SU906399A3 - Система зар дки аккумул торной батареи автомобил - Google Patents

Description

Изобретение относится к системам* зарядки аккумуляторов автомашин.

Обычно для зарядки аккумуляторов автомашин используется генератор переменного тока, который регулируется з регулятором напряжения в зависимости от напряжения аккумулятора (или напряжения выхода генератора) и изменяет значение тока обмотки генератора, чтобы выдержать требуемый уровень на- ю пряжения. Выход генератора выбирается в зависимости от потребляемой мощности электрической система автома~ шины [1].

Более экономично в некоторых слу- 13 чаях использовать два генератора переменного тока для подзарядки аккумуляторов автомашины, вместо использования большого, более мощного генератора в относительно меньшие 20 периоды времени f2,J.

Однако при регулировании двух параллельных генераторов, если использовать два Отдельных регулятора напряжения, то трудно добиться их синх~ 96 ронизации, а использование системы регулирования основной - вспомога-. тельный затруднено в связи с возможностью выхода из строя одного из генераторов.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса заряда.

Для достижения поставленной цели система зарядки аккумуляторной батареи, содержащая комбинацию пары генераторов, каждый из которых имеет выпрямитель и соответствующую обмотку возбуждения, пару регуляторов напряжения, регулирующих ток возбуждения каждого генератора в соответствии с напряжением на выходе определенного выпрямителя, каждый регулятор напряжения включает цепь датчика напряжения, подсоединенную параллельно выходу выпрямителя, и цепь периодических переключений, связанную с обмоткой возбуждения и предназначенную для возбуждения колебаний между проводящим и непроводящим состояниями, когда напряжение в цепи '906399 датчика превышает определенное значение , и дополнительную электрическую цепь, соединяющую переключающую цепь каждого регулятора напряжения с цепью датчика напряжения другого ₅ регулятора, чтобы колебательные переключения одной переключающей цепи вызывали такие же колебательные переключения другой переключающей цепи.

При этом датчик напряжения каждо- ю го регулятора выполнен в виде цепи резисторов, включенной либо между дополнительным выходом выпрямителя и землей автомобиля, либо через дополнительный резистор подсоединен- ,5 ной к основному выходу выпрямителя, и через диод к выходной' клемме системы, и транзистора, связанного через диод Зенера к одной точке соединения резисторов датчика, а’другая точка соединения резисторов датчика напряжения подключена к дополнительной электрической цепи.

Кроме того, дополнительная цепь выполнена в виде конденсатора.

В каждый регулятор введена цепь обратной связи, выполненная на базе резисторов и конденсатора, и подключенная между цепью переключения и базой транзистора датчика напряжения, причем постоянная времени этой цепи обратной .связи выбирается по величине большей постоянной времени конденсатора дополнительной цепи и соответствующего резистора датчика напряжения . ³⁵

Упомянутый выпрямитель снабжен дополнительным выходом, изолированным от основного его выхода, а цепь резистора датчика напряжения соединена одним концом с дополнительным выходом ⁴⁰ выпрямителя, а другим - с заземлением автомобиля.

Один конец цепи резисторов датчика через дополнительный резистор подсоединен к основному выходу выпрями- ⁴⁵ теля, а через диод - к выходной клемме для подключения аккумуляторной батареи.

На фиг. 1 представлена электрическая блок-схема предлагаемой систе- 5® мы; на фиг. 2 - то же, вариант.

