SU1026201A1 - Устройство дл ограничени разр да аккумул торной батареи - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИ ЧЕЙИЯ РАЗРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ ЁАТАРЕИ,- содержащее регистры, диоды стабилитрон, выходной тр анзистор, вклю ченный между первым полюсом aккy Iyл торной батареи и нагрузкой по схеме общим эмиттером, регулирующий транзи тор, подключенный эмиттером к второму полюсу батареи и нагрузке, коллектором через первый резистор - к базе выходного транзистора, а базой через второй резистор - к второму полюсу батареи, третий транзистор, база которого через диод подключена к коллектору выходного транзистора, а через соответствующий резистор - к коллектору регулирующего транзистора, отличающеес  тем, что, с цепью повышени  эффективности работы, цепочка, состо ща  из тре« тьего резистора и стабилитрона, св зана с базами регулирующего и третьего транзисторов, эмиттер третьего транзистора через пр мо включенный диод св зан с первым полюсом аккумул торной батареи и эмиттером выходного трайзистора , коллектор третьего транзистора через четвертый резистор соединен.с базой регулирующего транзистора, а коплектор выходного транзистора через последовательную цепочку из п того резистора и обратно включенного диода св зан 6 базой регулирующего транзистора.

Description

Изобретение относиге  к электротехнике и может быть использовано, в част HocTHj в шахтных головных светильйиках дл  ограничени  разр да герметичных акKjMyjiJiiopoBi Известно устройство дл  ограничени  разр да ак1огмул торных батарей, схема которого содержит выходной транзистор, управл ющие транзисторы, диоды, резисторы , конденсатор, .предохранитель, аккуму  торную батарею, переключатель и на грузку (лампа головного светильника). С помощью транзистора осущестнх етс  вкп чение, оислючение тока накала лампы го ловного светильника. Транзисторы включе ны по схеме триггера и управл ют работой транзистора. Диод более точно определ ет ппрого срабатывани  cxe№i триггера в зависим х;ти от напр жени  акку мул торной батареи. При разомкнутом переключателе схема обесточена. При замыкании его на ка1сую-либо нить накала на резисторах создаетс  определенное на пр жение. Если напр жение аккумул торной батареи превышает уровень порога . включени , то падение напр жени  на ука занных резисторах достаточно дл  включени  устройства в р&боту. Во включенном состо нии все транзисторы работают 3 режиме насыщени . По мере разр да батареи и уменьшени  ее напр жени  до определенного уровн  происходит лавинообразное аакрБГваниа транзисторов. Лампа оталючаетс  от батареи. При депол ри зации электродов напр жение на аккумул торной батарее возрастает, и, когда оно достигнет порога включени , произой дет открывание всех транзисторов и в1сшо чение лампы, аналогичное описанному вы ше 1. К недостаткам устройства относ тс . бапьшой ток потреблени  в цеп х управлени  транзисторами, йе завис щий от величины тока нагрузки; отсутствие защиты от коротких замыканий в цепи нагрузки; потребление тока цеп ми управ- лени  при отключении нагрузки (или обрыве провода в цепи нагрузки), что приводит к потере емкости аккумул торной батареи. Наиболее близким к предлагаемому  в л етс  устройство, содержащее выходной транзистор, включенный в цепь нагрузки по схеме с общим эмиттером, регулирующий транзистор, включенный в цепь управлени  выходным транзистором, и третий транзистор,  вл ющиес  основными элементами схемы триггера, первый диод св зывающий базу третьего транзистора с коллектором выходного транзистора . Второй и третий диоды, включенные встречно, стабилитрон, конденсатор и резисторы . Если напр жение на аккумул торной .батареи высокое, то при подклю чении нагрузки на схему триггера поступает отпирающий импульс и устройство включаетс . При разр де батареи и уменьшении напр жени  до определенного уровн  (например, до 1 В на аккумул тор ) происходит частичное запирание регулирующего и выходного транзисторов и ток нагрузки уменьшаетс . Когда напр жение станет ниже этого уровн , то все транзисторы лавинообразно закрыва ,ютс  и ток нагрузки станови тс  равным ну- лю, В отключенном состо нии схема потребл ет ток, вепичина которого определ етс  токами утечки транзисторов. Устройство отключаетс  и в тех случа х, когда в цепи нагрузки произойдет короткое замыкание, или цепь нагрузки будет отключена , Недостатком устройства  вл етс  отcjTCTBHe автоматического повторного включени  тока нагрузки при депол ризации электродов в аккумул торах и новышении напр жени  на выводных клеммах аккумул торной батареи. Чтобы повторно включить устройство необходимо отк ючить цепь нагрузки и через определенный промежуток времени вновь включить. Это снижает эффективность работы устройства и срок службы выключателей (например , переключател , установленного в головке шахтного головного светильника). Цель изобретени  - повышение эффективности работы устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве, содержащем выходной и рехулирующий транзисторы, стабилитрон , резисторы, третий транзистор и ДИОДЫ, первый резистор св зывает через последовательно включенный стабилитрон базу третьего транзистора с базой регулирующего транзистора, эмиттер третьего транзистора через пр мо включенный диод соединен с первым полюсом аккумул торной .