SU970564A1

SU970564A1 - Device for charging storage battery with asymmetric current

Info

Publication number: SU970564A1
Application number: SU813281234A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Алексеевич Чугунов; Владислав Максимович Ненашев
Original assignee: Войсковая Часть 11284
Priority date: 1981-04-17
Filing date: 1981-04-17
Publication date: 1982-10-30

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к разделу электрических аккумуляторов.The invention relates to electrical engineering, in particular to the section of electric batteries.

Известно устройство для заряда аккумуляторных батарей, состоящее из однопдлупериодного выпрямителя, подключенного к Источнику переменного тока, и параллельно ему подключенного резистора [ 1 ].A device for charging batteries, consisting of a single-period rectifier connected to an AC source, and a resistor connected in parallel with it [1].

Однако данное устройство не экономично и не обеспечивает оптимальный режим заряда аккумуляторных батарей асимметричным то- ¹ком.However, this device is not economical and does not provide an optimal battery charge mode with an asymmetric current of ¹ com.

Известно также устройство для заряда батарей асимметричным током, содержащее ₍зарядный выпрямитель с последовательно соединенным сглаживающим дросселем, управляемый ключевой элемент н разрядный конденсатор, зашунтированный диодом и совместно с аккумуляторной батареей включенный последовательно в цепь с зарядным выпря·' мителем и сглаживающим дросселем, параллельно которым подключен управляемый ключевой элемент [2].It is also known an apparatus for charging asymmetric current batteries, comprising _(a charging rectifier with a series connected smoothing choke, with a key element n discharge capacitor shunted by a diode and in association with the battery in series in the circuit to the charging rectified · 'DC converter and a smoothing choke in parallel which is connected managed key element [2].

²²

Данное устройство обеспечивает создание оптимального режима заряда батарей, обладает высоким энергетическим КПД, работая на двойном преобразовании электрического тока (переменный ток преобразуется в постоянный, а затем - импульсной переменной полярности), однако оно предполагает наличие громоздких элементов, усложняющих схему и увеличивающих его вес и габариты.This device provides the creation of an optimal battery charge mode, has high energy efficiency, working on double conversion of electric current (alternating current is converted to direct and then pulsed alternating polarity), however, it requires the presence of bulky elements that complicate the circuit and increase its weight and dimensions .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для заряда аккумуляторных батарей асимметричным током, состоящее из источника переменного тока с силовым и управляющими выходами, однополупериодного выпрямителя в цепи заряда батареи и транзисторного ключевого элемента в цепи разряда батареи, управляемого сигналом с управляющего выхода источника переменного тока (3].The closest to the proposed technical essence is a device for charging batteries with an asymmetric current, consisting of an AC source with power and control outputs, a half-wave rectifier in the battery charge circuit and a transistor key element in the battery discharge circuit, controlled by the signal from the control output of the AC source (3].

Обладая достаточно высоким КПД и сравнительной простотой, данное устройство не позволяет получить асимметричный ток с оптимальными параметрами тока заряда я разряда.Having a sufficiently high efficiency and comparative simplicity, this device does not allow to obtain an asymmetric current with optimal parameters of the charge current and discharge.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса заряда.The purpose of the invention is to increase the efficiency of the charge process.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током, содержащее источник 5 переменного тока с силовым и управляющим выходами, цепь заряда батареи, подключенную к базе однополупериодного выпрямителя и цепь разряда батареи, сформированную нагрузочным резистором и транзисторным ключе- »0 вым элементом, коммутируемым сигналом с управляющего выхода источника, введены” дополнительно конденсатор, диод и динистор, анод которого подключен к базе транзистора, а катод через конденсатор соединен с одной t5 клеммой, а через согласно с ним включенный диод — к другой клемме управляющего выхода источника.This goal is achieved by the fact that the device for charging the battery with an asymmetric current, containing an AC source 5 with power and control outputs, a battery charge circuit connected to the half-wave rectifier base and a battery discharge circuit formed by a load resistor and a transistor key by an element switched by a signal from the control output of the source, an additional capacitor, a diode and a dynistor are introduced, the anode of which is connected to the base of the transistor, and the cathode is connected via a capacitor It is connected with one t5 terminal, and through it, the connected diode is connected to the other terminal of the source control output.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства. 20The drawing shows a schematic diagram of the proposed device. 20

Устройство для заряда аккумуляторной батареи содержит источник тока переменной полярности с силовым и управляющим выходами Uj и U₂ соответственно, однополупериодный· выпрямитель Д₁₍вход которого Подключен к .25 силовому выходу источника, а выход - к положительному полюсу батарей АБ, и ключевой элемент на транзисторе Т₁₅ эмиттерно-коллекторная цепь которого с последовательно включенным резистором R_t образует цепь разряда 33 батарей АБ. Ключевой элемент управляется напряжением с управляющего выхода источника U 2 на базу транзистора Tj через переключатель, состоящий из конденсатора Cj, перезарядного диода Д₂ и динистора Д₃, анод которого подключен к базе транзистора Т_ъ а катодчерез конденсатор Cj к одной клемме и согласно включенный диод Д₂ к другой клемме управляющего выхода U₂ источника тока.A device for charging a battery contains a current source of variable polarity with power and control outputs Uj and U _2, respectively, a half-wave rectifier D _{1 (} whose input is connected to the .25 power output of the source, and the output to the positive pole of the AB batteries, and the key element to transistor T _{15, the} emitter-collector circuit of which with a series-connected resistor R _t forms a discharge circuit 33 of batteries AB. The key element is controlled by the voltage from the control output of the source U 2 to the base of the transistor Tj through p ereklyuchatel consisting of capacitor Cj, charge-diode D ₂ and D ₃ dynistor which anode is connected to the base of the transistor T _b and katodcherez capacitor Cj and to one terminal according Diode D ₂ to the other terminal of the control output U ₂ of the current source.