На фиг. 1 система зарядки аккумулятора включает два генератора с обмотками статора Id и 16 и возбуждающими обмотками 2ct и 26. Каждый гене- 55 ратор переменного тока имеет собственный выпрямитель 3ct, Зб и собственный регулятор напряжения 4а, 46 · Выпрямитель За включает диоды 5с|, образующие мостовой выпрямитель, соединяющий обмотку статора 1 с положительной и отр’-цательной шинами 60,7, одна из которых (в данном случае шина 7) может представлять собой шасси автомобиля. Аккумулятор автомашины соединяется параллельно шинам 6q, 7. Выпрямитель 3 включает также три дополнительных диода 8о|, которые соединяют обмотку статора 1а с дополнительной шиной 9 , которая обеспечивает питание для регулятора 4 напряжения и обмотки 2а возбуждения. Регулятор 4й включает цепь датчика напряжения, которая содержит три резистора 10а, 1Ю и 12а, соединенные последовательно между шинами 9а и 7, диод Зенера 1 За, катод которого соединен с соединением резисторов 11а и 12а, а его анод соединен с базой транзистора п-р-п 14а, который эмиттером соединен с шиной 7, резистор 15а соединяет базу транзистора 14а с шиной 7. Коллектор транзистора 14а соединен с базой пары Дарлингтона 160, которая имеет заземленный эмиттер, ее коллектор соединен через обмотку 20 возбуждения и рециркуляционный диод 170 параллельно с шиной 9aj ее база соединена с шиной 9а с помощью резистора 18щ, который смещает пару Дарлингтона до полной проводимости, когда транзистор 14а выключен. Резистор 19а и конденсатор 200 соединены последовательно между коллектором пары .Дарлингтона 16а и базой транзистора 14а, а конденсатор 2Ю соединен между коллектором и базой» транзистора 140. ΐ

Регулятор напряжения 4о. работает., когда напряжение на шине 9а превышает определенное значение, при котором диод Зенера 13q начинает подавать ток на базу транзистора 14а, чтобы транзисторы и их обратные связи обеспечивали периодическое переключение тока в паре Дарлингтона 16а между полной проводимостью и непроводимостью при частоте, определенной резистором 190 и конденсатором 200, за счет экспоненциального роста тока и величины задержки, определяющих характеристики обмотки 2а и диода 17а, при этом коэффициент заполнения импульсного сигнала на переключение изменяется в соответствии с нагрузкой на генератор и скоростью вращения обмотки возбуждения. Кон5 деисатор 2 Ю сдерживает эмиссию радиочастоты от регулятора. Шина 9а соединена с помощью лампы 22й с одной стороной включателя 23 зажигания, другая сторона которого соединена 5 с положительным зажимом аккумулятора, так что лампа 22d зажигается, если только переключатель 23 отключен и генератор lq не вырабатывает выходной сигнал. Ток от лампы про- ' 10 ходит через обмотку 2q возбуждения и пару Дарлингтона 16а, обеспечивая первоначальный запуск генератора. Диод Зенера 24а соединен между ши- . нами 9а и 7, чтобы предохранить 15 транзисторы регулятора от импульсов высокого напряжения на шине 9с(.

Другой регулятор 4 идентичен описанному.

Два регулятора напряжения пере- 20 крестно связаны парой конденсаторов 25а и 258. Конденсатор 25а соединен между коллектором пары Дарлингтона 168 регулятора 48 и соединением резисторов 10а, lid в ре- 25 гуляторе 4а· Конденсатор 258 таким· же образом установлен между коллектором пары Дарлингтона 16а и соединением резисторов 1 Ой и 11-8· . 30

Генераторы не могут точно синхронизироваться до такой степени, чтобы в зависимости от нагрузки напряжение на одной из шин^ было несколько выше, чем на другой, и генератор, ₃₅ связанный с шиной нижнего напряжения, отдавал меньше тока на аккумулятор и другую нагрузку, чем другой генератор. В результате напряжение на шину 9а может быть таким, что нач- ₄₀ нется колебательное действие регулятора 4q, в то время как напряжение на шине 98 будет недостаточным для начала колебания регулятора 4-8· Конденсатор 25/5, однако, вызывает подъем₄^ напряжения у соединений резисторов 108 и 118, когда пара Дарлингтона 16а выключается и, таким образом, вызывается включение транзистора 1 4-6, выключая пару 16-8 как обычно. Таким же образом, когда пара 160 включается снова, напряжение в соединении резисторов 108, 118 падает и заставляет пару 168 включаться снова. Две пары 160 и 168 включаются и выключаются, таким образом в фазе и достигается необходимое регулирование, а нагрузка распределяется равномерно между генераторами.

