Устройство для заряда аккумуляторной батареи

блок 9 контроля напряжения батареи и фазового управления ,вентилями, Аккумуляторная батарея выполнена в виде двух соединенных последовательно секций 10 и 11, и точка соединения этих секций через ключевой регулятор тока 8 подключена к одной из выход:ых зслсмм источника переменного тока 2. К Выходным клеммам выпрямлтельного моста годключена цепь из двух соединенных последовательно ко:1 денсаторов 12 и 13, точка соедлнения которых подключена к,выходной клсмме источника В месте его соединения с ключевым регулято)ом тока.Принцип работы устройства, Выполненного по схем з ф и Г, 1) сл Оду 10 щий,При подаче напрягения источплка на к;сммы ВхОдной диаГ сн зли мостового,выпрямителя, если напряжение аккумуляторной батареи меньше амплитудного значения напряжения источника, в начале полупериода (когда к аноду диода 3 приложено по;Ожительое относительно катода диода 4,напряжение, через диод 3 заряжается конденсатор 12. Напряжение накопительного конденсатора 12, повышаясь одновременно с ростом напряжения источникаперестает расти, когда напряжение источника становится больше напряжения Оатареи. В это время через диоды 3 и 4 заряжается батарея, Заряд длится до тех пор, пока напрякение источника больше напряжения батареи. Среднее значение тока заряда аккумуляторной батареи за полу- период равно интегралу мгновенных значений тока. Напряжение конденсатора 12 в конце полупериода равно напряжению аккумуляторной батареи.В начале следующего - ,второго и других четных полупериодов через диод б осуществляется заряд накопительного конденсатора 13, чтоповышая напряжение конденсаторной ячеики, вь 1 зовет разряд конденсатора 12 на батарею 1. Этот разряд продолжается до тех пор, пока мгновенное напряжение источника не станет оольше,напряжения батареи, В это ,время заряд конденсатора 13 и ,разряд конденсатора 12 прекратятся, и начинается заряд батареи через диоды б и б. Очевидно, что энергия, запасаемая 3 конденсаторах 12 и 13, пропорциональна квадрату напряжения батареи, т. е. увеличивается по мере заряда батареи. Однако эта энергия строго дозирована и л,инейно возрастает с увеличением емкости конденсатора 12 и 13.В наале третьего и других нечетных полупериодов 1 ерез диод 3 заряжается конденсатор 12, разряженный в предыдущем полу- периоде, и конденсаторная ячейка 12, 13 отдает энергию в батарею до тех пор, пока не начнется заряд батареи через вентили мостового,выпрямителя. При подаче импульса от блока 9 на ключевой регулятор тока 8 последний открывается и проводит ток до момента его исчезновения, в результате чего этот регулятор тока 5 1 О 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 со 5 запирается. В один полупериод ток источника протекает через сопротивление 7, диод 3, секцию батареи 10 и регулятор 8, а в другой - чсрез сопротивление 7, регулятор 8, сскцию 11 и диод б. Кроме того, открытие регулятора 8 приводит к подразряду конденсатора 12 на секцию 10 в одном и разряду конденсатора 13 на секцию 11 батареи в другом полупсриоде. Оое секции при этом .подразряжаются до напряжения секции батареи, т. е. До половины значения напряжения батареи. Это приводит к тому, что в начале полупер 1 лода, следу 1 ощего за,подразрядом одного конденсатора, втсрой конденсатор вначале годзаря 1 кается от источника, затем ячейка подзаряжает батарею, после чего батарея заряжается от мостового выпрямителя.Б случае, когда, напряжение батареи рав - но или превышает амллитудное значение напряжения источника, конденсатор 12 заря- и(ается В нечетных полупериодах от начала полупериода до момента заряда его до амплитуды напряжения источника, а ячейка 13 отдает энергию в батарею 1 до тех пор, пока регулятор тока 8 не переведет устройство в режим заряда секции 10. В четных полупериодах аналогично заряжаются конденсатор 13 и батьрея 1 или ее секция 11. Следовательно, батарея здесь заряжается до удвоенного напряжения источника.Если в устройстве по схеме фиг. 1 оба конденсатора 12 и 13 заряжаются через сопротивление 7, то в устройстве на фиг, 2 эти конденсаторы заряжаются через диоды непосредственно от источника, что уменьшает потери энергии при их заряде. В связи с тем, что заряд этих конденсаторов осуществляется в обеих схемах синусоилальным напряжением, а емкость этих конденсаторов невелика, то их голный заряд за время, не превышающее полупсриода, характеризуется высоким к. п, д. при ограничении тока заряда батареи как активным, так и реактивным сопротивлением.,Поэтому устройство по фиг. 2 в целом характеризуется высокими энергетическими показателями.Схемы устройства по фиг. 3 и 4 являются несколько упрощенным вариантом схемы по фиг. 1 и также обеспечивают заряд батареи до удвоенного напряжения источника. Так, в устноСтве по схеме фиг. 3 отсутствуют регулятор тока 8 и блок 9, а ограничение тока заряда батареи от однофазного источника осущсствляется линейным дросселем 7. Это устройство может быть использовано для форсированного заряда батареи до напряжения источи.