SU1077009A1

SU1077009A1 - Device for charging storage battery from asymmetric current source

Info

Publication number: SU1077009A1
Application number: SU823508709A
Authority: SU
Inventors: Владимир Григорьевич Шкилев; Татьяна Николаевна Шкилева; Виктор Григорьевич Шкилев; Леонид Трофимович Хобин; Анатолий Дементьевич Косачев; Владимир Борисович Щеткин
Original assignee: Мирнинское Управление Научно-Производственного Объединения "Сибцветметавтоматика"
Priority date: 1982-11-09
Filing date: 1982-11-09
Publication date: 1984-02-29

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРА АСИММЕТРИЧНЫМ ТОКОМ, содержащее источник переменного тока, включенный в цепь зар51да вентиль и транзисторную разр дную чейку с байластным резистором в коллекторной и ограничительным резистором в базовой цеп х, причем эмиттер-базовый переход транзистора разр дной чейки подключен параллельно вентилю. и клеммы дл подключени аккумул тора , о т л и ч.ающе е с тем, что, с целью регулировани зар дного тока и исключени разр да аккумул тора при отключении питающей сети, в него введены выпр митель, другой транзистор, стабилитрон, три резистора и конденсатор, при этом вентиль выполнен управл емым (тиристор) , па-: раллельно ему включены -последовательно соединенные между собой конденсатор и первый резистор, точка их соединени подключена к управл ющему входу вентил , стабилитрон и второй резистор включены последовательно между выходами выпр мител , включенного между источником пере менного тока и входом зар дной цепи, СО причем точка соединени стабилитрона и второго резистора подключена к базе другого транзистора, эмиттер которого подключен к выходу выпр мител у общему с одной из клемм дл подключени аккумул тора, а коллектор через третий резистор соединен с базой первого транзистора. ю A BATTERY CHARGER WITH ASYMMETRIC CURRENT, containing an AC source, a gate connected to the charge circuit and a transistor discharge cell with a baylast resistor in the collector and a limiting resistor in the base circuit, the emitter-base transition of the discharge transistor is connected in parallel with the discharge cell of the transistor discharge circuit. and terminals for connecting the battery, that is, so that, in order to regulate the charging current and eliminate battery discharge when the mains supply is disconnected, a rectifier, another transistor, a zener diode, three resistors are inserted into it. and a capacitor, with the valve made controllable (thyristor), pa- in parallel with it are included - successively interconnected capacitor and the first resistor, their connection point is connected to the control input of the valve, the zener diode and the second resistor are connected in series between the output There is a rectifier connected between the alternating current source and the input of the charging circuit, CO, the connection point of the Zener diode and the second resistor is connected to the base of another transistor, the emitter of which is connected to the output of the rectifier in common with one of the terminals for connecting the battery, and the collector through the third resistor is connected to the base of the first transistor. Yu

Description

Изобретение относитс к электротехнической промышленности и предназначено дл зар да аккумул торов и гальванических источников тока.The invention relates to the electrical industry and is intended for charging batteries and galvanic current sources.

Известно устройство Дл зар да аккумул торной батареи пульсирующим током, содержащее ключевой элемент, ограничивающий дроссель в цепи зар да , шунтированный совместно с батареей диодом, и систему управлени зар дЬм ij .A device is known for charging a battery with a pulsating current, containing a key element limiting a choke in a charging circuit, shunted together with a battery by a diode, and a charge control system ij.

Известно также устройство дл зар да аккумул тора, содержащее транзисторный ключевой элемент в цепи зар да 2 .It is also known a device for charging a battery containing a transistor key element in a charge 2 circuit.

Однако указанные устройства обеспечивают только зар д аккумул тора и не обеспечивают его тренировку в процессе зар да.However, these devices provide only the charge of the battery and do not provide its training in the process of charging.

Известно также устройство дл зар да химического источника тока асимметричным током, содержащее ис, точник переменного тока, включенный в цепь зар да вентиль и транзисторную чейку с баластным резистором в коллекторной и ограничительным резистором в базовой цеп х, при котором эмиттер-базовый переход транзистора разр дной чейки подключен параллельно вентилю, и клеммы дл под- ключени зар жаемого аккумул тора. Устройство осуществл ет тренировку аккумул тора в процессе его зар да путем разр да в паузах между импульсами зар да, что увеличивает срок службы аккумул тора sj .It is also known a device for charging a chemical current source with an asymmetric current, containing an AC source, a gate and a transistor cell connected to the charging circuit with a ballast resistor in the collector and a limiting resistor in the base circuit, where the emitter-base transition of the transistor is a discharge the cells are connected in parallel to the valve, and the terminals for connecting the charged battery. The device trains the battery in the process of its charge by discharging in the pauses between the charge pulses, which increases the service life of the battery sj.