Данное расположение позволяет полностью избежать повреждений, которые могут вызвать выход из строя зарядной системы с одним генератором. Такая система может в некоторых случаях продолжать работу и обеспечить меньший выходной сигнал, когда любой из генераторов перестанет работать.

Отличие фиг. 1 и 2 состоит в том, что резисторы 18а, 188 не соединены с шинами 9σ и 98, а с помощью чувствительных к напряжению тоководов 26а и 268 соединены с положительным зажимом аккумулятора. Резисторы 10q, 108 не соединены с шинами 9а, 98, а с помощью диодов 27д, 27-8 соединены с клеммами 26а, 268. Дополнительные резисторы 28а и 288 соединены с точкой соединения диодов 27а и 278 и резисторов 10а и 108 и с шинами 6а,

6-8 соответственно.

Обычно напряжение аккумулятора определяет состояние регуляторов напряжения, но если клеммы 60 или 68 оборвутся или отсоединятся, регуляторы будут управляться напряжением на шинах 26а или 268, а точка настройки испорченного регулятора несколько поднимается в таких условиях. При наличии перекрестной связи обе клеммы 6а, 68 необходимо снять до того, как такое увеличение точки настройки произойдет.

При точной работе импульс перекрестной связи через конденсатор 25а в обоих случаях короче, чем им-, пульс обратной связи через конденсатор 20q. В этом случае постоянная времени конденсатора 25а с резистором 10а короче, чем у конденсатора 20а с резистором 19с(.

Claims (2)

