Устройство для заряда аккумуляторной батареи

О П И С А Й Я"Е Союз Советских Социалистических Республик(51) М, Кл. Н 02 5 7/1 осударственный комитетСовета Министров СССРпо делам иэооретенийи открытий 3) УДК 621,35.5(72) Авторы изобретения Никифорова П, Лебедев и 71) Заявител 4) УСТРОЙС ЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОИ БАТАРЕИ муляторов источника переменного тока.Известны также управляемые устройства для заряда аккумуляторных батарей от источника переменного тока, содержащие трансформатор, выпрямитель, стабилитрон, фиксирующий процесс заряда и тиристоры или транзисторы, шунтируюшие цепь заряда ГЗ, 4 53.Однако эти устройства имеют тот же чедостаток, т.е. большое количество электроэлементов и, кроме того, требуют наличия трансформатора при питании от источника переменного тока.Сложность схем известных управляемых зарядных устройств обусловлена тних функции выпрямления напряжения аккумулятора и управления пзаряда разделены и выполняютсяэлектроэлементами,Известны также неуправляемые бестрансформаторные устройства для заряда аккумуляторов, содержащие выполненный на диодах двухполупериодный мостовой выпрямитель, входная диагональ которого через бааО роцессом разными Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано преимущественно для заряда аккумуляторных батарей, а также в качестве бестрансформаторного источника низкого стабилизированного напряжения для питания бытовых прибо ров и в схемах с изменяющимся сопротивлением нагрузки.Для заряда аккумуляторов применяют управляемые и неуправляемые зарядные устройства,Известны управляемые зарядные устройства, содержащие операционные усилители,триггеры, и логические элементы 1).Недостатком таких устройств являетсясложность схемы. Известны управляемыеустройства для заряда аккумуляторов, содержащие генератор постоянного гока, ключевую схему, соединенную последовательнос катушкой возбуждения генератора, и схему, чувствительную к напряжению, выполненную на кремниевом стабилитроне и резисторе 12 ,Однако для этих устройств характернобольшое количество электроэлементов и их невозможно использовать для заряда аккуластный конденсатор соединена с источником переменного тока, а выходная диагональ - с заряжаемой аккумуляторной батареей61, Однако в них не предусмотреноавтоматическое управление процессом заряда аккумулятора, в связи с чем возможенаварийный режим вследствие перезарядаакку муля тора,Целью изобретения является обеспечениеэффективной зашить аккумуляторной батареи от перезаряда.Это достигается тем, что в два плечадвухполупериодного мостового выпрямителявключены диоды, а в два других его плеча - сгабилигроны, при этом точка соединения анодов диодов образует минусовой выходной зажим, а точка соединения катодовстабилигронов - плюсовой выходной зажимвыпрямителя.На чертеже представлена принципиальнаяэлектрическая схема предлагаемого устройства,Оно содержит двухполупериодный мостовой выпрямитель, в два плеча котороговключены диоды 1, 2, а в два других егоплеча - кремниевые сгабилитроны 3, 4,Входная диагональ ОО мостового выпрямителя, в которую включен балластный конденсатор 5, соединена с источником переменного тока, Точка соединения анодов диодов1, 2 образует минусовой выходной зажимустройства, а точка соединения катодовстабилигронов 3, 4 - его плюсовой выходной зажим, Минусовой и плюсовой выходные зажимы устройства соединяются с отрицательным и положительным электродамизаряжаемой аккумуляторной батареи, соответственно, г,е, последняя включается ввыходную диагональ С д моста, Величинуемкости конденсатора 5 выбирают, исходяиз требуемого зарядного гока батареи(1: 3 ) по формуле:3С= Ъ 250 (МКСР)Уцгде- зарядный ток;0 - напряжение источника переменПного тока.