналогично варианту с потенциальным управлением, рассмотренным выше (фиг. 1, 2, 3, 4). Генератор импульсов 8 формирует на своем выходе сигналы управления, подаваемые через драйвер 9 на вход дополнительного ключевого элемента 38 преобразователя 33. При замыкании ключа 38 на выходных обмотках 32 одновременно формируются импульсы напряжения, открывающие ключи 6. При размыкании ключа 38 на выходных обмотках 32 формируется напряжение обратной полярности, закрывающее ключи 6. Накопленная за время замкнутого состояния ключа 38 в сердечнике дополнительного трансформатора 34 энергия намагничивания рекуперируется посредством рекуперационных обмотки 36 и диода 37 в цепь питания схемы управления, например на выход источника питания 14. Таким образом, происходит частотное включение/отключение ключевых элементов 6, обеспечивающее выравнивание разбаланса напряжений на отдельных элементах 1 или батареях 2. As a second embodiment of the technical solution in accordance with the claims, instead of potential control circuits of the gates of the power transistors, the control pulse generator 10 of the key elements 6 is made in the form of a magnetic transistor converter 33 (Fig. 7). In this case, the on / off control of the key elements 6 occurs similarly to the variant with the potential control discussed above (Fig. 1, 2, 3, 4). The pulse generator 8 generates at its output control signals supplied through the driver 9 to the input of the additional key element 38 of the converter 33. When the key 38 is closed, voltage pulses are generated at the output windings 32, opening the keys 6. When the key 38 is opened, the voltage is generated on the output windings 32 reverse polarity, closing the keys 6. The magnetization energy accumulated during the closed state of the key 38 in the core of the additional transformer 34 is recovered by means of recovery nnyh winding 36 and diode 37 to the control circuit power supply circuit, such as power supply output 14. Thus, there is a frequency on / off key element 6 providing alignment unbalance voltages at the individual battery cells 1 or 2.

В качестве третьего варианта выполнения технического решения в соответствии с формулой изобретения вместо генератора импульсов 8 введены преобразователь "напряжение-частота" 40 и измерительный преобразователь напряжения 41 аккумуляторной батареи 2. При этом частота выходных сигналов управления ключами 6 зависит от уровня напряжения батареи 2, что способствует более эффективному использованию трансформатора 3 при любом уровне напряжения на батарее. В известных технических решениях сечение сердечника трансформатора рассчитывается исходя из максимально возможного напряжения на отдельных ячейках 1. При низких напряжениях на элементах 1 батареи 2 и постоянной частоте переключения ключевых элементов 6 сечение сердечника трансформатора является завышенным, т.е. недоиспользуется. При изменении частоты переключений в зависимости от текущего уровня напряжения, сердечник трансформатора используется одинаково во всех режимах работы батареи, что улучшает массогабаритные показатели устройства. As a third embodiment of the technical solution in accordance with the claims, instead of a pulse generator 8, a voltage-frequency converter 40 and a voltage measuring converter 41 of the battery 2 are introduced. The frequency of the output signals of the key control 6 depends on the voltage level of the battery 2, which contributes to more efficient use of transformer 3 at any voltage level on the battery. In known technical solutions, the cross section of the transformer core is calculated based on the maximum possible voltage on the individual cells 1. At low voltages on the elements 1 of the battery 2 and a constant switching frequency of the key elements 6, the cross section of the transformer core is overestimated, i.e. underutilized. When changing the switching frequency depending on the current voltage level, the transformer core is used identically in all battery operating modes, which improves the overall dimensions of the device.

В предлагаемом техническом решении при изменении частоты переключений в зависимости от текущего уровня напряжения сердечник трансформатора используется одинаково во всех режимах работы батареи, что повышает массогабаритные показатели устройства. In the proposed technical solution, when changing the switching frequency depending on the current voltage level, the transformer core is used equally in all battery operation modes, which increases the overall dimensions of the device.