Недостатком иззвестного устройства вл етс невозможность регулировани тока зар да аккумул тора, что не позвол ет зар жать различные его типы, т.е. снижает универсальность применени устройства. Кроме того, при отключении питающей сети происходит разр д аккумул тора, что приводит к дополнительным затратам электроэнергии и требует дополнительное врем на его повторный зар д . Это объ сн етс следующим образом . При отключении питани сети минус аккумул торной батареи через внутреннее сопротивление источника тока и ограничительный резистор базовой цепи поступает на базу разр д ного транзистора и открывает его, при этом аккумул торна батаре непрерывно разр жаетс через переход эмиттер-коллектор транзистора и резистор коллекторной цепи, причем при длительном отключении происходит полна разр дка. Насыщение трансформатора при зар дке одной аккумул торной батареи либо их нечетного количества требует резкого увеличени габаритов трансформатора. Цель изобретени -,возможность регулировани зар дного тока, исключение разр да аккумул тора при отклю-б5 A disadvantage of the known device is the impossibility of regulating the charge current of the battery, which prevents its different types from being charged, i.e. reduces the versatility of the device. In addition, when the power supply is disconnected, the battery is discharged, which leads to additional power consumption and requires additional time for its recharging. This is explained as follows. When the mains supply is turned off minus the battery through the internal resistance of the current source and the limiting resistor of the base circuit enters the base of the discharge transistor and opens it, the battery is continuously discharged through the emitter-collector junction and the collector circuit resistor, and long shutdown occurs full discharge. Transformer saturation when charging one battery or an odd number of them requires a dramatic increase in the size of the transformer. The purpose of the invention is the possibility of controlling the charging current, excluding the discharge of the battery when it is switched off.

чении питающей сети и посто нной со ставл ющей в токе источника.power supply and a constant component of the source current.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл зар да аккумул тора ассимметричным током, содержащее источник переменного тока , включенный в одну из цепей зар да вентиль и транзисторную разр дную чейку с балластным резистором в коллекторной и ограничительным резистором в базовой цеп х, причем эмиттер-базовый .переход транзистора разр дной чейки подключен параллельно вентилю, и клеммы дл подключени аккумул тора, введены выпр митель , транзистор, стабилитрон, три резистора и конденсатор, при этом вентиль выполнен управл емым (тиристор), параллельно ему включен конденсатор и первый резистор, соединенные последовательно, причем точка их соединени подключена к управл ющему входу вентил , а стабилитрон и второй резистор включены последовательно между выходами выпр мител , включенного между источником переменного тока и входом зар дной цепи, причем точка соединени стабилитрона и второго резистора подключена к базе другого тразистора эмиттер которого подключен к выходу.выпр мител , а коллектор через третий резистор соединен с базой первого транзистора.This goal is achieved by the fact that an asymmetric current in the device for charging a battery contains an AC source, a gate connected to one of the charging circuits, and a transistor discharge cell with a ballast resistor in the collector and a limiting resistor in the base circuit, The basic transistor of the discharge cell is connected in parallel to the valve, and the terminals for connecting the battery, a rectifier, a transistor, a zener diode, three resistors and a capacitor are inserted, and the valve is controlled (thyristor), parallel to it, a capacitor and the first resistor connected in series are connected, the connection point is connected to the control input of the valve, and the zener diode and the second resistor are connected in series between the outputs of the rectifier connected between the AC source and the charging circuit input, moreover, the junction point of the Zener diode and the second resistor is connected to the base of another trasistor whose emitter is connected to the output. The collector is connected, and the collector is connected to the base of the first transistor through the third resistor pa.

На фиг. 1 представлена схема гфедлагаемого устройства;.на фиг. 2 временные диаграммы его работы.FIG. 1 shows a diagram of a ghedal device; FIG. 2 time diagrams of his work.