Напряженке стабилизации применяемых сгабилигронов 3, 4 должно соответствовать повеличине номинальному напряжению аккумуляторной батареи. При включении источника переменного тока, когда конденсатор 5 зарядигся, в выходной диагонали моста установится постоянный ток, величина которого определяется сопротивлением конденсатора 5, Аккумулятор 6 заряжается постоянным токомДействительно, стабилитроны 3, 4 работают на участке харакгеристики с большим сопротивлением, так как напряже 5 О И 20 25 ЗО ЭЬ ние стабилизации сгабилитронов выбрано повеличине большим напряжения разряженногоаккумулятора. Поэтому при положительнойполуволне напряжения весь ток практически замыкается через малое прямое сопротивление диода 2, а при отрицательнойполуволне - через прямое сопротивлениедиода 1, аккумулятор 6 и прямое сопротивление стабилитрона 4. Ток зарядапрактически не изменяется в течение всеговремени заряда аккумулятора, Выборомконденсатора 5 можно задавать требуемыетоки в широком диапазоне величин (до нескольких ампер), при этом конденсатор 5практически нагреваться не будет, поскольку является реактивным элементом, нерассеивающим активную мощность, Когдааккумулятор 6 зарядится, напряжение нанем восстановится и достигнет заданногоуровня, соответствующего напряжению стабилизации стабилигронов 3, 4, последниепробьются, При этом весь ток как для положительной, гак и для отрицательной полуволны напряжения источника питания проходит через стабилигроны 3, 4. Ток, проходящий через аккУмулятор 6, практическиравен нулю, т,е, процесс заряда аккумулягора автоматически прерывается, Благодаря этому обеспечивается эффективная защита аккумулятора от перезаряда, Функциивыпрямления напряжения и автоматическогоуправления процессом заряда аккумуляторавыполняются теми же элементами, что по:.ьволяет существенно упростить схему устройства и в то же время обеспечить эффективное автоматическое управление процессом заряда. В конкретном случае реализации предлагаемое устройство содержало диоды 1, 2 типа Д 229, сгабилигроны 3, 4 типа Д 815 Е, емкость конденсатора 5 составляла 15 мкф, Устройство было использовано для заряда кадмийникелевого аккумулятора на номинальное напряжение 13,5 в при токе заряда 1 а, Испытания показали, что предлагаемое устройство обладает высокой надежностью и полностью исключает возможность перезаряда аккумулятора. Благодаря гому, что в режиме стабилизации напряжения сетевое напряжение отсе- кается стабилитронами на низком уровне (8-15 в), т,е, при максимальной крутизне синусоидального напряжения, достигается высокая степень стабильности выходного напряжения с хорошей нагрузочной способ ностью, Поэтому предлагаемое устройство может быть использовано не только как зг рядное устройство, но также как простой бестрансформаторный источник низкого стабилизированного напряжения для питанияЗаказ 5341/92 Тираж 882 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 бытовых электро- и радиоприборов и в схемах с изменяющимся сопротивлением нагрузки. бформула изобретения Устройство для заряда аккумуляторной батареи, содержащее двухполупериодный мостовой выпрямитель, входная диагональ которого через балластный конденсатор соединена с источником переменного тока, а выходная диагональ - с заряжаемой аккумужторной батареей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения эффективной защиты аккумуляторной батареи от перезаряда, в два плеча двухполупериодного мостового выпрямителя включены диоды, а в два других его плеча - стабилитроны, при этом точка соединения анодов диодов образует минусовой выходной зажим, а точкасоединения катодов стабилитронов - плюсовой выходной зажим выпрямителя,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1 . Патент США3680072, кл.340-249, 1972,2 . Патент Великобритании1155840,кл,Н 2 Н,1970,3, Патент США3 652 91 5, кл.320-31, 1972.4, Патент Великобритании 1274756,кл, Н 2 Н, 1972.5 . Авторское свидетельство400936,кл, Н 02 Ю 7/10, 19736 . Орлов В. А, "Малогабаритные источники тока", Воениздат, стр. 192, 1970