Работа устройства нивелирования по третьему варианту аналогична работе первых двух вариантов с тем отличием, что в активном режиме работы частота переключений ключевых элементов 6 зависит от напряжения на аккумуляторной батарее 2. Измерительный преобразователь напряжения подает на вход преобразователя "напряжение-частота" аналоговый сигнал напряжения, пропорциональный напряжению батареи 2. При этом на выходе преобразователя "напряжение-частота" формируется соответствующий высокочастотный сигнал, частота которого пропорциональна напряжению батареи, подаваемый через драйвер управления 9 и формирователь импульсов управления 10 на управляющие входы ключевых элементов 6. Происходит включение/отключение с соответствующей частотой ключевых элементов 6 и рабочих обмоток 4 трансформатора параллельно каждой из ячеек 1, выравнивая напряжения на ячейках по аналогии с рассмотренным выше. The operation of the leveling device according to the third option is similar to the work of the first two options with the difference that in the active mode of operation the switching frequency of the key elements 6 depends on the voltage on the battery 2. The voltage measuring transducer supplies an analog voltage signal proportional to the voltage-frequency converter battery voltage 2. In this case, the corresponding high-frequency signal is generated at the output of the voltage-frequency converter, the frequency of which is proportional to battery voltage supplied through the control driver 9 and control pulse generator 10 to the control inputs of the key elements 6. The key elements 6 and the operating windings 4 of the transformer are turned on / off in parallel with each of the cells 1, aligning the voltage across the cells by analogy with the above .

Работа устройства нивелирования по первому, второму и третьему вариантам в случае использования в них трансформатора 3, выполненного в соответствии с фиг. 5, 6, аналогична описанным выше режимам работы этих устройств в соответствии с указанными вариантами. The operation of the leveling device according to the first, second and third options in the case of using a transformer 3 in them, made in accordance with FIG. 5, 6, similar to the above modes of operation of these devices in accordance with the above options.

Предлагаемые выше технические решения позволяют устранить указанные недостатки известных устройств, а именно:
- расширить рабочий диапазон регулирования по напряжению;
- уменьшить себестоимость устройства;
- снизить выходное эквивалентное сопротивление устройства, повысив тем самым скорость выравнивания напряжений между отдельными элементами батареи;
- снизить трудоемкость и повысить эффективность изготовления;
- повысить КПД, надежность функционирования и помехоустойчивость;
- повысить массогабаритные показатели.The technical solutions proposed above can eliminate the indicated disadvantages of the known devices, namely:
- expand the operating range of voltage regulation;
- reduce the cost of the device;
- reduce the output equivalent resistance of the device, thereby increasing the speed of voltage equalization between the individual elements of the battery;
- reduce the complexity and increase manufacturing efficiency;
- increase efficiency, reliability and noise immunity;
- increase weight and size indicators.

В настоящее время в Институте земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн Российской академии наук (ИЗМИРАН) выпущена конструкторская документация на предлагаемые устройства нивелирования, на основании которой изготовлены опытные образцы устройств для батарей, состоящих из 3, 5, 9, 10 и 30 последовательно соединенных элементов. Натурные и лабораторные испытания устройств на батареях аккумуляторов и высокоэнергоемких конденсаторов полностью подтвердили изложенные выше соображения и достоинства предлагаемых технических решений по сравнению с известными. Currently, the Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radio Wave Propagation of the Russian Academy of Sciences (IZMIRAN) has issued design documentation for the proposed leveling devices, on the basis of which prototypes of devices for batteries consisting of 3, 5, 9, 10 and 30 series-connected elements are made . Field and laboratory tests of battery-powered devices and high-energy capacitors fully confirmed the above considerations and the advantages of the proposed technical solutions in comparison with the known ones.

Claims

1. The device for leveling the voltage imbalance in at least two interconnected cells of the battery or at least two interconnected batteries, containing a transformer with working windings on one core, the number of which corresponds to the number of cells or batteries, each working windings has the same number of turns, a control key element connected in series with each working winding in the corresponding cell or battery, and a control system in the form of a switching about the battery connected to the terminals of the battery, pulse generator and pulse generator control key elements, made in the form of connected to the control input of each key element of the corresponding capacity, and the corresponding resistor and diode connected in parallel with each other, connected to the control input of the corresponding key element and the corresponding cell or battery, characterized in that it additionally introduced the demagnetization system of the transformer, the source the power supply IR and the control driver installed in the control system, while the corresponding capacities of the pulse shaper for controlling the key elements with the combined common output are connected to the output of the control driver, the input connected to the output of the pulse generator, the power source is connected to the switching power element and the output to the system power circuit control, and the demagnetization system of the transformer is connected to power the device.

2. The device according to claim 1, characterized in that the power source is made in the form of a constant voltage power source.

3. The device according to claim 2, characterized in that the constant voltage power supply is made in the form of a stabilized DC to DC converter.

4. The device according to claim 1, characterized in that the control driver is made in the form of a power amplifier in discrete or microcircuit versions.

5. The device according to p. 1, characterized in that the demagnetization system of the transformer is made in the form of recovery windings and diodes, the number of which corresponds to the number of working windings of the transformer, while the output of each recovery winding is connected in series with the anode of the corresponding recovery diode, and the corresponding recovery windings and the diode is connected in parallel with the terminals of the corresponding cell or battery.