батареи и эмиттером выходного транзистора, коллектор третьего транзистора через второй резистор св зан с базой регулирующего транзистора, эмиттер которого подключен ко второму полюсу аккумул торной батареи и выводу нагрузки, а коллектор через отдельные резисторы св зан с базами выходного и третьего транзисторов, коллектор выходного транзистора соединен через пр мо включенный диод с базой третьего транзистора , через последовательную цепочку, содержащую резистор и обратно включенный диод у- с базой регулирующего транзистора и через выключатель - со вторым выводом нагрузки. На чертеже изображена схема устрой-j ства. Устройство содержит выходной транзистор 1, включенный по схеме с общим ( эмиттером, регулирующий транзистор 2 и транзистор 3, 5юл кщиес  основными эле . ментами схемы триггера, стабилитрон 4 и резистор 5, св зывающие базы транзисторов 2 и 3, резисторы 6 и 7, св  зывающие копиектор регулирующего транзистора 2 с базами транзисторов 3 и 1, диод 8, щунтируюшйй .базу транзистора 3 с коллектором транзистора 1, резистор 9 и диод 10 св зывающие базу транзистора 2 с коллектором транзистора 1, резистор 11, диод 12, резисторы 13 и 14 аккумул торную батарею 15, выключатель 16, а также нагрузку 17, Предлагаемое устройство работает еле дующим образом. При подключении нагрузки 17 с помощью выключател  16 на коллектор транзистора 1 со Второго полюса аккумул тор ной батареи поступает потенциал (отри|цательный ). Диод 8 под действием этого потенциала окажетс  запертым. Если напр жение на аккумул торной .батарее достаточно высоко, то через делитель, состо щий из резистора 13, стабилитрона О. 4, резисторов 5,.6, 7 и 14, на базу транзистора 3 поступает отпирающий импульс . Транзистор 3 приоткрываетс  и приоткрывает транзистор 2, который, в свою очередь, через резистор 7 подает отпирающий импульс на транзистор 1, а через резистор 6 еще больще открывает транзистор 3. При открывании транзистора 1 на его коллекторе по вл етс  положительный потенциал, под действием кото рого диод 10 запираетс . В результате этого снимаетс  ограничение тока управлени  транзистором 2, степень его откры ти  увеличиваетс  и открываетс  транзис тор 1. Однако псэтного насыщени  транзисторов не происходит, так как при полном открывании транзистора 1 на его-кол лекторе по вл етс  большой положительный потенциал, под действием которого диод 8 открываетс  и ограничивает ток управлени  транзистора 3. П оэтому все транзисторы работают в активном режиме . Этим достигаетс  значительное снижение потерь при работе устройства. В данной схеме ток управлени  транзистором 1 зависит от коэфф циента усилени  по току и от величины тока нагрузки . Лл  того, чтобы транзистор 1 работал в режиме, близком к насыщению, диоды 8 и 12 подбираютс  таким обра гзом , чтобы пр мое падение напр жени  на диоде 8 было больше, чем на диоде 12. В случае необходимости последовательно с диодом 8 можно включать либо еще один диод, либо резистор. При отключении нагрузки (или обрыве провода в цепи нагрузки) отрицатепьный потенциал снимаетс  с коллектора транзистора 1, в результате чего диод 8 полностью открываетс  и шунтирует базу транзистора 3. Транзистор 3 закрываетс , и схема отключаетс . В отключенном состо нии схема потреб, л ет незначительный ток, который в основном определ етс  величиной сопротив-г лени   резисторов 13, 5, 6, 7 и 14 делител , величиной напр жени  на аккумул  торной батареи 15 и падением напр жени  на стабилитроне 4. При нормальной работе устройства по мере разр да батареи и уменьшени  ее напр жени  до определенного уровн  начинает уменьшатьс  ток транзистора 3 изза уменьшени  тока его базы. В результате уменьшаетс  ток базы транзистора 2. Ток нагрузки также снизитс . Это приведет к закрыванию диода 8 и поддержанию транзисторов 3 и 2 во включенном состо нии еше некоторое врем ,, пока напр жение на аккумул торной батарее не станет ниже определенного предела. Начина  с этого момента, благодар  положитефзной обратной св зи с. коллектора транзистора 2 на базу транзистора 3 через резистор 6 произойдет лавинообразное закрывание этих транзисторов, а вместе с ними и транзистора 1. Нагрузка отключаетс  от батареи. После выключени  тока нагрузки в аккумул торах происходит процесс депол ризации электродов, сопровождающийс  повышением напр жени  на батарее, В момент, когда оно станет выше порога включени , произойдет повторное включение нагрузки, аналогично вышеописанному . Процессы включени  и отключени  будут повтор тьс  до тех пор, пока не будет израсходован запас энергии батареи и напр н ение после депол ризации электродов не подниметс  выше порога срабатывани  транзисторов 3 и 2. Уровни напр жени , при которых производитс 