1. датчика превышает определенное значение , и дополнительную электрическую цепь, соедин ющую переключающую цепь каждого регул тора напр жени  с цепью датчика напр жени  другого регул тора, чтобы колебательные переключени  одной переключающей цепи вызывали такие ж« колебательные перб ключени  другой переключающей цепи. При этом датчик напр жени  каждого регул тора выполнен в виде цепи резисторов, включенной либо между дополнительным выходом выпр мител  и землей автомобил , либо через дотюлнительный резистор подсоединенной к основному выходу выпр мител , и через диод к выходной клемме системы , и транзистора, св занного через диод Зенера к одной точке соединени  резисторов Датчика, адруга  точка соединени  резисторов датчика напр жени  подключена к дополнительн электрической цепи. Кроме того, дополнительна  цепь выполнена в виде конденсатора. В каждый регул тор введена цепь обратной св зи, выполненна  на базе резисторов и конденсатора, и подключенна  между цепью переключени  и ба зой транзистора датчика напр жени , причем посто нна  времени этой цепи обратной .св зи выбираетс  по величин большей посто нной времени конденсатора дополнительной цепи и соответствующего резистора датчика напр жени . Упом нутый выпр митель снабжен дополнительным выходом, изолированны от основного его выхода, а цепь рези тора датчика напр жени  соединена одним концом с дополнительным выходо выпр мител , а другим - с заземлением автомобил . Один конец цепи резисторов датчика через дополнительный резистор поД соединен к основному выходу выпр ми тел , а через диод - к выходной клем ме дл  подключени  аккумул торной ба тареи. На фиг. 1 представлена электрическа  блок-схема предлагаемой систе мы; на фиг. 2 - тс же, вариант. На фиг. 1 система зар дки аккумул тора включает два генератора с обмотками статора 1Q и 1 и возбуждающими обмотками 2ot и 2в. Каждый генератор переменного тока имеет собстве ный выпр митель За, 3 и собственный регул тор напр жени  4а Выпр митель За включает диоды 5о|, образующие мостовой выпр митель, соедин ющий обмотку статора 1 с положитель ной и отрщательной шинами бО, 7, одна из которых (в данном случае шина 7) может представл ть собой шасси автомобил . Аккумул тор автомашины соедин етс  параллельно шинам 6с(, 7. Выпр митель 3 включает также три дополнительных диода 8о(, которые соедин ют обмотку статора la с дополнительной шиной 9 , котора  обеспечивает питание дл  регул тора 4 напр жени  и обмотки 2а зрзбу вдени . Регул тор 4а включает цепь датчика напр жени , котора  содержит три резистора 10а, 1 la и 12с|, соединенные последовательно между шинами 9а и 7, диод Зенера 13ct, катод которого соединен с соединением резисторов 1 1о( и 12а, а его анод соединен с базой транзистора п-р-п 14а, который эмитте .-iOM соединен с шиной 7, резистор 15а соедин ет базу транзистора 14ас шиной 7. Коллектор транзистора 14о соединен с базой пары Дарлингтона 160, котора  имеет заземленный эмиттер , ее коллектор соединен через обмотку 20 возбуждени  и рециркул ционный диод 17с( параллельно с игитюй 9c(j ее база соединена с шиной 9а с помощью резистора 18с(, который смещает пару Дарлингтона до полной проводимости , когда транзистор 14С( выключен. Резистор 19с и конденсатор 20С( соединены последовательно между коллектором пары .Дарлингтона 1бО и базой транзистора 14а, а конденсатор 21О| соединен между гсоллектором и базой i транзистора 4с(. ; Регул тор напр жени  4с работает. когда напр жение на шине 9а превышает определенное значение, при котором диод Зенера 13q начинает подавать ток на базу транзистора 14с1, чтобы транзисторы и их обратные св зи обеспечивали периодическое переключение тока в паре Дарлингтона 160( между полной проводимостью и непроводимостью при частоте, определенной резистором 190 и конденсатором 20С|, за счет экспоненциального роста тока и величины задержки, определ ющих характеристики обмотки 2а и диода I7q, при этом коэффициент заполнени  импульсного сигнала на переключение измен етс  в соответствии с нагрузкой на генератор и скоростью вращени  обмотки возбуждени . Конденсатор 2 la сдерживает эмиссшо радиочастоты от регул тора. Шина 9 ct соединена с помощью лампы с одн стороной включател  23 зажигани , друга  сторона которого соединена с положительным зажимом аккумул тора , так что лампа 22Р зажигаетс , если только переключатель 23 отключен и генератор Iq не вырабатывает выходной сигнал. Ток от лампы проходит через обмотку 2а возбуждени  и пару Дарлингтона 16а, обеспечива  первоначальный запуск генератора, Диод Зенера 24с) соединен между шинами 9а и 7, чтобы предохранить транзисторы регул тора от импульсов высокого напр жени  на шине 9о(. Другой регул тор 4 идентичен описанному. Два регул тора напр жени  перекрестно св заны парой конденсаторов 25а и 25б. Конденсатор 