6. The device according to p. 1, characterized in that the demagnetization system of the transformer is made in the form of recovery windings and a diode connected in series and included in the power supply circuit of the control system, or with the input of the power source, or with the terminals of the battery, while the recovery winding is input connected to the cathode of the recovery diode, and the output to the input or output of the power source or to the terminals of the battery.

7. The device according to claim 1, characterized in that it additionally introduced an additional power source connected to a power source,
8. The device according to claim 1, characterized in that it additionally has a charger installed between the additional power source and the battery.

9. The device according to claim 1, characterized in that it additionally includes a block of battery voltage comparators containing reference voltage sources, voltage dividers, upper and lower level on / off comparators, the inputs of which are connected through the respective voltage dividers to the battery terminals and corresponding voltage reference sources, wherein the output of the comparator unit is connected to the control input of the switching power element.

10. The device according to claim 1, characterized in that the control key elements are made in the form of field effect transistors, while the gate of the corresponding field effect transistor is used as the control input of the corresponding key element, the sources are connected to the corresponding terminals of the cells or batteries, and the drains to the corresponding working transformer windings.

11. The device according to claim 1, characterized in that the pulse generator is made in the form of a multivibrator in a microcircuit or discrete design.

12. The device according to any one of paragraphs.1 to 5, characterized in that each recovery winding and the working winding are made in the form of one turn each and are all jointly placed in the inner cavity of the transformer core.

13. The device according to any one of claims 1, 6, 12, characterized in that the recovery winding is made as a single coil in the form of turns wound around the transformer core in an amount equal to the number of turns of the working windings, and placed together with the latter in the inner cavity of the transformer core.

14. Device for leveling the voltage imbalance in at least two interconnected cells of the battery or at least two interconnected batteries, containing a transformer with working windings on one core, the number of which corresponds to the number of cells or batteries, each winding has the same number of turns, a control key element connected in series with each working winding in the corresponding cell or battery, and a control system in the form of a switching element power supply connected to the terminals of the battery, the pulse generator and the pulse shaper control key elements, characterized in that it additionally includes a demagnetization system of the transformer, a power source, a control driver installed in the control system, and a DC / DC converter with transformer output windings, installed in the pulse shaper control key elements, while the control inputs of each key element are connected through the corresponding output windings of the DC-DC converter with the output of the control driver, the input connected to the output of the pulse generator, and the power source is connected to the switching power element and the output is connected to the power supply circuit of the control system, and the demagnetization system of the transformer is connected to the power supply circuit of the device.

15. The device according to 14, characterized in that the DC-voltage converter with transformer output windings is made in the form of an additional controlled switching element, an additional transformer with a second working, recovery and output windings and a recovery diode, while the connection point of the second working and recovery windings connected to the power supply circuit of the control system, the output of the control driver is connected to the control input of the additional switching element connected after consecutively with the second working winding, and the recovery winding is connected in series with the cathode of the recovery diode connected to the power supply circuit of the device.

16. The device according to 14, characterized in that the power source is made in the form of a constant voltage power source.

17. The device according to clause 16, wherein the constant voltage power supply is made in the form of a stabilized DC to DC converter.

18. The device according to p. 14, characterized in that the control driver is made in the form of a power amplifier in discrete or microcircuit versions.

19. The device according to 14, characterized in that the demagnetization system of the transformer is made in the form of additional recovery windings and diodes, the number of which corresponds to the number of working windings of the transformer, while the output of each additional recovery winding is connected in series with the anode of the corresponding additional recovery diode, and the corresponding additional recovery winding and diode are connected in parallel-opposite to the terminals of the corresponding cell or battery.

20. The device according to 14, characterized in that the demagnetization system of the transformer is made in the form of additional recovery windings and a diode connected in series and included in the power supply circuit of the control system, or with the input of the power source, or with the terminals of the battery, while additional recovery the input winding is connected to the cathode of the additional recovery diode, and the output is connected to the input or output of the power source or to the terminals of the battery.

21. The device according to 14, characterized in that it additionally introduced an additional power source connected to a power source.

22. The device according to p. 14, characterized in that it additionally introduced a charger installed between the additional power source and the battery.

23. The device according to p. 14, characterized in that it further introduced a block of voltage comparators of the battery containing the reference voltage source, voltage dividers, on / off comparators of the upper and lower levels, the inputs of which are connected through the respective voltage dividers to the terminals of the battery and corresponding voltage reference sources, wherein the output of the comparator unit is connected to the control input of the switching power element.

