SU1534634A1 - Система зар да аккумул торной батареи разнопол рным импульсным током - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и касаетс  совершенствовани  основных характеристик аппаратуры зар да аккумул торной батареи (АБ). Ци - снижение массогабаритных показателей и повышение надежности. В течение нескольких циклов работы повышающего конвертора под действием сигналов широтно-импульсного модул тора 12 осуществл етс  зар д АБ 14 однопол рным импульсным током и зар д конденсатора 9 через диод 7 и резистор 11. По достижении суммарного напр жени  на конденсаторе 9 и АБ 14 порога срабатывани  стабилитрона 10 (в паузу между зар дными импульсами тока) осуществл етс  разр д АБ 14 на конденсатор 9. На очередном цикле системы разр дна  энерги  батареи, сосредоточенна  в конденсаторе 9, возвращаетс  в АБ 14 через диод 6. Таким образом, имеет место зар д разнопол рным импульсным током с регулируемой автоматически частотой депол ризующих импульсов. Положительный эффект достигаетс  благодар  упрощению конструкции системы путем совмещени  выполн емых отдельными элементами функций. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электро- fехнике, в частности к системам зар - ia химических источников тока, и может быть использовано при их эксплуатации , например, в составе системы электроснабжени  автономного объекта.

Цель изобретени  - снижение массо- Габаритных показателей и повышение надежности.

На чертеже представлена принципиальна  схема системы.

Система содержит источник 1 посто нного тока (ИПТ) ограниченной мощности , линейный дроссель 2, снабженный дополнительной обмоткой 3, транзисторный ключ 4, диоды 5-7, тиристор 8, конденсатор 9, стабилитрон 10, резистор 11,широтно-импульсный модул тор (ШИМ) 12 и датчик 13 тока. Дроссель 2, транзисторный ключ 4 и диод 5 образуют конвертор повышающего типа, входом подключенный к ИПТ , а выходом св занный с последовательным соединением аккумул торной батареи (АБ) 14 и датчика 13 тока.

Вход НИМ 12 подключен к датчику 13 тока, а выход св зан с управл ющим входом транзисторного ключа 4. Последовательное соединение диода 6, дополнительной обмотки 3, резистора 11 и диода 7 подключено параллельно коммутирующему диоду 5. При этом диоды 6 и 7 включены встречно. Последовательное соединение конденсатора 9 и тиристора 8 подключено параллельно АБ 14. Стабилитрон 10 св зывает анод и управл ющий электрод тиристора 8. Обща  точка вывода дополнительной обмотки 3 и диода 6 подключена к точке соединени  конденсатора 9 и тиристора 8. В качестве датчика 13 тока может быть использован шунт. ШИМ 12 обеспечивает компенсационный принцип регулировани  среднего зар дного тока АБ 14.

Система зар да АБ разнопол рным импульсным током работает следующим образом.

Под действием сигнала ШИМ 12 открываетс  транзисторный ключ 4. Ток ИПТ 1 протекает по цепи 1-2-4-1. В магнитном поле дроссел  2 накапливаетс  энерги . Под действием индуктируемой во вторичной дополнительной обмотке 3 дроссел  2 ЭДС осуществл етс  зар д конденсатора 9 по цепи 3-9-7-11-3 (пол рность показана в скобках). Порог пробо  стабилитрона

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

10 выбираетс  равным суммарному напр жению АБ 14 и конденсатора 9. Выбор величины резистора 11 осуществл етс  таким образом, чтобы продолжительность зар да конденсатора 9 до заданного уровн  составл ла дес ть (сто) периодов работы ШИМ 12. Поэтому суммарного напр жени  АБ 14 и конденсатора 9 недостаточно дл  пробо  стабилитрона 10 и тиристор 8 остаетс , в закрытом состо нии. По окончании сигнала ШИМ 12 транзисторный ключ 4 закрываетс , а энерги  дроссел  2 передаетс  в АБ 14 в виде импульса тока по цепи 2-5-14-13-1-2. Таким образом , в течение зар да конденсатора 9 до заданного уровн  зар дный ток АБ 14 представл ет собой последовательность однопол рных импульсов тока и пауз между ними.

При достижении суммарным напр жением АБ 14 и конденсатора 9 величины порога пробо  стабилитрона 10 осуществл етс  открытие тиристора 8 (совпадает с интервалом паузы в зар де АБ 14). Образуетс  цепь разр да АБ 14-9-8-14. Разр д батареи осуществл етс  в виде кратковременного импульса тока большой амплитуды в паузу между зар дными импульсами. После перезар да конденсатора 9 до напр жени  АБ 14 тиристор 8 закрываетс . При формировании очередного зар дного импульса (после закрыти  транзисторного ключа 4) образуетс  цепь 1-2-6-9-14-13- -1, по которой энерги  конденсатора 9 возвращаетс  в АБ 14. По окончании разр да конденсатора 9 диод 6 закрываетс  и начинаетс  повторно пошаговый зар д конденсатора 9 до заданного уровн  напр жени , а работа предложенной системы циклически повтор етс .

Таким образом, система зар да обеспечивает формирование последовательности однопол рных импульсов зар дного тока и пауз, в одну из которых помещаетс  разр дный импульс тока большой амплитуды.

