SU892579A1 - Устройство дл зар да аккумул торной батареи - Google Patents

Description

атод с минусом источника зар дного ока, а его управл ющий электрод подлючен к резисторному делителю напр жени , подключенного к выводам за дного устройства.

Така  функциональна  взаимосв зь элементов устройства позвол ет упостить его конструкцию.

В процессе зар да аккумул торной батареи по мере роста ЭДС на клеммах аккумул торной батареи при посто нном значении сопротивлени  ограничивающего резистора величина зар дного тока уменьшаетс , в результате чего увеличиваетс  врем  полного зар да аккумул торной батареи 2.

Недостатком устройства  вл ютс  имеющиес  потери электрической мощности на ограничивающем резисторе на прот жении всего процесса зар да аккумул торной батареи.

Цель изобретени  - сокращение времени зар да аккумул торной батареи при одновременном уменьшении потерь электрической энергии в зар дной цепи.

Эта цель достигаетс  тем, что контрольно-управл ющий блок содержит последовательно соединенные между собой конденсатор и резистор, при этом конденсатор подключен к плюсовому выходу, а резистор к минусовому выходу двухполупериодного выпр мител , транзистор, коллекторный вывод которого через резистор подсоединен к минусовому выходу двухполупериодного выпр мител , а эмиттерный вывод к плюсовому выходу двухполупериодного выпр мител , стабилитрон , подключеннЕЛй в пр мом направлении к базовому выводу упом нутого транзистора и другим выводом - к точке последовательного соединени  конденсатора и резистора, при этом силовые электроды однонаправленного тиристорного ключа подключены параллельно ограничивающему резистору, а управл ющий электрод однонаправленного тиристорного ключа через регулируемый резистор подсоединен, к точке последовательного соединени  коллекторного вывода транзистора с резистором.

На фиг.1 представлена электрическа  принципиальна  схема устройства дл  зар да аккумул торной батареи; на фиг.2 и 3 представлены графики изменени  напр жени  на отдельных элементах схемы.

Устройство содержит входные выводы 1 и 2, выключатель 3 питани , согласующий трансформатор 4 с первичной обмоткой 5 и вторичной обмоткой 6, двухполупериодный выпр митель 7 переменного тока, ограничивающий резистор 8, выходные выводы 9 и 10, конденсатор 11, резисторы 12, 13, . J4 и 15,стабилитрон 16, транзистор

17; тиристор 18, сигнальную лампу 19.

Первична  обмотка 5 согласующего трансформатора 4 подключена через выключатель 3 питани  к входным выводам 1 и 2 устройства, вторична  обмотка б согласующего трансформатора 4 подключена к входным выводам двухполупериодного выпр мител  7, плюсовой выход двухполупериодного выпр мител  7 через ограничивающий резистор подключен к плюсовому выходному выводу 9 устройства, ми.нусовой выход двухполупериодного выпр мител  7 подключен к минусовому выводу 10 устройства. Конденсатор 1 и резистор 12 соединены между собой последовательно, при этом конденсатор 11 подключен к плюсовому выходу а резистор 12 к минусовому выходу двухполупериодного выпр мител  7. Эмиттерный вывод транзистора 17 подсоединен к плюсовому выходу двухполупериодного выпр мител  7, коллекторный выход транзистора 17 чере резистор 13 подсоединен к минусовому выходу двухполупериодного выпр мител  7. Стабилитрон 16 в пр мом направлении подсоединен к базовому выводу транзистора 17, а другим выводом к точке последовательного соединени  конденсатора 11 и резистора 12. Тиристор 18 подключен в пр мом направлении параллельно ограничивающему резистору 8, а его управл ющий электрод подключен через регулируемый резистор 14 к точке последовательного соединени  коллекторного вывода транзистора 17 и резистора 13. Параллельно выходным выводам 9 и 10 устройства дЬдключены резистор 15 и сигнальна  лампа 19. К выходным выводам 9 и 10 устройства подключена аккумул торна  батаре  2

Конденсатор 11, резистор 12, стабилитрон 16, транзистор 17 и резистор 13 составл ют пороговую схему контрол  напр жени  на выходе двухполупериодного выпр мител  7.,

Конденсатор 11 и резистор 12 образуют RC-фильтр.

Резистор 14 предназначен дл  установки паспортного значени  величины тока в цепи управл ющего электрО да тиристора 18.