24. The device according to 14, characterized in that the control key elements are made in the form of field effect transistors, while the gate of the corresponding field effect transistor is used as the control input of the corresponding key element, the sources are connected to the corresponding terminals of the cells or batteries, and the drains to the corresponding working transformer windings.

25. The device according to 14, characterized in that the pulse generator is made in the form of a multivibrator in a microcircuit or discrete design.

26. The device according to any one of paragraphs.14, 15, 20, characterized in that each recovery winding and the working winding are made in the form of one turn each and all are together placed in the inner cavity of the transformer core.

27. The device according to any one of paragraphs.14, 15, 19, 26, characterized in that the recovery winding is made single in the form of turns wound on the transformer core in an amount equal to the number of turns of the working windings, and placed together with the latter in the inner cavity of the transformer core .

28. Device for leveling the voltage imbalance in at least two interconnected cells of the battery or at least two interconnected batteries, containing a transformer with working windings on one core, the number of which corresponds to the number of cells or batteries, each winding has the same number of turns, a control key element connected in series with each working winding in the corresponding cell or battery, and a control system in the form of a switching element power supply connected to the terminals of the battery, pulse generator and pulse shaper control key elements, made in the form of series-connected capacitances connected to the corresponding control inputs of the key elements, and parallel-connected in pairs with each other resistors and their corresponding diodes connected to the control input the corresponding key element and the corresponding cell or battery, characterized in that the demagnetization system is additionally introduced into it the transformer, a power source, a control driver and a DC-voltage transducer installed in the key element control system, while the pulse generator is made in the form of a voltage-frequency converter, the control input of which is connected to the output of the DC-voltage transducer connected to the battery terminals moreover, the input of the control pulse generator of key elements is connected to the output of the control driver, the input is connected feeding your inverter output voltage - frequency power source is connected with the input switching element and the power output - with chain power management system, and a system demagnetization of the transformer is connected to the apparatus power circuit.

29. The device according to p. 28, characterized in that the voltage-frequency Converter is made in the form of a single-cycle DC-DC Converter.

30. The device according to p. 28, characterized in that the voltage-frequency Converter is made in the form of a push-pull DC-voltage Converter, such as a Royer generator.

31. The device according to p. 28, characterized in that the voltage-frequency converter is made in the form of a controlled multivibrator in microchip or discrete design.

32. The device according to p. 28, characterized in that the measuring voltage Converter is made in the form of a resistive voltage divider.

33. The device according to p. 28, characterized in that the measuring voltage Converter is made in the form of a Converter with galvanic isolation.

34. The device according to p, characterized in that the power source is made in the form of a constant voltage power source.

35. The device according to p. 28, wherein the constant voltage power source is made in the form of a stabilized DC to DC converter.

36. The device according to p. 28, characterized in that the control driver is made in the form of a power amplifier in discrete or microcircuit versions.

37. The device according to p. 28, characterized in that the demagnetization system of the transformer is made in the form of recovery windings and diodes, the number of which corresponds to the number of working windings of the transformer, while the output of each recovery winding is connected in series with the anode of the corresponding recovery diode, and the corresponding recovery windings and the diode is connected in parallel with the terminals of the corresponding cell or battery.

38. The device according to p. 28, characterized in that the demagnetization system of the transformer is made in the form of recovery windings and a diode connected in series and included in the power supply circuit of the control system, while the recovery winding is connected to the cathode of the recovery diode, and the output to the input or output the power source or with the terminals of the battery, the recovery winding input connected to the cathode of the recovery diode.

39. The device according to p. 28, characterized in that it additionally introduced an additional power source connected to a power source.

40. The device according to p. 28, characterized in that it additionally introduced a charger installed between an additional power source and the battery.

41. The device according to p. 28, characterized in that it additionally introduced a block of battery voltage comparators containing a reference voltage source, voltage dividers, on / off, upper and lower level comparators, the inputs of which are connected through the respective voltage dividers to the battery terminals the battery and the corresponding sources of the reference voltage, while the output of the comparator unit is connected to the control input of the switching power element.

42. The device according to p. 28, characterized in that the control key elements are made in the form of field effect transistors, while the gate of the corresponding field effect transistor is used as the control input of the corresponding key element, the sources are connected to the corresponding terminals of the cells or batteries, and the drains to the corresponding working transformer windings.

43. The device according to any one of paragraphs. 28, 37, characterized in that each recovery winding and the working winding are made in the form of one turn each and all are jointly placed in the inner cavity of the transformer core.

44. The device according to any one of paragraphs 28, 38, 43, characterized in that the recovery winding is made single in the form of turns wound on the transformer core in an amount equal to the number of turns of the working windings, and placed together with the latter in the inner cavity of the transformer core.