а и дозового импульсного дозаряда бат,реи 1 током, линейно убывающим по мере заряда батареи до напряжения, практически вдвое большего напряжения источника) .На фит. 4 представлена схема устройства, заряжа 1 ощего батареи от трехфазного источника. Здесь первичные обмотки траноформатора подключены к источнику, а вторичные обмотки, соединенные последовательно (коОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(11) 546058 Союз Советских Социалистических Республик) Приоритет -Государственный комнте Совета Министров СССР 5.02,77. Бюллетень(43) Опубликован по делам изобретен и открытии иса ни я 24.02,77(45) Дата опубликования Изобретение относится к устройствам длязаряда и подзаряда аккумуляторных батарейкак в стационарных условиях, так и на подвижных объектах,Известно устройство для заряда аккумуляторной батареи по авт. свид.453760, содержащее аккумуляторную батарею, источникпеременного тока, двухполупериодный мостовой выпрямитель на диодах, токоотраничивающее сопротивление, ключевой регулятор 10тока и блок контроля напряжения батареии фазового управления вентилями ключевогорегулятора. Входная диагональ мостового выпрямителя подключена к источнику через токоограничивающее сопротивление, а выходная - к батарее.Устройство обеспечивает,не только зарядбатареи до удвоенного значения амплитудынапряжения источника, но и повышение егоудельных энергетических показателей. Это достигается за счет включения ключевого регулятора тока,во второй половине каждого,полупериода изменения напряжения источника,в результате чего напряжение на выходе выпрямителя уменьшается, вдвое, что обеспечивает увеличение зарядного тока в секциях батареи (в соответствующих полупериодах).Очевидно, что,включение ключевого регулятора тока, осуществляемое во второй половине полупериода напряжения источника, 30 уменьшает скважность импульсов зарядного тока от бесконечно больших значений до,двух, что и обеопечивает улучшение удельных энергетических показателей зарядного устройства. Дальнейшее уменьшение этой скважности в известном устройстве невозможно, поэтому коэффициент использования мощности,источника, равный отношению заурядной мощности устройства к типовой (расчетной) мощности устройства, не превосходит значений 0,8 - 0,83. Это приводит к неполному использованию мощности источника, что влечет завыше,ние веса системы.Для повышения коэффициента использо,вания мощности сетевого источника предлагаемое устройство снабжено цепью из двух соединенных последовательно конденсаторов, общая точка соединения которых подключена к одной из клемм сети, а ее крайние выводы - к клеммам выходной диагонали мостового выпрямителя.На фиг. 1 показана схема описываемого устройства; на фиг. 2 - 4 - варианты схемы.Устройство содержит аккумуляторную батарею 1, источник переменного тока 2, двухполупериодный выпрямитель, диоды 3 - 6 которого соединены по схеме электрического моста, токоограничивающее сопротивление 7 (выполненное.в виде резистора, дросселя или конденсатора), ключевой регулятор тока 8,ПодписноеСССР Тираж 899Совета 7 Чинистоткрытийнаб., д. 4/5 Изд,417сударствениого комитетапо делам изобретенийМосква, Ж, Раушская 80/150 ЦНИИПИ Тип, Харьк. фил. прел. сПатент нец первой фазной обмотки соединен с началом второй, конец второй - с концом третьей, а нагрузка - к началу п.рвой и третьей, что обеспечивает равномерное нагружение всех трех фаз при двойном фазном напряжении на выходных клеммах обмоток), подключены через токоограничивающий конденсатор 7 к клеммам входной диагонали мостового выпрямителя. В этом устройстве батарея заряжается с высоким к.п. д. до напряжения, в четыре раза больше фазного напряжения источника. Работа устройства по фиг. 3 и 4 аналогична работе рассмотренного выше устройства по фиг, 1.Таким образом, заряд конденсаторов от источника (во время, когда мгновенное натряженне источника меньше напряжения батареи) и передача запасенной в конденсаторах энергии в батарею улучшают использование энергии источника и повышают коэффициент использования мощности источника,7 то позволяет уменьшить вес автономного источника переменного тока. Устройстзо;для заряда аккумуляторнойбатареи по авт. свид.453760, о тлич а ющ е е с я тем, что, с целью повышения коэффициента использования мощности сетевого 1 О источника, оно снабжено цепью из двух соединенных последовательно конденсаторов, общая точка соединения которых подключена к одной из клемм сети, а ее крайние выводы - к клеммам выходной диагонали мостового выпрямителя,Источник информации, принятый во гнимание при экспертизе. 20 1. Лвторское свидетельство453760, М КлН 02 Л 7/06, 1973.