Резистор 15  вл етс  нагрузкой дл  тиристора 18 (J УДерж) обеспечивает работу тиристора 18 при отключении аккумул торной батарей от выходных выводов 9 и 10 зар дного устройства. Сопротивление резистора 15 выбираетс  из условий протекани  в цепи тиристора 18 тока, немного превышающего ток удержани  тиристора .

На фиг.2 приведены: 21 - крива  изменени  напр жени  на резисторе 15, f() ; 22 - крива  изменени  напр жени  на резисторе 8. Режим

холостого хода зар дного устройства (аккумул торна  батаре  20 не подключена к выходным ВЫВОДс1М 9 и 10 зар дного устройства).

На фиг.З приведены: 23 - крива  изменени  напр жени  на резисторе 1 (cut); 24 - крива  изменени  напр жени  на выходе двухполупериодного выпр мител  7 fti/t) ; 25 крива  изменени  ЭДС на клеммах аккумул торной батареи 20. Рабочий режим (аккумул торна  батаре  20 подключена к выходным выводам 9 и 10 зар дного устройства).

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим сначала работу устройства при отключенной аккумул торной батарее 20.

При подключении устройства выключателем 3 к питающей сети на выходе двухполупериодного выпр мител  7 по вл етс  выпр мленное двухполупериодное напр жение, которое зар жает конденсатор 11 дл  напр жени  V , превышающего напр жение открывани  и стабилитрона 16. Разность напр жений ,. О прикладываетс  к эмиттер-базовому переходу транзистора 16, в результате чего транзистор 17 открываетс  и на резисторе 13 по вл етс  напр жение, достаточное дл  открывани  тиристора 18 по управл ющему переходу.

Тиристор 18 открываетс  в моменты времени, когда амплитуда выпр мленного двухполупериодйого напр жени , поступающего с двухполупериодного выпр мител  7, достигает значени , при котором ток через резистор 15 (ток нагрузки) превышает ток удержани  тиристора 18, а гилплитуда выпр мленного двухполупериодного напр жени  на резисторе 13 достигает величины, при которой в цепи управл ющего электрода тиристора 18 начинает протекать ток, достаточный дл  открывани  тиристора 18 По этой причине форма импульсов напр жени  на резисторе 15 представл ет собой двухполупериодную выпр мленную синусоиду, обрезанн5ю в зоне малых углов открывани  тиристора (фиг.2, крива  21).

При открывании тиристор 18 шунтирует ограничивающий резистор 8, и все напр жение, поступающее с двухполупериодного выпр мител  7, прикладываетс  к резистору 15- (фиг.2, крива  22).

Рассмотрим работу устройства при подключенной аккумул торной батарее; к выходным выводам 9 и 10. Если аккумул торна  батаре  20 разр жена, имеет место режим короткого згилыкани  в цепи нагрузки (), так как противоэдс, развиваема  аккумул торной батареей 20/ равна нулю или имеет небольшую величину.

В этом случае напр жение на выходе двухполупериодного выпр мител  7 резко падает/ при этом ток короткого замыкани , протекающий по элементам устройства (обмоткам сог- ласующего трансформатора 4, диодам двухполупериодного выпр мител  7), не превышает номинального значени  Зц, так как он ограничиваетс  сопротивлением резистора 8. В режиме короткого замыкани  напр жение на вы0 ходе конденсатора 11 резко уменьшаетс , стабилитрон 16 переходит в непровод щее .состо ние в результате .того, что U(.,-U,j.«0 и транзистор 17

закрываетс . Напр жение на конденса5 Topesll прикладываетс  полностью к стабилитрону 16. Тиристор 18 остаетс  в закрытом состо нии.

По мере зар да аккумул торной батареи 20 падение напр жени  на ней

0 растет, а ток зар да уменьшаетс . С уменьшением зар дного тока напр жение на выходе двухполупериодного выпр мител  7 также растет/ что приводит к росту напр жени  на конденсаторе 11. При определенном уровне напр жени  на конденсаторе 11 (U() выполн етс  условие f..-r транзистор 17 открываетс , что приводит к открыванию тиристора 18. Тиристор

Q 18, включа сь, шунтирует ограничиваю . щий резистор 8. При этом увеличива-. етс  величина зар дного тока. По ме-. ре роста падени  напр жени  на аккумул торной батарее 20 в результате

с ее зар женности (растет ее противоэдс ) ток зар да уменьшаетс , что приводит к росту амплитуды выпр мленного двухполупериодного напр жени  на выходе выпр мител  7 и/ соответственно , росту амплитуды напр жени  такой

