Устройство для ограничения разряда аккумуляторной батареи

.уфл, . БРЕТЕНИ Г ,, з, гч ПЬСТВУ иг. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯРАЗРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ(57) Изобретение относится к электротехнике и может найти применение для ограничения разряда батарей из герметичных аккумуляторов, используемыхв шахтных головных и других светильниках. Цель изобретения - повьппениеКПД устройства. Устройство выполненов виде двухполюсника и обеспечиваетимпульсный режим разряда эа счет введения в эмиттерные цепи транзисторов1, 6, времязадающего конденсатора 1 О.Выключение тока нагрузки производится, когда напряжение на батарее 3снизится до заданного уровня, В первом варианте схемы отключение происходит лавинообразно за счет наличияконденсатора 14, во втором вариантеотключение происходит плавно за счетснижения частоты генерации, а следовательно, уменьшения тока нагрузки 4.Повьппение КПД устройства обеспечивается работой транзистора 1 в режименасьпцения, а ток управления протекаетчерез нагрузку. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к областиэлектротехники и может быть использовано для ограничения разряда батарейиэ герметичных аккумуляторов шахтных5головных светильников.Целью изобретения является повьппение КПД.На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - то же, вариант. ОУстройство содержит выходной транзистор 1, коллектор которого черезвыключатель 2 подключен к отрицательному выводу аккумуляторной батареи 3,эмиттер - к первому выводу нагрузки 4, 5а база через второй резистор 5 связана с эмиттером; второй транзистор 6,подключенный коллектором через первыйрезистор 7 к базе транзистора 1,эмиттером через последовательно включенные третий резистор 8 и диод 9к коллектору выходного транзистора 1и через первый конденсатор 10 к егоэмиттеру, а база второго транзистора 6 связана с коллектором и эмиттером транзистора 1 соответственно через четвертый резистор 11 и последовательно включенные пятый 12 и шестой 13 резисторы, при этом шестойрезистор 13 зашунтирован вторым конденсатором 14,Устройство функционирует подобномультивибратору с эмиттерным времязадающим конденсатором 10 (фиг. 1) иподключается в цепь нагрузки в виде35двухполюсника,Устройство работает следующим образом.В момент подключения аккумуляторной батареи 3 с помощью выключателя 2 40начинается заряд конденсаторов 10и 14, В этот период транзисторы 1 и 6заперты, так как при заряде конденсатора 10 к эмиттеру транзистора 6 прикладывается положительный потенциал,соизмеримый с потенциалом его базы.По мере заряда конденсатора 10 потенциал базы транзистора 6 по отношениюк эмиттеру повышается, когда он достигает порога включения, транзистор 650начинает открываться и выдавать сигнал на открывание транзистора 1. Приоткрывании транзистора 1 на его эмиттере появляется отрицательный потенциал, который через конденсатор 10передается на эмиттер транзистора 6.55Это приводит к лавинообразному открыванию обоих транзисторов до состояниянасыщения. Ток базы транзистора 1 создаетсяза счет разряда конденсатора 10, аток базы транзистора 6 - за счет протекания тока как через резисторы 11и 13, так и параллельно им через транзистор 1 и резистор 11. Это возможнопотому, что в момент открывания транзисторов 1 и 6 потенциал на эмиттеретранзистора 6 за счет, заряженного состояния конденсатора 1 О становитсяниже отрицательного потенциала аккумуляторной батареи 3, Когда конденсатор 10 разрядится до определенногозначения, транзисторы лавинообразнозакроются, так как в момент закрыванияна эмиттер транзистора 6 через конденсатор 10 начнет передаваться положительный потенциал. После закрываниятранзисторов 1 и 6 вновь начнут заряжаться конденсаторы 10 и 13, и циклповторитсяЧастота следования импульсов задается величиной емкости конденсатора 10, а скважность зависит отсоотношения сопротивлений цепи зарядаи цепи заряда конденсатора 10. Зарядпроизводится по цепи: плюс батареи 3,нагрузка 4, конденсатор 10, резистор8, диод 9, выключатель 2, минус батареи 3, а разряд - по цепи: конденсатор 10, эмиттерно-базовый переходтранзистора 1, резистор 7, коллекторно-эмиттерный переход транзистора 6,конденсатор 10.