SU1332418A1 - Устройство дл ограничени разр да аккумул торной батареи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может найти применение дл  ограничени  разр да батарей из герметичных аккумул торов, используемых в шахтных головных и других светильниках . Цель изобретени  - повышение КПД устройства. Устройство выполнено в виде двухполюсника и обеспечивает импульсный режим разр да за счет введени  в эмиттерные цепи транзисторов 1, 6, врем задающего конденсатора 10, Выключение тока нагрузки производитс , когда напр жение на батарее 3 снизитс  до заданного уровн . В первом варианте схемы отключение происходит лавинообразно за счет наличи  конденсатора 14, во втором варианте отключение происходит плавно за счет снижени  частоты генерации, а следовательно , уменьшени  тока нагрузки 4. Повьш1ение КПД устройства обеспечиваетс  работой транзистора 1 в режиме насьш1ени , а ток управлени  протекает через нагрузку. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л

Description

Изобретение относитс  к области электротехники и может быть использовано дл  ограничени  разр да батарей из герметичных аккумул торов шахтных головных светильников.

Целью изобретени   вл етс  повьше- ние КПД.

На фиг о 1 приведена схема устройства; на фиго 2 - то же, вариант.

Устройство содержит выходной транзистор 1, коллектор которого через выключатель 2 подключен к отрицательному выводу аккумул торной батареи 3, эмиттер - к первому выводу нагрузки Ч, а база через второй резистор 5 св зана с эмиттер ом; второй транзистор 6, подключенный коллектором через первый резистор 7 к базе транзистора 1,

30

35

эмиттером через последовательно вклю- 20 транзисторов 1 и 6 вновь начнут зар жатьс  конденсаторы 10 и 13, и цикл повторитс . Частота следовани  импульсов задаетс  величиной емкости конденсатора 10, а скважность зависит от 25 соотношени  сопротивлений цепи зар да и цепи зар да конденсатора 10. Зар д производитс  по цепи: плюс батареи 3, нагрузка 4, конденсатор 10, резистор 8, диод 9, выключатель 2, минус батареи 3, а разр д - по цепи: конденсатор 10, эмиттерно-базовый переход транзистора 1, резистор 7, коллектор- но-эмиттерный переход транзистора 6, конденсатор 10.

Дл  эффективной работы устройства необходимо, чтобы длительность импульсов тока была намного больше длительности пауз между импульсами. Это достигаетс  тем что сопротивление резистора 7 выбираетс  как можно больше, но с таким расчетом, чтобы при соответствующем коэффициенте усилени  транзистора 1 и токе нагрузки обеспечить открывание транзистора 1 до полного насьщени , а сопротивление резистора 8 выбираетс  как можно меньше из расчета обеспечени  надежной работы диода 9.

В процессе разр да батареи 3 напр жение на ней снижаетс , когда это напр жение снизитс  до заданного безопасного дл  батареи уровн , происходит срыв генерации и устройство отключает нагрузку 4 от батареи. 3. Заданный уровень напр жени  отключени  зависит от соотношени  сопротивлений резисторов 11 и 12, 13, а также емкости конденсатора 14, образующих делитель , который определ ет величину

ченные третий резистор 8 и диод 9 к коллектору выходного транзистора 1 и через первый конденсатор 10 к его эмиттеру, а база второго транзистора 6 св зана с коллектором и эмиттером транзистора 1 соответственно через четвертый резистор 11 и последовательно включенные п тый 12 и шестой 13 резисторы, при этом шестой резистор 13 зашунтирован вторым конденсатором 14.

Устройство функционирует подобно мультивибратору с эмиттерным врем за- дающим конденсатором 10 (фиг. 1) и подключаетс  в цепь нагрузки в виде двухполюсника

Устройство работает следующим образом .

В момент подключени  аккумул торной батареи 3 с помощью выключател  2 начинаетс  зар д конденсаторов 10 и 14. В этот период транзисторы 1 и 6 заперты, так как при зар де конденсатора 10 к эмиттеру транзистора 6 прикладываетс  положительный потенциал, соизмеримый с потенциалом его базы. По мере зар да конденсатора 10 потенциал базы транзистора 6 по отношению к эмиттеру повьш1аетс , коГда он достигает порога включени , транзистор 6 начинает открьшатьс  и выдавать сигнал на открывание транзистора 1. При открывании транзистора 1 на его эмиттере по вл етс  отрицательный потенциал , который через конденсатор 10 передаетс  на эмиттер транзистора 6. Это приводит к лавинообразному открыванию обоих транзисторов до состо ни  насыщени .

