SU1598046A1 - Устройство дл зар да аккумул торной батареи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  зар да аккумул торной батареи стабилизированным током. Цель изобретени  - повышение надежности устройства в измен ющихс  услови х его эксплуатации в контактных сет х посто нного тока, св занных, например, с нестабильностью питающего напр жени . Устройство содержит тиристорный силовой преобразователь питающего напр жени  в импульсный зар дный ток, сглаживающий дроссель с обратным диодом и систему управлени  тиристором упом нутого преобразовател . Система управлени  состоит из управл емого задающего генератора, на выходе которого включен формирователь импульсов, а на входе - оптронный формирователь сигналов обратной св зи. Светодиод последнего подключен к конденсатору, шунтирующему сглаживающий дроссел через измерительные резистор и дроссель, а фотодиод - через переменный резистор 6 цепь, соедин ющую выход стабилизированного блока питани  и вход задающего генератора. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  зар да аккумул торной батареи стабилизированным током от источника посто нного тока с нестабилизированным напр жением.

Цель изобретени  - повыщение эксплуатационной надежности устройства.

На чертеже представлена схема устройства .

Устройство содержит тиристорный преобразователь 1, включенный между источником 2 посто нного тока и аккумул торной батареей 3 через сглаживающий дроссель 4 и обратный диод 5.

Тиристор 6 преобразовател  1 катодом подключен к одному из выводов коммутирующего дроссел  7, а анодом - к полюсу источника 2 и одному из выводов коммутирующего конденсатора 8, другой вывод которого соединен с другим выводом дроссел  7 и с точкой соединени  вывода сглаживающего дроссел  4 и катода обратного диода 5. Система управлени  содержит формирователь 9 импульсов управлени , который одним выводом подключен к управл ющему электроду тиристора 6, другим выводом - к его катоду, а входом к задающему генератору 10. Преобразующий блок 11 содержит цепочку из последовательно соединенных резистора 12, дроссел  13 и конденсатора 14 и диодную оптопару 15. Катод фотодиода оптопары 15 соединен с положительным выводом стабилизированного блока 16 питани , анод фотодиода - с одним из выводов переменного резистора 17, другой вывод которого соединен с базой входСП

СО 00

о 4

о

кого транзистора 18 задающего генератора 10 База входного транзистора 18 соединена с одним из выводов конденсатора 19 и одним из выводов резистора 20 задающего генератора 10. Эмиттер транзистора 18 соединен с общим проводом, а коллектор подключен к одному из входов первого логического элемента 2И-НЕ 21 микросхемы, второй вход которого подключен через резистор 22 на общий провод, чтобы обеспечить на втором входе логического элемента 21 логическую единицу. Выход первого элемента 21 соединен с входами второго элемента 2И-НЕ 23 и одним из выводов резистора 24, другой вывод которого соединен с другим выводом конденсатора 19. Выход второго элемента 23 соединен с другим выводом резистора 20 и  вл етс  выходом задающего генератора 10 напр жени .

Устройство работает следующим образом .

С подачей напр жени  от источника 2 посто нного тока задающий генератор 10 вырабатывает пр моугольные импульсы напр жени , которые через формирователь 9 подаютс  на управл ющий электрод тиристора 6 и включают его. Выключение тиристора 6 производитс  коммутирующей LC- цепью 7, 8. После включени  тиристора 6 от источника 2 посто нного тока к цепи, состо щей из сглаживающего дроссел  4 и аккумул торной батареи 3, прикладываетс  импульс напр жени , длительность которого посто нна и определ етс  параметрами коммутирующей LC-цепи 7, 8, а его величина равна мгновенному значению напр жени  источника 2 посто нного тока. В течение времени действи  импульса напр жени  ток в цепи аккумул торной батареи нарастает, а после выключени  тиристора 6 - уменьшаетс . Скорость нарастани  тока зависит от разности между напр жением источника 2 посто нного тока и ЭДС аккумул торной батареи 3 и величины индуктивности сглаживающего дроссел  4. Требуемое среднее значение зар дного тока аккумул торной батареи при номинальном значении напр жени  источника 2 посто нного тока и начальном значении ЭДС аккумул торной батареи 3 устанавливаетс  посредством выбора частоты задающего генератора 10, при которой достигаетс  требуема  относительна  продолжительность включени  тиристора 6. При работе импульсного тиристор- ного преобразовател  1 в обмотке сглаживающего дроссел  4 возникает ЭДС самоиндукции , величина и направление которой измен ютс  при включении и выключении тиристора 6. Эта ЭДС подаетс  на преобразующий блок. В результате по цепи резистор 12 - дроссель 13 - светодиод оптопа- ры 15 протекает ток, который сглаживаетс  конденсатором 14. Величина этого тока и излучаемого диодом оптопары 15 светового потока пропорциональна скорости нараста

ни  тока зар да аккумул торной батареи при включенном тиристоре 6.

