SU1599937A1 - Система зар да аккумул торной батареи разнопол рным импульсным током - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике. Цель изобретени  - повышение надежности за счет упрощени  технологии изготовлени  и снижени  массогабаритных показателей. Система выполнена на основе источника посто нного тока, повышающего конвертора, управл емого широтно- импульсным модул тором, и разр дной части. Принцип формировани  разр дных импульсов базируетс  на использовании конденсаторного накопител , напр жение которого контролируетс  стабилитроном, управл ющим разр дным тиристором. Частота разр дных импульсов регулируетс . 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к злектро- технике, в частности к системам зар да химических источников тока, и может быть использовано дл  зар да аккумул торной батареи (АБ) в процессе ее изготовлени  и эксплуатации, например в составе системы электроснабжени  автономного объекта

Цель изобретени  - повышение надежности системы зар да аккумул торной батареи разнопол рным импульсным током за счет совершенствовани  ее разр дной частИо

На чертеже представлены система зар да АБ разнопол рным импульсным

ТОКОМо

Система зар да содержит источник 1 посто нного тока (ИИТ) ограниченной мощности, линейный дроссель 2, снабженный отводом 3 от части витков, транзисторный ключ 4, диоды 5-7, тиристор 8, конденсатор 9, стабилитрон 10, резистор 11, широтно-импульс- ный модул тор (ШИМ) 12 и датчик 13 тока Дроссель 2, транзисторный ключ 4 и диод 5 образуют конвертор повышающего типа, входом подключенный к ИПТ 1, а выходом св занный с последо- Вательным соединением АБ 14 и датчика 13 тркао Вход ШИМ 12 подключен к датчику 13 тока, выход св зан с управл ющим входом транзисторного ключа 4, Последовательное соединение конденсатора 9 и тиристора 8 подключено параллельно диоду 5о Тиристор 8 шунтирован встречно диодом 6о Последовательное Соединение резистора 11 и диода 7 св зывает отвод 3 дроссел  2 с общей точкой конденсатора 9 и тиристора 8о Управл ющий электрод тиристора 8 через стабилитрон 10 подключен к общей точке резистора 11 и диода 7о В качестве датчика 13 тока может быть использован шунт о ШИМ 12

сл

со ;о со со

обеспечивает компенсационный принцип регулировани  среднего зар дного тока АБ 14 относительно введенной в него уставки тока и может быть выполне по любой известной схеме, рассчитанной на управление транзисторным повышающим конвертором

Система зар да АБ разнопол рным импульсным током согласно изобрете- ни  работает следующим образомо

Под действием сигнала ШИМ 12 открываетс  транзисторный ключ 4о Ток ИПТ 1 протекает по цепи 1-2-4-1 о В магнитном--поле дроссел  2 накапли- ваетс  энерги о Падение напр жени  на части обмотки дроссел  2 (отвод 3 через резистор 11, стабилитрон 10 и конденсатор 9 прикладываетс  к управ л кицему электроду тиристора 8о Но так.как конденсатор 9 разр жен, то суммарного напр жени  конденсатора 9 и дроссел  2 (отвод 3) недостаточно дл  пробо  стабилитрона 10 и тиристор 8 остаетс  в закрытом состо ниио По окончании сигнала ШИМ 12 транзисторный ключ 4 закрываетс , а энерги , накопленна  в дросселе 2, передаетс  в АБ 14 в виде импульса тока по цепи: 2-5- Г4-1 3-1 -2 г. Одновременно часть энергии дроссел  2 поступает в конденсатор 9, по цепи 2-9-7-11-3-2, зар жа  его до некоторого напр жени  (пол рность показана в скобках), равного одной дес той или сотой величи- ны порогового напр жени  стабилитрона Юо Однако тиристор 8 остаетс  в закрытом состо нии, так как напр жение конденсатора 9 и ЭДС дроссел  2 (пол рность показана в скобах) напра влены встречноо

В момент поступлени  очередного сигнала ШИМ 12 транзисторный ключ 4 открываетс  и производитс  накопление энергии в дросселе 2, диод 5 за- крываетс , в зар де АБ 14 наступает цауза, котора  длитс  в течение времени открытого состо ни  транзисторного ключа 4о По окончании сигнала ШИМ 12 транзисторный ключ 4 закрыва- етс  и через АБ 14 протекает очередной импульс зар дного тока по ранее указанной цепи, а также осуществл ет , с  подзар д конденсатора 9о

