Устройство для измерения напряжения аккумуляторной батареи

1 п 42 Ю 76 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсайСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 24,11.72 (21) 1849990/24-7 Кл. Н 01 вп 45,05 исоединением здяв Гаоударотвенный комитет Совета Мнниотров СССР аа деяаи нзобретвннй и откритнй2) Приоритет Опубликовано 25.03.74, Бюллетень хЪ 1 Дата опубликования описания 27.08.74 1.355.088.8) 53) У 2) Авторы изобретения П. Бельский, Б, С. Иванов и 10, А. Карас 71) Заявител ОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕН АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ(54 Изобретение может быть использовано для контроля и управления химическими источниками тока, например аккумуляторными батареями,Для защиты аккумуляторной батареи от разрушения, наступающего в результате пере- заряда или переразряда аккумуляторов, используются пороговые устройства, выполненные ца базе усилителей постоянного тока.Известно устройство для измерения напряжения аккумуляторной батареи, содержащее измерительный мост с нелинейными элементами, усилитель постоянного тока на транзисторе с нагрузкой в коллекторной цепи и ключевой элемент.Цель изобретения - повысить точнос снизить потребляемую мощность. Для нагрузка усилителя постоянного тока и цейцыс элементы измерительного моста выполнены на карректорах, а в качестве ключевого элемента используется полевой транзистор, подключенный затвором к коллектору, а истоком - к эмиттеру транзистора усилителя постоянного тока.На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит измерительный мост 1, 2, 3 и 4, усилитель постоянного тока на биполярном транзисторе 5, в цепь коллектора которого включен карректор 6, ключевой элемент ца полевом транзисторе 7, в стоковую цепь которого включен резистор 8. На вход устройства 9 подается контролируемое общее напряжение аккумуляторной батареи. С вы хода устройства О снимается управляющийсигнал в форме перепада потенциала. К общему выводу 11 цодклочается отрицательный пол се батареи. Карректоры 1 ц 4 включены в противоположные плечи измерительного мо ста.В качестве полевого карректора можно использовать полевые транзисторы, работающие в режиме объединения. Свойством карректора является стабилизация протекающего через 15 него тока в широком диапазоне напряжений.Для этого рабочая точка карректора должна находиться на участке насыщения его вольтамперпой характеристикиПри низком напряжении транзисторы 5 ц 7 20 должны быть открыты, что достигается подбором сопротивления резистора 2 во время настройки порогового устройсгвд ца карректорах.Сопротивление резисторов 2 и 3 выбирает ся из условия минимума мощности, потребляемой всем устройством. Транзистор 5 благодаря включению в цепь коллектора каррек 1 ора 6 наход,вся в насыгцсцпц. Потенциал коллектора транзистора 5 пре вышает потенциал эмиттера транз и421076 10,Заказ 987/ 2 Тираж 760 ЦгИИПИ Государстве по делам изобретений Совета Министро Москва, Ж, РаушскаИзд. ЛЪ 653Подписноегого комитетаи открытийв СССРя наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова,стора 5 не более чем на 0,25 в, что обеспечивает открытое состояние ключевого элемента-транзистора 7. Через открытый транзистор 7 протекает ток. Последний создает на резисторе 8 значительное падение напряжения, превышающее несколько вольт и использующееся в качестве выходного сигнала устройства.По мере заряда батарей напряжение, подаваемое на вход порогового устройства, увеличивается, что вызывает увеличение потенциала эмиттера транзистора 5. Потенциал базы транзистора 5 и ток коллектора практически не меняются. При некотором критическом входном гапряжении транзистор 5 начнет запираться. Включегие карректора 6 в цепь коллектора равносильгго включению резистивной нагрузки в сотни килоом, что приводит к значительному увеличению коэффициента усиления каскада по напряжению. Поэтому незначительное увеличение входного напряжения свыше критического уровня вызовет значительное изменение потенциала коллектора транзистора 5.Коллектор транзистора 5 соединен с затвором транзистора 7 и соответственно эмиттер соединен с истоком, поэтому напряжение на затворе относительно истока также возрастает, Полевой транзистор 7 работает в режиме обеднения. Увеличение напряжения на затворе относительно истока уменьшает ток, протекающий через транзистор 7. Последнее вызовет уменьшение падения напряжения на резисторе 3, дальнейшее увеличение потенциала эмиттера транзистора 5 и еще более сильное запирание транзисторов 5 и 7. Так действует механизм положительной обратной связи. Транзистор 7 полностью закроется. Выходное напряжение, снимаемое с резистора 8,уггадет до нуля. Положительная обратная связь повышает чувствительность устройства, Точность порога срабатывания определяется в основном температурным дрейфом, Наи 5 большее влияние оказывает температурнаянестабильность токов, протекающих через каррскторы. С этой точки зрения наиболее целесообразно использование карректоров с сопротивлением в цепи истока. Температур пый коэффициент тока такого карректораменьше 10 з (град) и отрицателен. Влияние отрицательного температурного коэффициента тока карректора на точность устройства можно устранить, используя в качестве рези сторов 2 и 3 резисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления.Кремниевый биполярный транзистор 5, имеющий незначительный обратный ток коллектора, не оказывает существенного влияния на 20 величину температурного дрейфа из-за включения в его коллекторную цепь карректора 6, ограничивающего ток на уровне 0,4 ма. Предмет изобретения25Устройство для измерения напряжения аккумуляторной батареи, содержащее измерительный мост с нелинейными элементами, усилитель постоянного тока на транзисторе 30 с нагрузкой в коллекторной цепи и ключевойэлемент, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и снижения потребляемой мощности, нагрузка усилителя постоянного тока и нелинейные элементы измеритель ного моста выполнены на карректорах, а вкачестве ключевого элемента используется полевой транзистор, подключенный затвором к коллектору, а истоком - к эмиттеру транзистора усилителя постоянного тока. Составитель И. Найдина Редактор Т. фадеева Техред Л. Богданова Корректор Е, Миронова