RU98071U1

RU98071U1 - AUTOMATIC CONTROL SYSTEM AND CHARGING BATTERIES

Info

Publication number: RU98071U1
Application number: RU2009121272/22U
Authority: RU
Inventors: Валентин Алексеевич Костылев; Валентин Данилович Комаров; Анатолий Григорьевич Гусаков; Дмитрий Валентинович Майоров; Александр Владимирович Мануйлов; Петр Валентинович Комаров
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма "Сигма"
Priority date: 2009-06-04
Filing date: 2009-06-04
Publication date: 2010-09-27

Abstract

1. Система автоматического контроля и заряда аккумуляторных батарей, содержащая блок питания, зарядно-разрядный блок аккумуляторной батареи, систему управления зарядом и разрядом аккумуляторной батареи, схему управления режимом работы, узел принятия решения, отличающаяся тем, что в зарядно-разрядный блок аккумуляторной батареи введены следящий стабилизатор напряжения, измерительный и опорный резисторы, двухтактный усилитель мощности, соединенный с дифференциальным усилителем и с цифровым аналоговым преобразователем через измерительный и опорный резисторы с одной стороны, а с другой с аккумуляторной батареей, при этом следящий стабилизатор напряжения подключен к нормирующему усилителю, присоединенному к блоку компараторов аварийного состояния, а блок сохранения режимов при попадании питания соединен с центральным процессором. ! 2. Система автоматического контроля и заряда аккумуляторных батарей по п.1, отличающаяся тем, что система управления зарядом-разрядом аккумуляторной батареи выполнена в виде блока контроля и управления, подключенного к центральному процессору, соединенного с блоком выбора режима работы, блоком памяти программ, блоком параметров аккумуляторной батареи. 1. A system for automatic control and charging of storage batteries, comprising a power supply, a charging and discharging battery unit, a control system for charging and discharging a storage battery, an operating mode control circuit, a decision unit, characterized in that tracking voltage stabilizer, measuring and reference resistors, push-pull power amplifier connected to a differential amplifier and to a digital analog converter through measuring and reference resistors on the one hand, and on the other with a battery, while the tracking voltage stabilizer is connected to a normalizing amplifier connected to the block of comparators of the emergency state, and the block for saving the modes when the power is hit is connected to the central processor. ! 2. The system for automatic control and charging of storage batteries according to claim 1, characterized in that the control system for charging and discharging the storage battery is made in the form of a control and management unit connected to the central processor, connected to a unit for selecting an operating mode, a program memory unit, a unit battery parameters.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использовано для контроля и заряда неограниченного количества типов аккумуляторных батарей, применяемых в переносных, подвижных, стационарных средствах связи и в других областях применения.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used to control and charge an unlimited number of types of batteries used in portable, mobile, stationary communications and in other applications.

Известным является автоматическое зарядное устройство для заряда аккумуляторных батарей, состоящее из цепи формирования опорного напряжения и реального напряжения на аккумуляторной батарее в процессе заряда и чувствительного элемента, управляющего компаратором, который прерывает цепь заряда, когда напряжение аккумуляторной батареи достигает величины опорного напряжения.(Заявка Франции №2009437 кл. H02I 7/02 1970)Known is an automatic charger for charging batteries, consisting of a circuit for generating a reference voltage and a real voltage on the battery during charging and a sensing element controlling a comparator that interrupts the charge circuit when the battery voltage reaches the reference voltage. (French Application No. 2009437 C. H02I 7/02 1970)

Наиболее известной является система автоматического контроля и заряда аккумуляторной батареи, включающая контрольный шунт, источник постоянного тока, блок коммутации, устройство контроля емкости батареи и формирователь опорного напряжения, при этом преобразователь напряжение-частота, счетчик-делитель и счетчик-дешифратор последовательно соединены и подсоединены между контрольным шунтом и устройством сравнения. (Патент России №2061963, МПК G01R 31/36)The most famous is the automatic control and charge system of the battery, including a control shunt, a direct current source, a switching unit, a battery capacity control device and a voltage reference driver, while the voltage-frequency converter, counter-divider and counter-decoder are connected in series and connected between control shunt and comparison device. (Russian Patent No. 2061963, IPC G01R 31/36)

К недостаткам данных устройств относится то, что они не могут быть использованы для заряда-разряда сильно разряженных батарей. При заряде-разряде аккумуляторных батарей данными устройствами необходимо проводить ручную коммутацию.The disadvantages of these devices include the fact that they cannot be used to charge-discharge highly discharged batteries. When charging-discharging batteries with these devices, it is necessary to carry out manual switching.