Устройство содержит источник 1 переменного тока, представл ющий собой, например, понижающий трансФорматор , выпр митель 2, выполненный по известным схемам, например в случае однофазного питани по мостовой схеме из четырех дисщов, управл емый вентиль в виде тиристора 3, параллельно которому подключен переменный резистор 4,и конденсатор -5, включенные последовательно , причем точка их соединени между собой соединена с управл ющим входом тиристора 3, включенного в цепь зар да аккумул тора 6, и разр дную транзисторную чейку, состо щую из транзистора 7р балластного резистора 8 и токоограничительного резистора 9.The device contains an AC source 1, which is, for example, a step-down transformer, a rectifier 2 made according to known circuits, for example, in the case of single-phase power using a four-bridge bridge circuit, a controlled valve in the form of a thyristor 3, in parallel with which a variable resistor is connected 4, and a capacitor -5 connected in series, with their connection point interconnected to the control input of the thyristor 3 connected to the charge circuit of the battery 6, and the discharge transistor cell consisting of and from the transistor 7p of the ballast resistor 8 and the current-limiting resistor 9.

Параллельно выходу выпр мител 2 подключен резистор 10 и стабилитрон 11, точка соединени их между собой соединена с базой транзистора 12, эмиттер которого подключен к выходу выпр мител , а коллектор через сопротивление 13 соединен с базой транзистора 7, Посто нна времени RC -цепи 4,5 (фиг. 1) выбираетс несколько больше длительности периода входного переменного сигнала сети дл обеспечени возможности регулировани тока зар да различных тиПбв аккумул торо Величина резисторов 10 определ етс по известным расчетам параметрического стабилизатора. Величины резисторов 9 и 13 выбираютс такими, чтобы при зар де аккумул тора 6 падение напр жени на переходе открытого тиристора 3 надежно запирало транзистор 7, а при разр де обеспеч вало достаточный базовый ток дл его открыти . Предлагаемое устройство работает следующим образом. Выходное напр жение (фиг. 2л) с источника 1 переменного тока выпр м л етс выпр мителем 2 (фиг. 1) и подаетс на управл елшй вентиль 3, резистор 4, конденсатор 5, резистор 10 и стабилитрон 11. Напр жение на левой обкладке конденсатора начинает повышатьс с посто нной времени о - 4С5 и при достижении времени t (фиг. 2 о и Si ) , когда потенциал конденсатора 5 достигает значени открывани тиристора 3, аккумул тор: б начинает зар жатьс через открытый тиристор 3. Измен посто нную времени цепи 5 с помощью переменного резистора 4 можно изменить угол открыти тири- стора 3 в интервале времени t - 1з (фиг. 2 а и Ь), т.е. в конечном йто ге устанавливать необходимый ток зар да дл различных типов аккумул торов. В интервале времени i - tg (фиг. 2), когда выходное напр жение выпр мител 2 превышает напр жение, стабилизацииf стабилитрона 11, последний пробиваетс и выпр митель 2 работает также на нагрузку, представл ющую собой резистор 10 и стаб литрон 11,при этом транзистор 12 открываетс и подключает отрицатель ный потенциал аккумул тора 6 через переход эмиттер-коллектор транзисто ра 12 и резистор 13 к базе транзистора 7, но последний остаетс закрытым , так как падение напр жени на открытом тиристоре 3 приложено К эмиттер-базовому переходу транзисто- ра 7 в запирающем направлении, в результате чего разр дный резистор 8 находитс в отключенном состо нии, В момент времени t- (фнг. 2 а иё) t когда.выходное напр жение выпр мител 2 сравниваетс с напр жением аккумул тора 6, тиристор 3 закрываетс и отключает цепь зар да аккумул тора 6 от источника 1. Отключение тиристора 3 приводит к сн тию запирающего напр жени , в результате чего транзистор 7 открываетс и аккумул тор б разр жаетс . через балластный резистор 8, В последующие периоды входных сигналов процессы пбртор ютс . i При аварийном отключении питающей сети в интервале времени tj - t (фиг. 2 а и Ь) исчезает выходное напр жение выпр мител 2 и сопротивле-. ние диодов выпр мител и стабилитрона 11 становитс бесконечно большим. Отсутствие напр жени на выходе выпр мител 2 приводит к 3 1крытию транзистора 12. Кроме этого, выпр митель 2 обеспечивает симметричный режим работы источника 1 дл отрицательных и положительных полуволн, в результате чего исключаетс , насыщение посто нной составл ющей трансформатора ис-г точника 1 переменного тока. Большое сопротивление перехода коллектор-эмиттер запертого транзистора 12 и стабилитрона 11 вызывает закрывание транзистора 7, который отключает резистор 8 от цепи разр да аккумул тора б, что предотвращает его разр д (фиг, 26). При по влении питающей сети весь процесс зар да и разр да аккумул тора повтор етс . Наличие регулировки тока зар да в широких пределах .позвол ет примен ть предлагаемое устройство дл зар да различных типов аккумул торов, а также проводить автоматическую, тренировку аккумул тора путем разр да его в процессе зар да, что позвол ет увеличить срок службы аккумул .