отключение нагрузки и ее повторное включение , задаютс  с помощью стабилитрона 4 и подбором величины сопротивлений резисторов 5 и 6.

Защита от коротких замыканий осуществл етс  с помощью резистора 9 и диода 10. При коротком замыкании базй транзистора 2 щунтируетс  этой цепочкой и транзистор 2 остаетс  в приоткрытом состо нии, оганичива  эгим ток управлени  транзистора 1 и ток нагрузки До минимальных пределов, безопасных дл  транзистора 1. Ве 1ичину тока короткого замыкани  при достаточно зар женной аккумул торной батареи можно измен ть с помощью резисторов 9 и 11.

Дл  аккумул торных батарей с низким напр жением вместо стабилитрона 4 можно использовать диоды, включенные в пр мом направлении.,

Предлагаемое устройство используетс  в основном, дл  защиты аккумул торной .батареи ЗНКГК-11Д в шахтных головных светильниках, в которых нагрузкой  вл ютс  основна  и резервна  нити накала

лампы светильника. Устройство может быть вмонтировано в корпус, либо в го- . ловку светильника..

Устройство обеспечивает автсл1атическое включение и отключение нагрузки.

Включение производитс  при повыщег НИИ напр жени  на зажимах батареи в результате депол ризации электродов, а отключение - при снижении этого напр - жени  Б процессе разр да до уровн , безопасного дл  аккумул торов.

Таким образом, данное устройство в аварийных сичуаци х позвол ет полнее использовать энергию, запасенную аккумул торной батареей, а также увеличить срок службы коммутационных средств (например, пслючател , сто щего в головке щахтного головного светильника).

Применение предлагаемого устройства дл  аккумул торных светильников повь,1щает безопасность людей в аварийных ситуаци х , когда батаре  разр жена в результйте увеличени  времени свечени  и устранени  необходимости ручного переключени .

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИ^ НЕНИЯ РАЗРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ,- содержащее регистры, диоды, стабилитрон, выходной транзистор, вклю- ‘ ченный между первым полюсом аккумуляторной батареи и нагрузкой по схеме с общим эмиттером, регулирующий транзис- тор, подключенный эмиттером к второму полюсу батареи и нагрузке, коллектором через первый резистор - к базе выходного транзистора, а базой через второй резистор - к второму полюсу батареи, третий транзистор, база которого через диод подключена к коллектору выходного транзистора, а через соответствующий резистор - к коллектору регулирующего транзистора, отличающееся тём, что, с целью повышения эффективности работы, цепочка, состоящая из трегьего резистора и стабилитрона, связана с базами регулирующего и третьего транзисторов, эмиттер третьего транзистора через прямо включенный диод свя— g зан с первым полюсом аккумуляторной батареи и эмиттером выходного трайзистора, коллектор третьего транзистора через четвертый резистор соединен.с базой регулирующего транзистора, а коллектор выходного транзистора через последовательную цепочку из пятого резистора и обратно включенного диода связан ό базой регулирующего транзистора.

   . ί ' '

   SU.....1026201