Таким образом, в течение определенного интервала времени через АБ 14 протекает однопол рньш импульсный ток с паузами В это врем  с каждым

с

ю

5 0 5 О ,, о

45 0

5

очередным импульсом напр жение конденсатора 9 увеличиваетс о При достижении суммарного напр жени  конденсатора 9 и падени  напр жени  на части обмотки (отвод 3) дроссел  2 величины порогового напр жени  стабилитрона 10 (с приходом очередного сигнала ИЕ-М 12) тиристор 8 открываетс  Так как открытие тиристора 8 происходит в интервал времени открытого состо ни  транзисторного ключа 4, то образуетс  цепь 14-8-9-4-13-14, по которой протекает разр дный импульс тока большой амплитуды, обусловленной суммарным напр жением конденсатора 9 и АБ 14 о При этом конденсатор 9 перезар жаетс  (пол рность показана без скобок) за счет накоплени  разр дной энергии АБ 14 о Перезар д конденсатора 9 к моменту закрыти  транзисторного ключа 4 завершаетс ,, При этом длительность разр дного импульса тока АБ 14 не превышает интервала времени паузы между зар дными импульсами тока, а выключение тиристора 8 производитс  за счет самопогасани  по окончании перезар да конденсатора 9о Таким образом, форма зар дного тока АБ 14 представл ет собой последовательность однопол рных импульсов и пауз, в одну из которых помещаетс  разр дный импульс тока большой амплитудыс

В момент закрыти  транзисторного ключа 4 (по окончании разр дного импульса тока) образуетс  цепь 1-2-9- -6-14-13-1 по которой протекает зар дный импульс тока АБ 14о При этом энерги  конденсатора 9 возвращаетс  в АБ 14 о По окончании разр да конденсатора 9 на АБ 14 диод 6 закрываетс  и начинаетс  повторно пошаговый зар д конденсатора 9 за счет энергии ИПТ 1, поступающей через часть обмотки дроссел  2, а работа описанной системы зар да циклически повтор етс 

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 ниио По окончании сигнала ШИМ 12 транзисторный ютюч 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 дньш ток АБ 14 представл ет собой последовательность однопол рных импульсов тока и пауз между ними

При достижении суммарного напр жени  АБ 14 и конденсатора 9 величины порога пробо  стабилитрона 10 осуществл етс  открытие тиристора 8 (сопадает с интервалом паузы в зар де АБ 14)о Образуетс  цепь разр да АБ 14-9-8-14о 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 закрьшаетс о 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  о

Таким образом система обеспечивает формирование после,цовательности онопол рных импульсов и пауз, в.одну из которых помещаетс  разр дный импульс тока большой амплитудЫо

Данна  форма тока оказывает благопри тное вли ние на протекание процесса зар да АБ 14, так как в момент

9937

действи  разр дного импульса тока большой амплитуды происходит депол ризаци  батареио

Положительный эффект,ожидаемый от использовани  изобретени , заключаетс  в снижении массогабаритных показателей , упрощении технологии изготовлени  и, как следствие, повьшении надежности системы зар да АБо

10

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Система зар да аккумул торной ба- тареи разнопол рным импульсным током , содержаща  источник посто нного тока ограниченной мощности, повьппа- кщий конвертор, состо щий из линейного дроссел , транзисторного ключа и коммутирующего диода, выходом соединенных с клеммами дл  подключени  аккумул торной батареи, блок управлени , входом подключенный к датчику тока батареи, а выходом св занный с входом транзисторного ключа, последовательное соединение конденсатор , и тиристора, шунтированного встречно диодом, подключенное параллельно коммутирующему диоду, цепь зар да кон- денсатора от части витков дроссел  через последовательно соединенные резистор , до полнительный диод и стабилитрон , анодом подключенные к управ- л юр;ему электроду тиристора, о т - личаюп1;а с  тем, что, с целью повьпиени  ее надежности, катод стабилитрона подключен к точке соединени  резистора и дополнительного диода упом нутой цепи зар да конден- сатора.