Данна  форма тока снижает тепловыделение и оказывает благопри тное вли ние на протекание процесса зар да АБ 14, так как под действием совокупности чередующихс  импульсов тока с паузами нарастание статистической пол ризации АБ 14 зат гиваетс , а в момент действи  разр дного импульса тока большой амплитуды происходит

депол ризаци , частично снимающа  установившуюс  (накопившуюс ) пол ризацию батареи. Следовательно, среднее значение падени  напр жени  на внутреннем сопротивлении АБ 14 при данной форме тока снижаетс  (за счет уменьшени  статической пол ризации), что повышает коэффициент использовани  зар дного тока.

Частота следовани  зар дный импульсов тока и пауз определ етс  частотой ШИМ 12, а соотношение длительности зар дного импульса тока и паузы зависит от коэффициента заполнени  импульсов управлени  транзисторным ключом 4. Амплитуда зар дных импульсов тока зависит от значени  уставки среднего тока АБ 14, введенной в ШИМ 12.

Амплитуда разр дного импульса тока АБ 14 зависит от напр жени  батареи и уровн  напр жени  на разр дно м конденсаторе 9, который, в свою очередь , задаетс  пороговым напр жением

р дного тока батареи, ЭДС обмотки 3 дроссел  2 мала и зар д конденсатора 9 протекает медленно, а частота следовани  разр дных импульсов тока также мала. При возрастании коэффициента заполнени  импульсов управлени  ШИМ 12, например, по мере зар да АБ 14 вследствие увеличени  ее ЭДС ампjg литуда ЭДС обмотки 3 дроссел  2 увеличиваетс . Зар д конденсатора 9 осуществл етс  за короткое врем , а частота следовани  разр дных импульсов тока возрастает. Таким образом, по

15 мере зар да АБ 14 частота следовани  разр дных импульсов тока увеличиваетс  автоматически, что обеспечивает повышение эффективности процесса зар да АБ.

20ф0рмула изобретени 

Система зар да аккумул торной батареи разнопол рным импульсным током, содержаща  источник посто нного тока стабилитрона 10. Длительность разр д- 25 ограниченной мощности, повышающий ного импульса тока зависит от посто- конвертор, состо щий из линейного  нной времени разр дной цепи АБ 14. дроссел  с дополнительной обмоткой, Частота следовани  разр дных импуль- транзисторного ключа и коммутирующе- сов тока зависит от длительности за- t го диода, выходом соединенный с клем- р да конденсатора 9 до порогового на- 30 мамй Дл  подключени  аккумул торной пр жени  стабилитрона 10. Продолжи- батареи, блок управлени , входом под

46346

р дного тока батареи, ЭДС обмотки 3 дроссел  2 мала и зар д конденсатора 9 протекает медленно, а частота следовани  разр дных импульсов тока также мала. При возрастании коэффициента заполнени  импульсов управлени  ШИМ 12, например, по мере зар да АБ 14 вследствие увеличени  ее ЭДС ампjg литуда ЭДС обмотки 3 дроссел  2 увеличиваетс . Зар д конденсатора 9 осуществл етс  за короткое врем , а частота следовани  разр дных импульсов тока возрастает. Таким образом, по

15 мере зар да АБ 14 частота следовани  разр дных импульсов тока увеличиваетс  автоматически, что обеспечивает повышение эффективности процесса зар да АБ.

20ф0рмула изобретени 

тельность зар да конденсатора 9 до фиксированного уровн  напр жени  зависит от посто нной времени цепи зар да и амплитуды прикладываемого напр жени . Амплитуда напр жени , прикладываемого к конденсатору 9, зависит от величины ЭДС обмотки 3 дроссел  2 и величины резистора 11. Величина резистора 11 устанавливаетс  при настройке системы зар да перед эксплуатацией в соответствии с технологией зар да конкретной АБ. Величина ЭДС дополнительной обмотки 3 дроссел  2 зависит от конструктивных параметров дроссел  и коэффициента заполнени  импульсов управлени  ШИМ 12. При малом значении этого коэффициента, т.е. при малом среднем значении за5

0

5

ключенный к датчику тока батареи, а выходом св занный с входом транзистор- ного ключа, последовательное соединение резистора, дополнительной обмотки дроссел  и двух встречных диодов , подключенное параллельно коммутирующему диоду, конденсатор, тиристор и стабилитрон, отличающа с  тем, что, с целью снижени  массогабаритных показателей и повышени  надежности, обща  точка катода одного из встречных диодов и вывода дополнительной обмотки дроссел  св зана с точкой соединени  конденсатора и анода тиристора, подключенных параллельно аккумул торной батарее , а стабилитрон св зывает анод тиристора и его управл ющий электрод.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Система заряда аккумуляторной батареи разнополярным импульсным током, содержащая источник постоянного тока ограниченной мощности, повышающий конвертор, состоящий из линейного дросселя с дополнительной обмоткой,' транзисторного ключа и коммутирующего диода, выходом соединенный с клеммами для подключения аккумуляторной батареи, блок управления, входом подключенный к датчику тока батареи, а выходом связанный с входом транзисторного ключа, последовательное соединение резистора, дополнительной обмотки дросселя и двух встречных диодов, подключенное параллельно коммутирующему диоду, конденсатор, тиристор и стабилитрон, отличающаяся тем, что, с целью снижения массогабаритных показателей и повышения надежности, общая точка катода, одного из встречных диодов и вывода дополнительной обмотки дросселя · связана с точкой соединения конденсатора и анода тиристора, подключенных параллельно аккумуляторной батарее, а стабилитрон связывает анод тиристора и его управляющий электрод.