40

50

55

Ток базы транзистора 1 создаетс  за счет разр да конденсатора 10, а ток базы транзистора 6 - за счет протекани  тока как через резисторы 11 и 13, так и параллельно им через транзистор 1 и резистор 11. Это возможно потому, что в момент открывани  транзисторов 1 и 6 потенциал на эмиттере

транзистора 6 за счет, зар женного состо ни  конденсатора 10 становитс  ниже отрицательного потенциала аккумул торной батареи 3. Когда конденсатор 10 разр дитс  до определенного

значени , транзисторы лавинообразно закроютс , так как в момент закрывани  на эмиттер транзистора 6 через конденсатор 10 начнет передаватьс  положительный потенциале После закрывани 

базового тока транзистора 6. В динамическом режиме работы за счет емкости конденсатора 14, шунтирующего резистор 13, общее сопротивление делител  уменьшаетс , что позвол ет открывать транзистор 6 несколька раньще, чем зар дитс  конденсатор 10. Когда напр жение на батарее 3 снизитс  до такого уровн , что транзистор 6 перестает включатьс  далее когда конденсаторы 10 и 1А практически полностью зар д тс , то шунтирующее действие конденсатора 14 прекращаетс  и происходит срыв генерации импульсов, в ре- g вает отключение нагрузки от батареи

зультате чего нагрузка отключаетс  от батареи о Генераци  импульсов возобновитс , когда в результате депол ризации электродов аккумул торов напр жение на батарее возрастет до такого уровн , при котором транзистор 6 откроетс . При этом шунтирующее действие конденсатора 14 возобновл етс  и генераци  продолжаетс  до тех пор, пока напр жение вновь не снизитс  до уровн , при котором транзистор 6 останетс  в закрытом состо нии. Такое периодическое включение и отключение продолжаютс  до тех пор, пока не израсходуетс  оставшийс  запас энергии батареи . При этом переполюсовки и выхода из стро  отдельных аккумул торов не произойдет, так как уровень напр жени , при котором транзистор 6 перестает включатьс ,  вл етс  заданным и безопасным дл  батареи.

При использовании устройства дл  ограничени  разр да батареи Головного светильника лампа светильника периодически включаетс  и отключаетс , сигнализиру  о разр де батареи. При переключении на резервную нить накала с меньшим потреблением тока лампа непрерывно горит еще некоторое врем , так как при малых токах разр да напр жение батареи будет вьш1е.

В другом варианте схемы (фиг. 2) резистор 13 и конденсатор 14 отсутствуют , а сопротивление резистора 12 подбираетс  таким образом, чтобы при снижении напр жени  на батарее 3 до заданного уровн  начал снижатьс  ток нагрузки о В этом ванианте схемы срыва генерации не происходит, а измен етс  скважность импульсов за счет увеличени  длительности пауз между импульсами .

При использовании этого устройства в светильнике  ркость свечени  лампы

после разр да батареи до заданного уровн  медленно снижаетс  за счет уменьшени  среднего значени  тока нагрузки . Это обеспечивает экономичный режим работы светильника, когда батаре  уже разр жена до заданного уровн .

Повьш1ение КПД обеспечиваетс  за счет работы транзистора 1 в режиме насьш;ени  и за счет того, что весь ток, расходуемый на управление, протекает через нагрузку.

Предлагаемое устройство обеспечив случае снижени  напр жени  до заданного уровн  либо снижение среднего значени  тока нагрузки до сколь угодно малого уровн  при достижении этим Q напр жением заданного уровн  (второй вариант схемы устройства).

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   5 1. Устройство дл  ограничени  разр да аккумул торной батареи содержащее выходной транзистор, второй транзистор , коллектор которого через первый резистор св зан с базой выходного

   0 транзистора, второй, третий, четвертый и п тый резисторы, отличающеес  тем, что, с целью повьшзе- ни  КПД, в него дополнительно введены первый конденсатор и диод, при этом коллектор выходного транзистора соединен с первым выводом дл  подключени  батареи, эмиттер - с первым выводом дл  подключени  нагрузки непосредственно и с базой через второй резистор, эмиттер второго транзистора через последовательно соединенные третий резистор и диод соединен с коллектором выходного транзистора и через первый конденсатор с его эмит-

   ц тером, база второго транзистора через четвертый резистор подключена к коллектору выходного транзистора, а через п тый резистор соединена с эмиттером выходного транзистора, вторые выводы дл  подключени  батареи и нагрузки соединены между собой.
2. 2. Устройство по п. 1, о т л и- чающеес  тем, что в него дополнительно введены второй конденсатор и шунтирующий его шестой резис5

   0

   0

   5

   тор, включенный последовательно с п тым резистором в цепь, соедин ющую базу второго транзистора и эмиттер выходного транзистора.

   Фиг.2