Задающий генератор 10 собран на цифровых микросхемах 21 и 23. При работе гене- ратора происход т периодические зар ды и разр ды конденсатора 19 и переключение микросхем в моменты достижени  входными сигналами значений логической единицы. Зар д конденсатора 19 производитс  при единичном сигнале на выходе микросхемы 21 через ее внутреннее сопротивление, резистор 24 и параллельно включенные цепи: последовательно включенные резистор 20 и выходна  цепь микросхемы 23; открытый эмиттер и базовый переход транзистора 18. Разр д конденсатора 19 происходит по цепи: внутреннее сопротивление микросхемы 23, резистор 20, конденсатор 19, резистор 24, выходна  цепь микросхемы 21. В процессе разр да конденсатора 19 транзистор 18 заперт обратным напр жением, под- 0 водимым от конденсатора 19. Врем  разр да конденсатора посто нно при работе генератора на различных частотах, и, следовательно , длительность выходного импульса напр жени  генератора 10 посто нна. 5 При снижении напр жени  на конденсаторе 19 до определенного уровн  транзистор 18 отпираетс  токами, поступающими на его базу с выхода микросхемы 23 через резистор 20 и от стабилизированного блока 16 питани  через последовательно вклю- 0 ченные резистор 17 и фотодиод оптопары 15. В тот момент, когда на входе микросхемы 2 сигнал становитс  равным логическому тлю, на ее выходе по вл етс  сигнал логической единицы. Начинаетс  зар д конденсатора 19 При этом на базу транзистора 18 поступает 5 сумма токов: зар дного тока конденсатора 19 и от стабилизированного блока 16 питани . Ток зар да конденсатора 19 убывает по экспоненциальному закону. В результате убывает суь.марный ток базы и растет падение напр жени  на эмиттерно-коллекторном переходе транзистора 18, достига  в определенный момент времени значени  логической единицы, что приводит к переключению микросхемы 21.

На ее выходе по вл етс  сигнал логиче- 5 ского нул , а н.а выходе микросхемы 23 - сигнал логической единицы, и через форми- рова-| ль 9 импульсов управлени  производитс  новое включение тиристора 6. Таким образом, врем , в течение которого на выходе микросхемы 21 существует сигнал логиче- 0 ской единицы, определ етс  временем снижени  суммарного тока транзистора 18 до порогового значени  тока переключени  транзистора, т. е. зависит от параметров цепи зар да конденсатора и сопротивлени  фотодиода оптопары 15. 5

При увеличении напр жени  источника 2 посто нного тока или понижении ЭДС аккумул торной батареи растет ток ее зар да

увеличиваетс  падение напр жени  на глаживающем дросселе 4, что приводит к росту тока через светодиод оптопары 15 и увеличению испускаемого им светового потока. При этом уменьшаетс  сопротивление фотодиода оптопары 15 и увеличиваетс  ток, поступающий на базу транзистора 18 от стабилизированного блока 16 питани . В результате продолжительность открытого состо ни  транзистора 18 увеличиваетс , так как необходимо достичь меньшего значени  тока зар да конденсатора 19, чем при номинальном режиме зар да аккумул торной батареи.

Увеличение времени зар да конденсатора 19 приводит к увеличению периода работы задающего генератора 10 и уменьшению его частоты. Поэтому относительна  продолжительность включени  тиристора 6 и напр жени  на выходе тиристорного преобразова- тел  1 уменьшаетс  и ток зар да аккумул торной батареи 3 снижаетс  до заданного значени . При понижении напр жени  источника 2 посто нного тока соответственно уменьшаетс  ток зар да аккумул торной батареи, что вызывает увеличение частоты задающего генератора 10 и, следовательно, увеличение тока зар да аккумул торной батареи 3.

Повышение эксплуатационной надежности предлагаемого устройства обеспечиваетс  за счет стабилизации среднего значени  тока зар да при отклонении напр жени  источника посто нного тока как выше, так и ниже

номинального значени , а также при изменении ЭДС аккумул торной батареи в процессе зар да.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  зар да аккумул торной батареи, содержащее силовой преобразователь напр жени  источника посто нного тока в импульсный зар дный ток, сглаживающий дроссель с обратным диодом, систему управлени  силовым ключом преобразовател , состо щую из задающего генератора и формировател  импульсов управлени , стабилизированный блок ее питани 

   и оптронный формирователь сигналов обратной св зи, отличаюш,еес  тем, что, с целью повышени  надежности устройства, оптронный формирователь сигналов обратной св зи выполнен в виде подключенной параллельно сглаживающему дросселю цепочки из последовательно соединенных резистора , дроссел  и конденсатора, при этом параллельно конденсатору подключен светодиод оптопары, катод которого соединен с положительным выводом дл  подключени 

   аккумул торной батареи, а фотодиод оптопары включен последовательно с переменным резистором в цепь, соедин ющую выход стабилизированного блока питани  с входом задающего генератора системы управлени  силовым преобразователем, выполненным

   по типу тиристорных преобразователей с коммутирующей L С-цепью.

   -