25а соединен .1,у коллектором пары Дарлингтона 16в регул тора 4 и соединением резисторов ЮСЗ, С в регул торе 4с1, Конденсатор 25б таким же образом устар{овлен ме) коллектором пары Дарлингтона 16а и соединением резисторов 1 Ой и 11-. Генераторы не могут точно синхронизироватьс  до такой степени, ч бы в зависимости от нагрузки напр  жение на одной из шин было нескол ко выше, чем на другой, и генерато св занный с Шиной нижнего напр жен отдавал меньше тока на аккумул тор и другую нагрузку, чем другой гене ратор, В результате напр жение на шину 9с1 быть таким, что начнетс  колебательное действие регул тора 4с), в то врем  как напр жени на шине 9-6 будет недостаточным дл  начала колебани  регул тора 4, Кон денсатор 25Й, однако, вызывает подъ напр жени  у соединений резисторов 10-в и 11, когда пара Дарлингтона 16а выключаетс  и, таким образом, в зываетс  включение транзистора 140 выключа  пару 16-6 как обычно. Таким же образом, когда пара IfiO включает с  снова, напр жение в соединении резисторов 10, 11-6 падает и застав л ет пару 1 бв включатьс  снова. Две пары 1 бо и 1 6- включаютс  и выключа ютс , таким образом в фазе и достиг етс  необходимое регулирование, а нагрузка распредел етс  равномерно между генераторами. Данное расположение позвол ет полностью избежать повреждений, которые могут вызвать выход из стро  зар дной системы с одним генератором. Така  система может в некоторых случа х продолжать работу и обеспечить меньший выходной сигнал, когда любой из генераторов перестанет работать. Отличие фиг. I и 2 состоит в том, что резисторы 18а 18 не соединены с шинами 9о и 9, а с -помощью чувствительных к напр жетво тоководов 26а и 26S соединены с положительным зажимом аккумул тора. Резисторы lOq,Ю-в не соединены с шинами 9Q, 96, а с помощью диодов 27а, 27-€ соединены с клеммами 26с«, 26-S, Дополнительные резисторы 28а и 28-6 соединены с точкой соединени  диодов 27а и 27S и резисторов 10а и 10 и с шинами бО, 6« соответственно. Обычно напр жение аккумул тора определ ет состо ние регул торов напр жени , но если клеммы 6q или 6 оборвутс  или отсоедин тс , регул торы будут управл тьс  напр жением на шинах 260 или 26, а точка настройки испорченного регул тора несколько поднимаетс  в таких услови х. При наличии перекрестной св зи обе клеммы 5о(, необходимо сн ть до того, как такое увеличение точки настройки произойдет. При точной работе импульс перекрестной св зи через конденсатор 25о1 в обоих случа х короче, чем им-, пульс обратной св зи через конденсатор 20о|, В этом случае посто нна  времени конденсатора 25а с резистором 1 Па короче, чем у конденсатора 20с1 с резистором 19с(. Формула изобретени  1, Система зар дки аккумул торной батареи автомобил , содержаща  два генератора переменного тока, каждый из которых имеет выпр митель и св занную с ним обмотку возбуждени , два регул тора напр жени , к выходу которых подсоединены соответствующие обмотки возбуждени , отличающа с  тем, что, с целью повышени  эффективности, каждый регул тор напр жени  включает цепь датчика напр жени , подсоединенную параллельно выходу выпр мител , цепь периодических переключений, св занную с обмоткой возб г-ждени , и дополнительную электрическую цепь, соедин ющую цепь переключени  каждого регул тора напр жени  с цепью датчика напр жени  др другого регул тора. 2.Система по п. I, отлича юща с  тем, что датчик напр жени  каждого регул тора выполнен в ви де цепи резисторов и транзисторов, подключенного через диод Зенера к од ной.точке соединени  резисторов датчика , причем дополнительна  электрическа  цепь подклочена к другой точке соединени  указанных резисторов. 3.Система по п. 2, отличающа с  тем, что кажда  дополни тельна  электрическа  цепь выполнена в виде коцценсатора. 4.Система по п. 3, отлича юща с  тем, что в каждый регул тор введена цепь обратной св зи, выполненна  на базе резисторов и конденсатора и подключенна  между цепью переключени  и базой транзистора датчика напр жени , причем посто нна  времени цепи обратной св зи выбираетс  по величине большем, чем посто нна  времени конденсатора дополнительной цепи и соответствующего резистора датчика напр жени . 5.Система по п. 3, отличающа с  тем, что выпр митель снабжен дополнительным выходом, изолированным от основного, а цепь резисторов датчика напр жени  соединена одним концом с дополнительным выходом выпр мител , а другим - с заземлением автомобили. 6.Система по п. 5, отлнчаю щ а   с   тем что один конец цепи резисторов датчика через дополнителышй резистор подсоединен к основному выходу выпр мител , а через диод - к выходной клемме дл  подключени  аккумул торной батареи. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.За вка Франции № 2152587, кл. Н 02 J 7/00, 1973,
2. 2.За вка ФРГ Р 2347648, кл. Н 02 J 7/24, 1974.

   У У