Технический результат: расширение функциональных возможностей зарядного устройства путем заряда-разряда сильно разряженных батарей с обеспечением контроля разряда аккумуляторной батареи по напряжению и ее заряда по напряжению и времени за счет введения следящего стабилизатора напряжения и двухтактного усилителя мощности, увеличения срока действия аккумуляторной батареи за счет возможности ее восстановления.Technical result: expanding the functionality of the charger by charging-discharging heavily discharged batteries with monitoring the discharge of the battery in voltage and its charge in voltage and time by introducing a tracking voltage stabilizer and push-pull power amplifier, increasing the battery life due to its recovery.

Это достигается тем, что система автоматического контроля и заряда аккумуляторных батарей, содержащая блок питания, зарядно-разрядный блок аккумуляторной батареи, систему управления зарядом и разрядом аккумуляторной батареи, схему управления режимом работы, узел принятия решения имеет зарядно-разрядный блок аккумуляторной батареи с введенными следящим стабилизатором напряжения, измерительным и опорным резисторами двухтактным усилителем мощности, соединенным с дифференциальным усилителем и с цифровым аналоговым преобразователем через измерительный и опорный резисторы с одной стороны, а с другой с аккумуляторной батареей, при этом следящий стабилизатор напряжения подключен к нормирующему усилителю, присоединенному к блоку компараторов аварийного состояния, а блок сохранения режимов при пропадании питания соединен с центральным процессором.This is achieved by the fact that the system of automatic control and charge of batteries containing a power supply, a charge-discharge block of the battery, a control system for charge and discharge of the battery, a control circuit of the operation mode, the decision unit has a charge-discharge block of the battery with a follower a voltage stabilizer, measuring and reference resistors, a push-pull power amplifier connected to a differential amplifier and to a digital analog converter By measuring and supporting resistors on the one hand and on the other hand with a battery, the tracking voltage regulator is connected to a normalizing amplifier connected to the emergency condition comparator unit, and the mode conservation unit is connected to the central processor when the power fails.

При этом, система автоматического контроля и заряда аккумуляторных батарей имеет систему управления зарядом-разрядом аккумуляторной батареи, выполненную в виде блока контроля и управления, подключенного к центральному процессору, соединенного с блоком выбора режима работы, блоком памяти программ, блоком параметров аккумуляторной батареи.At the same time, the system of automatic control and charge of batteries has a charge-discharge control system for the battery, made in the form of a control and control unit connected to a central processor connected to an operating mode selection unit, a program memory unit, and a battery parameters block.

В отличие от прототипа введение двухтактного усилителя мощности позволило заряжать и разряжать аккумуляторные батареи без ручной коммутации, а введение опорного и измерительного резисторов привело к возможности изменения направления тока в аккумуляторной батареи без дополнительной коммутации.Unlike the prototype, the introduction of a two-stroke power amplifier made it possible to charge and discharge batteries without manual switching, and the introduction of reference and measuring resistors made it possible to change the current direction in the battery without additional switching.

На фигуре 1 представлена схема системы автоматического контроля и заряда аккумуляторных батарей.The figure 1 presents a diagram of a system of automatic control and battery charge.

Система автоматического контроля и заряда аккумуляторных батарей состоит из системы управления 26, включающей блок контроля и управления 15, соединенный с центральным процессором 14 с одной стороны, а с другой стороны по 4-м каналам с узлом принятия решений 22, блоком зарядно-разрядным 23. Аккумуляторная батарея 8 связана с зарядно-разрядным блоком 23, включающим двухтактный усилитель мощности 5 и дифференциальный усилитель 4, соединенный с введенным следящим стабилизатором напряжения 6 и с другой стороны с нормирующим усилителем 9 узла принятия решения 22, соединенным с блоком компараторов аварийного состояния 11 и компаратором контроля напряжения разряда-заряда 12, соединенным через цифро-аналоговый преобразователь 10 с центральным процессором 14. Центральный процессор 14 подключен к цифроаналоговому преобразователю установки тока 3 через блок 21 управления режимом работы, к блоку памяти программ 19, блоку памяти параметров аккумуляторной батареи 20, дешифратору 16, присоединенному к цифровому и световому табло 17, а также к устройству звуковой сигнализации 13. Блок 7 сохранения режимов при пропадании питания подключен к центральному процессору 14. Преобразователь 1 подсоединен к блоку питания 2. Двухтактный усилитель мощности 5 соединен с цифроаналоговым преобразователем 3 через опорный резистор 24 и измерительный резистор 25.The automatic control and charge system for rechargeable batteries consists of a control system 26, including a control and control unit 15 connected to the central processor 14 on the one hand and, on the other hand, through 4 channels with a decision-making unit 22, and a charge-discharge unit 23. The battery 8 is connected to a charging and discharging unit 23, including a push-pull power amplifier 5 and a differential amplifier 4 connected to an input tracking voltage stabilizer 6 and, on the other hand, to a normalizing amplifier 9 of the adoption unit solution 22, connected to the emergency comparator unit 11 and the discharge-charge voltage control comparator 12, connected via the digital-to-analog converter 10 to the central processor 14. The central processor 14 is connected to the digital-to-analog current setting converter 3 through the operation mode control unit 21, to the unit the program memory 19, the memory unit for the parameters of the battery 20, a decoder 16 connected to the digital and light board 17, as well as to the sound alarm device 13. Mode saving unit 7 in the event of a power failure, it is connected to the central processor 14. The converter 1 is connected to the power supply 2. The push-pull power amplifier 5 is connected to the digital-to-analog converter 3 through a reference resistor 24 and a measuring resistor 25.