0 же формы на нагрузке открытого транзистора 17 - резисторе 13. При этом в цепи управлени  тиристора 18 протекает ток/ амплитуда которого в диапазоне углов проводимости тиристора

5 18 до 90 достаточна дл  открывани  тиристора 18. Однако тиристор 18 открываетс  только в моменты времени/ когда амплитуда выпр мленного двухполупериодного напр жени  на выQ ходе выпр мител  7 превышает противоэдс на клеммах аккумул торной батареи 20, и ток, протекающий через тиристор 18, превышает его удержани . Дл  определени  степени зар г женности аккумул торной батареи 20 параллельно резистору 15 подключаетс  сигнальна  лампа 19. Пока тиристор 18 закрыт, к сигнальной лампе 19 посто нно приложена ЭДС, развиваема  аккумул торной батареей 20/ и в мо0 /менты времени,когда амплитуда выпр мленного двухполупериодного напр жени  на выходе выпр мител  7 превышает ЭДС/ развиваемую аккумул торной батареей 20, к сигнальной лампе 19

5 приложено напр жение (фиг.З, крива  23) с выхода выпр мител  7 (тиристор 1.8 открыт.) . в соответствии с этим  ркость свечени  сигнальной лампы 19 по мере зар женности аккумул торной батареи 20 увеличиваетс , а площадь импульсов тока зар да уменьшаетс . При полной зар женности аккумул торной батареи 20 ее электродвижуща .сила становитс  равной амплитуде выпр мленного двухполупериодного напр жени  на выходе выпр мител  7, при этом  ркость свечени  сигнальной лампы 19 становитс  максимальной (к ней приложена максимальна  вольтсекундна  площадь) и практически не измен етс  при отключении устройства выключателем 3 от питающей сети.

Как видно,, устройство обеспечивает полный зар д аккумул торной батареи 20 в результате шунтировани  тиристором 18 ограничивающего резистора 8 после достижени  на клеммах аккумул торной батареи-определенной величины ЭДС (Egg7/llB).

Если  ркость свечени  сигнальной лампы 19 при включенном выключателе значительно больше, чем при выключенном выключателе 3, то аккумул торную батарею еще необходимо зар жать. Если перепад  ркости свечени  сигнальной лампы 19 небольшой, то аккумул торна  батаре  20 зар жена до полной емкости. Таким образом, при величине ЭДС на клеммах аккумул торной батареи 20, равной или больше определенного уровн  (Ед,р7/11В) тиристор 18, включенный в цепи зар дного тока, оказываетс  посто нно включенным по цепи управл ю щего электрода, и при превышении амплитуды напр жени  источника зар дного тока (двухполупериодного выпр мител  7) величины ЭДС на :клеммах аккумул торной батареи 20 переходит в провод щее состо ние в каждом импульсе напр жени  источника зар дного тока, шунтиру  ограничивающий резистор 8. Выключение .тиристора .18 происходит автоматически в моменты времени, когда амплитуда импульса напр жени  источника зар дного тока становитс  равной или меньше величины ЭДС на клеммах аккумул торной ба-тареи 20. В течение интервала проводимости тиристора 18 величина зар дного тока ограничиваетс  в этом случае только внутренним сопротивлением аккумул торной батареи 20, За счет этого используетс  полностью энерги  импульсов напр жени  источника зар д ного тока, что ПРИВОДИТ к сокращению времени зар да аккумул торной батареи и уменьшению потерь электрической энергии в зар дной , цепи. После достижени  на клеммах аккумул торной батареи ЭДС, равной , ограничивающий резистор автоматически шунтируетс  однонаправленным тиристорным ключом 1В.

Включение однонаправленного тиристорного ключа параллельно ограничивающему резистору и введение контрольно-управл ющего блока, обеспечивающего управление однонаправленным тиристорным ключом за счет контрол  уровн  напр жени  на выходе источника зар дного тока, позвол ет сократить врем  зар да аккумул торной батареи и автоматически ограничивать величину зар дного тока до номинального значени  Зц как непосредственно в процессе зар да, так и после , окончани  зар да, в т.ч. и при повышении напр жени  сети выше номиналного значени . Это исключает процесс интенсивного .газовыделени , которы имеет место после сообщени  аккумул тору 90-100%-ной номинальной емкости при зар де токами, большими или равными номинальному значению I

Claims (2)

1.-Патент Великобритании 14459$8, кл. Н 02 J 7/00,197Й.

2. Патент США 4031450, кл. Н 02 J 7/10, 1977.

Фиг 2