торов на 20-30%.Parallel to the output of the rectifier 2, a resistor 10 and a zener diode 11 are connected, the connection point between them is connected to the base of the transistor 12, the emitter of which is connected to the output of the rectifier, and the collector through the resistance 13 is connected to the base of the transistor 7, RC time constant 4, 5 (Fig. 1) is chosen slightly longer than the period of the input AC signal of the network to enable the regulation of the charging current of various types of batteries. The magnitude of the resistors 10 is determined by the known parametric stability calculations. Ator. The values of resistors 9 and 13 are chosen such that when the battery 6 is charged, the voltage drop at the junction of the open thyristor 3 reliably blocks the transistor 7, and when it is discharged, it provides sufficient base current to open it. The proposed device works as follows. The output voltage (Fig. 2L) from the AC source 1 is rectified by rectifier 2 (Fig. 1) and is supplied to the control valve 3, resistor 4, capacitor 5, resistor 10 and zener diode 11. Voltage on the left plate the capacitor starts to increase with a constant time o - 4С5 and when time t (Fig. 2 o and Si) is reached, when the potential of capacitor 5 reaches the opening value of the thyristor 3, the battery: b begins to charge through the open thyristor 3. Change the time constant circuit 5 with the help of variable resistor 4 you can change the opening angle The thyristor 3 in the time interval t - 1h (Fig. 2 a and b), i.e. In the final stage, set the required charge current for various types of batteries. In the time interval i - tg (Fig. 2), when the output voltage of rectifier 2 exceeds the voltage stabilized by Zener diode 11, the latter is punched and rectifier 2 also works on a load, which is a resistor 10 and a stabilizer Litron 11, the transistor 12 opens and connects the negative potential of the battery 6 through the emitter-collector junction of transistor 12 and the resistor 13 to the base of transistor 7, but the latter remains closed, as the voltage drop across the open thyristor 3 is applied to the emitter-base junction of the transistor 7 in the blocking direction, as a result of which the discharge resistor 8 is in the disconnected state. At time t- (fng. 2a) t when the output voltage of the rectifier 2 is compared with the voltage of the battery 6, the thyristor 3 is closed and disconnects the charge circuit of battery 6 from source 1. Turning off thyristor 3 leads to the release of the blocking voltage, with the result that transistor 7 opens and the battery b is discharged. through the ballast resistor 8. In subsequent periods of the input signals, the processes are recirculated. i When the power supply is disconnected in the time interval tj - t (Fig. 2 a and b), the output voltage of the rectifier 2 and resistance resist. The rectifier and zener diode 11 are becoming infinitely large. The absence of voltage at the output of the rectifier 2 leads to a 3-fold of the transistor 12. Moreover, the rectifier 2 provides a symmetrical mode of operation of the source 1 for negative and positive half-waves, as a result of which the constant component of the transformer of the source 1 of the alternating current. The large resistance of the collector-emitter junction of the locked transistor 12 and the zener diode 11 causes the transistor 7 to close, which disconnects the resistor 8 from the battery discharge circuit b, which prevents its discharge (Fig. 26). When a mains supply appears, the entire process of charging and discharging the battery is repeated. The presence of charge current regulation over a wide range allows the proposed device to charge various types of batteries, as well as to conduct automatic training of the battery by discharging it in the process of charging, which allows to increase battery life by 20-30%.

О-if it «fjOh-if it "fj

ffff

ifif

tpt/f-etpt / f-e

Claims

DEVICE FOR CHARGING A BATTERY ASYMMETRIC CURRENT, containing an alternating current source included in the charge circuit of the valve and a transistor discharge cell with a ballast resistor in the collector and a limiting resistor in the base circuits, the emitter-base transition of the discharge cell transistor connected in parallel with the valve, and terminals for connecting the battery , on the basis of the fact that, in order to regulate the charging current and exclude the battery discharge when the power supply is disconnected, a rectifier, a friend a transistor, a zener diode, three resistors and a capacitor, while the valve is controllable (thyristor), parallel to it * a capacitor and a first resistor are connected in series, the connection point is connected to the valve control input, the zener diode and the second resistor are connected in series between the outputs of the rectifier connected between the AC source and the input of the charging circuit, and the connection point of the zener diode and the second resistor is connected to the base of another transistor, the emitter of which li ne to _t total output rectifier with one of the terminals for connecting the battery and the collector via a third resistor connected to the base of the first transistor.

SU., „1077009

Already /