Для эффективной работы устройстванеобходимо, чтобы длительность импульсов тока была намного больше длительности пауз между импульсами. Этодостигается тем, что сопротивлениерезистора 7 выбирается как можнобольше, но с таким расчетом, чтобыпри соответствующем коэффициенте усиления транзистора 1 и токе нагрузкиобеспечить открывание транзистора 1до полного насыщения а сопротивлениерезистора 8 выбирается как можно меньше из расчета обеспечения надежнойработы диода 9,В процессе разряда батареи 3 напряжение на ней снижается, когда этонапряжение снизится до заданного безопасного для батареи уровня, происходит срыв генерации и устройство отключает нагрузку 4 от батареи 3Заданный уровень напряжения отключениязависит от соотношения сопротивленийрезисторов 11 и 12, 13, а также емкости конденсатора 14, образующих делитель, который определяет величинуЛ 133241 базового тока транзистора 6, В динамическом режиме работы за счет емкости конденсатора 14, шунтирующего резистор 13, общее сопротивление делителя5 уменьшается, что позволяет открывать транзистор 6 несколько раньше, чем зарядится конденсатор 10. Когда напряжение на батарее 3 снизится до такого уровня, что транзистор 6 перестает включаться даже когда конденсаторы 10 и 14 практически полностью зарядятся, то шунтирующее действие конденсатора 14 прекращается и происходит срыв генерации импульсов, в Ре зультате чего нагрузка отключается от батареи, Генерация импульсов возобновится, когда в результате деполяризации электродов аккумуляторов напряжение на батарее возрастет до такого уровня, при котором транзистор 6 откроется, При этом шунтирующее действие конденсатора 14 возобновляется и генерация продолжается до тех пор, пока напряжение вновь не снизится до 25 уровня, при котором транзистор 6 останется в закрытом состоянии. Такое периодическое включение и отключениепродолжаются дотех пор, пока не израсходуется оставшийся запас энергии ба- -30 тареи. При этом переполюсовки и выхода из строя отдельных аккумуляторов не произойдет, так как уровень напряжения, при котором транзистор 6 перестает включаться, является заданным и безопасным для батареи,При использовании устройства дляограничения разряда батареи головногосветильника лампа светильника периодически включается и отключается,сигнализируя о разряде батареи. Припереключении на резервную нить накалас меньшим потреблением тока лампа непрерывно горит еще некоторое время,так как при малых токах разряда напряжение батареи будет вьппе.В другом варианте схемы (фиг. 2)резистор 13 и конденсатор 14 отсутствуют, а сопротивление резистора 12подбирается таким образом, чтобы при50снижении напряжения на батарее 3 дозаданного уровня начал снижаться токнагрузки, В этом ванианте схемы срывагенерации не происходит, а изменяется скважность импульсов за счет увели 55чения длительности пауз между импульсами,При использовании этого устройствав светильнике яркость свечения лампы после разряда батареи до заданного уровня медленно снижается за счет уменьшения среднего значения тока нагрузки, Это обеспечивает экономичный режим работы светильника, когда батарея уже разряжена до заданного уровня.Повьппение КПД обеспечивается за счет работы транзистора 1 в режиме насыщения и за счет того, что весь ток, расходуемый на управление, протекает через нагрузку.Предлагаемое устройство обеспечивает отключение нагрузки от батареи в случае снижения напряжения до заданного уровня либо снижение среднего значения тока нагрузки до сколь угодно малого уровня при достижении этим напряжением заданного уровня (второй вариант схемы устройства).Формула изобретения1. Устройство для ограничения разряда аккумуляторной батареи, содержащее выходной транзистор, второй транзистор, коллектор которого через первый резистор связан с базой выходного транзистора, второй, третий, четвертый и пятый резисторы, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьппения КПД, в него дополнительно введены первый конденсатор и диод, при этом коллектор выходного транзистора соединен с первым выводом для подключения батареи, эмиттер - с первым выводом для подключения нагрузки непосредственно и с базой через второйрезистор, эмиттер второго транзистора через последовательно соединенные третий резистор и диод соединен с коллектором выходного транзистора и через первый конденсатор с его эмиттером, база второго транзистора через четвертый резистор подключена к коллектору выходного транзистора, а через пятый резистор соединена с эмиттером выходного транзистора, вторые выводы для подключения батареи и нагрузки соединены между собой.2, Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в него дополнительно введены второй конденсатор и шунтирующий его шестой резистор, включенный последовательно с пятым резистором в цепь, соединяющую базу второго транзистора и эмиттер выходного транзистора.1332418 Составитель В.ОглоблевТехред Л.Сердюкова Корректор Л.Вески т актор За Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 1/49 Тираж 697 ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 113035, Москва, ЖПодписноео комитета СССРй и открытийРаушская наб., д, 4/