Состояние переключателя зависит от величины и фазы управляющего напряжения.The state of the switch depends on the magnitude and phase of the control voltage.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

При наличии на управляющем выходе источника положительной полуволны напряжения U г происходит заряд конденсатора Cj по цепи: ”+” и₂-»С1-*Д₂ ” U₂ до амплитудного значения управляющего напряжения* В этот промежуток времени транзистор Τι закрыт, так как закрыт динистор Д₃ сначала обратным, а затем недостаточной для Пере- ^;ключения величиной прямого напряжения. Цепь разряда батареи АБ разомкнута, происходит ее заряд током положительной полуволны .силового напряжения. Формируется зарядный импульс тока.If there is a positive half-wave voltage U g at the control output of the source, the capacitor Cj is charged along the circuit: ”+” and ₂ - ”С1- * Д ₂ ” U ₂ up to the amplitude of the control voltage * At this time, the transistor Τι is closed, since it is closed dinistor D ₃ first reverse, and then insufficient for Pere- ^; switching value of forward voltage. The battery discharge circuit is open; it is charged with a positive half-wave current. A charging current pulse is formed.

При нарастании отрицательной полуволны управляющего напряжения его мгновенное зна чение, суммируясь с напряжением на конден4 саторе С_ъ воздействует на эмиттерно-базовый переход транзистора T_t и динистора Д₃ в прямом направлении. В момент, когда это напряжение достигает напряжения переключения динистора, он закрывается и по цепи: ”+” _С1— и₂— ”+” U₂—* (э-б) Tj—Дг^’-”When the negative half-wave of the control voltage rises, its instantaneous value, summing up with the voltage at the capacitor C _b, affects the emitter-base transition of the transistor T _t and the dynistor D ₃ in the forward direction. At the moment when this voltage reaches the switching voltage of the dynistor, it closes along the circuit: ”+” _C1 - and ₂ - ”+” U ₂ - * (e-b) Tj — Дг ^ '- ”

С] течет ток перезаряда конденсатора Cj, конденсатор перезаряжается опять до амплитудного значения управляющего напряжения. Этим 'током транзистор T_t переводится в открытое состояние, происходит разряд батареи АБ по цепи; ”+” АБ-*(э-б) Tf-* Ri*”-”AB.C], the recharge current of the capacitor Cj flows, the capacitor recharges again to the amplitude value of the control voltage. With this current, the transistor T _{t is} brought into the open state, the battery of the battery is discharged along the circuit; ”+” AB - * (e-b) Tf- * Ri * ”-” AB.

Емкость конденсатора Ci такая, что процесс его перезаряда заканчивается до момента достижения управляющим напряжением амплитудного значения. К этому моменту ток перезаряда упадет до значения закрытия динистора Д₃, он закрывается, закрывается и транзистор Tj. Цепь разряда батареи АБ размыкается, заканчивается процесс формирования разрядного импульса тока. Зарядный ток в это время отсутствует, диод закрыт отрицательной полуволной силового напряжения.The capacity of the capacitor Ci is such that the process of recharging ends before the control voltage reaches the amplitude value. At this point, the overcharge current will drop to the closing value of the dynistor D ₃ , it will close, and the transistor Tj will close. The battery discharge circuit opens, the process of forming a discharge current pulse ends. There is no charging current at this time, the diode is closed by a negative half-wave power voltage.

Длительность разрядного импульса зависит от характеристик динистора (напряжения переключения и тока включения), емкости конденсатора Cj и амплитуды управляющего напряжения, а амплитуда импульса в основном зависит от характеристик транзистора и величины Rj. Длительность зарядного импульса и амплитуда его зависят от амплитуды силового напряжения. Соответствующим подбором перечисленных выше параметров зарядной и разрядной цепей устройства, а также амплитуд управляющего и силового напряжения достигается форма асимметричного зарядного тока близко к оптимальной, т.е. достигается режим, обеспечивающий соотношение 7-^ = 10-20 и inp *^обР = 5, что делает его благоприятным для улучшения эксплуатационных характеристик аккумуляторных батарей.The duration of the discharge pulse depends on the characteristics of the dynistor (switching voltage and switching current), the capacitance of the capacitor Cj and the amplitude of the control voltage, and the amplitude of the pulse mainly depends on the characteristics of the transistor and the value of Rj. The duration of the charge pulse and its amplitude depend on the amplitude of the power voltage. By appropriate selection of the above parameters of the charging and discharge circuits of the device, as well as the amplitudes of the control and power voltage, the shape of the asymmetric charging current is close to optimal, i.e. a mode is achieved that provides a ratio of 7- ^ = 10-20 and inp * ^about P = 5, which makes it favorable for improving the operational characteristics of rechargeable batteries.

Claims

1. Equipment and weapons, 1974, No. 8, p. 33.

2. Authors certificate of the USSR N 463176, cl. H 02 J 7/10, 1973.

five

3. Romanov V. V. et al. Chemical current sources. M., Soviet Radio, 1978, p. 249, fig. 209.