Автоматическая система заряда и разряда батарей работает следующим образом.An automatic system for charging and discharging batteries operates as follows.

Аккумуляторную батарею 8 подключают к системе с помощью адаптеров или кабелей, входящих в комплект поставки. С помощью блока выбора режимов работы 18 устанавливают тип батареи и режим заряда номинальным, средним током или режим быстрого заряда, током равным емкости батареи и производят пуск системы.Battery 8 is connected to the system using the adapters or cables provided. Using the block selection of operating modes 18 set the type of battery and charge mode nominal, medium current or fast charge mode, current equal to the battery capacity and start the system.

Начинает работать центральный процессор 14 и двухтактный усилитель мощности 5 переводится в режим разряда стабильным током путем подключения блока 21 управления заданным режимом работы через цифроаналоговый преобразователь 3 установки тока.The central processor 14 starts to work and the push-pull power amplifier 5 is switched to a stable current discharge mode by connecting the control unit 21 for a predetermined operation mode via a digital-to-analog current setting converter 3.

При этом, стабильный ток через опорный и измерительный резисторы поступает в аккумуляторную батарею 8. Начинает работать нормирующий усилитель 9 и компаратор контроля напряжения разряда-заряда 12. Все данные о напряжении разряда и заряда аккумуляторной батареи передаются в блок контроля и управления 15.In this case, a stable current through the reference and measuring resistors enters the battery 8. The normalizing amplifier 9 and the comparator for monitoring the discharge-charge voltage 12 begin to work. All data on the discharge voltage and the charge of the battery are transmitted to the control and control unit 15.

Центральный процессор 14 осуществляет слежение за падающим напряжением на аккумуляторной батарее 8 и через дешифратор 16 выводит текущее время разряда батареи на цифровое световое табло 17. По конечному времени разряда аккумуляторной батареи определяют остаточную емкость батареи. При предварительном полном заряде батареи определяют емкость аккумуляторной батареи с учетом потери номинальной емкости в процессе эксплуатации.The central processor 14 monitors the incident voltage on the battery 8 and through the decoder 16 displays the current battery discharge time on a digital light panel 17. The remaining battery capacity is determined by the final discharge time of the battery. With a preliminary full charge of the battery, the capacity of the battery is determined taking into account the loss of the nominal capacity during operation.

При достижении напряжения окончания разряда на аккумуляторной батарее 8 центральный процессор 14 устанавливает режим заряда аккумуляторной батареи 8 стабильным током, подключая цифроаналоговый преобразователь 3 установки тока и блок управления заданным режимом работы 21.When the voltage reaches the end of the discharge on the battery 8, the central processor 14 sets the charge mode of the battery 8 with a stable current, connecting a digital-to-analog converter 3 for setting the current and a control unit for a given operating mode 21.

Claims

1. A system for automatically monitoring and charging batteries, comprising a power supply unit, a charge-discharge battery pack, a control system for charging and discharging the battery, an operation mode control circuit, a decision unit, characterized in that the charge-discharge battery pack is introduced servo voltage stabilizer, measuring and reference resistors, push-pull power amplifier connected to a differential amplifier and to a digital analog converter through a meter and reference resistors on the one hand, and on the other with the battery, while the tracking voltage regulator is connected to a normalizing amplifier connected to the emergency condition comparator unit, and the mode save unit is connected to the central processor when power is supplied.

2. The system of automatic control and charge of batteries according to claim 1, characterized in that the charge-discharge control system of the battery is made in the form of a control and control unit connected to a central processor connected to a mode selection unit, a program memory unit, a unit battery parameters.