Устройство для заряда аккумуляторной батареи

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 9) (11) 1)4 Н 02 1 7/)х овСССР1983,АККУМУЛЯОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство9 1149350, кл, Н 02 1 7/10,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА ТОРНОЙ БАТАРЕИ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть предназначено для заряда и подзаряда аккумуляторных батарей (АБ) в процессе их эксплуатации. Цель изобретения - повьппение точности, оптимизация величины тока заряда и обеспечение режима десульфатации, Устройство для заряда аккумуляторной батареи содержит трансформатор 1, выходом соединенный с мостовым выпрямителем 2, выход которого через тиристор 3, шунтированный через кнопку 4 резистором 5, и через датчик тока- резистор 6 подклю-. чен к выходу устройства и к зажимам аккумуляторной батареи, в результате чего образуется низковольтная силовая зарядная цепь аккумуляторной батареи. Остальные элементы схемы образуют контрольно-управляющий блок. Тиристор 3 управляется генератором 8, питание которого осуществляется от стабилитрона 9, образующего с последовательно включенным резистором 10 одно плечо моста, подключенного к выходу устройства. Другое плечо моста, подключенное к выходу устройства, образо- дф вано последовательно включенными стабилитроном 11 с введенным диодом и переменным резистором (потенциометром) 12, средняя точка которого подключена щ ф к входу транзисторного аналога тиристора, а через диод 13 подключена к входу управляемого генератора 8, а вход генератора через резистор задания тока заряда 14 подключен к выходу транзисторного аналога тиристора,а через развязывающий диод 17 выход,1374335 транзисторного аналога тиристора подключен к входу электронного ключа 18,включенного на минусовой вывод питания управляемого генератора. Средняяточка другого плеча моста, катод стабилитрона 11 и вывод резистора 12,через развязывающий диод 20 подключена к выходу интегрирующей ВС"цепи,Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, может быть использовано для заряда и подзаряда аккумуляторных батарей в процессе их эксплуатации и является усовершенствованием изобретения по авт.св.У 1149350.1Цель изобретения - повышение точ 10ности и оптимизация величины токазаряда при обеспечении режима десульфатации,На чертеже изображена принципиальная схема устройства для заряда аккумуляторной батареи.Согласование ЭДС сети и аккумулятора осуществляется трансформатором 1.Выход трансформатора 1 соединен смостовым выпрямителем 2, который через тиристор 3, шунтированный черезкнопку 4 резистором 5, и через датчйк тока - резистор 6 подключен к выходу устройства и к зажимам аккумуляторной батареи, в результате чего образуется низковольтная силовая зарядная цепь аккумуляторной батареи. Остальные элементы схемы образуют контрольно-управляющий блок, Управляющийпереход тиристора 3 через гасящийрезистор 7 подключен к выходу управ-.ляемого генератора 8, питание которого осуществляется от стабилитрона 9,образующего с последовательно включенным резистором 1 О одно плечо моста, подключенного к выходу устройства,35Другое плечо моста, подключенное квыходу устройства, образовано последовательно включенными стабилитроном11 с введенным диодом и переменнымрезистором 12, средняя точка которого40 связанной с выходом ключа 18 Параллельно потенциометру 12 включенфильтрующий конденсатор 24, Устройст 1во обеспечивает более точную информацию заряженности АБ по величинеЭДС, ускоряет процесс заряда и позволяет устранить. сульфатацию пластин,1 з.п. ф-лы, 1 ил,подключена к входу транзисторного аналога тиристора 1 и через диод 13 к входу управляемого генератора 8, а.входгенератора связан с резистором 14 задания тока заряда. В плечо моста,подключенного к выходу устройства,введен диод 15. Вход генератора черезрезистор 14 подключен к выходу транзисторного аналога тиристора 16, ачерез развязывающий диод 17 выходтранзисторного аналога тиристора подключен к входу электронного ключа -базе транзистора 18, которая черезрезистор 19 подключена к минусовомувыводу питания управляемого генератора. Катод стабилитрона 11 и выводрезистора 12 через развязывающий диод 20 подключены к выходу интегрирующей КС-цепи, состоящей из резистора21, подключенного к минусовому выводувыпрямителя, и конденсатора 22, подключенного к плюсовому выводу выходаустройства. Кроме того, выход ВС-цепи через разрядный резистор 23 подключен к выходу ключа - колектору1транзистора 18. Параллельно потенциометру 12 включен фильтрующий конденсатор 24,Устройство работает следующим образом.При подключении аккумуляторной батареи, подлежащей зарядке с остаточным напряжением больше половины номинального, что имеет место в большинстве случаев, через резистор 10 отбатареи запитывается управляемый генератор 8, который самовозбуждаетсяи выдает узкие импульсы управленияна тиристор 3 с частотой, заданнойвеличиной резистора 14, которая вышепериодических пульсаций выпрямленногонапряжения сети, составляющих 100 Гц.При подключении устройства к сети появляется напряжение на выходе выпря 5мительиого моста 2, под действиемкоторого при включенном тиристорепротекает ток аккумуляторной батареи.Так как частота генератора не синхронизирована с частотой сети, появление тока заряда в результате несинхронного включения вызывает падениенапряжения на датчике тока - резисторе 6, в результате чего снижаетсячастота генератора до синхронного 15значения 100 Гц, а ток в зависимостиот моментов включения изменяется отначального, определяемого начальнымиуглами включения, до заданного резистором 10. После переходного процесса, 20составляющего 3-4 импульса тока(30-40 мс), ток заряда достигает установившегося значения. Одновременнос появлением напряжения на выходе выпрямительного моста 2 через резистор 2521 начинается заряд конденсатора 22РС-цепи. При этом напряжение, снимаемое с движка потенциометра 12 другогоплеча моста, ниже напряжения на стабилитроне 9, так как напряжение аккумуляторной батареи не номинально,Транзистор 26 открыт, так как потенциал базы более положительный,чем потенциал эмиттера, При этом открыт и транзистор 25, Резистор 14 за,дания величины тока заряда через открытую цепь коллектор - эмиттер транзистора 25 подключен к плюсовому выводу выхода устройства, что обеспечивает режим задания тока. Электронный ключ - транзистор 18 при этомзакрыт, так как ток управления, протекающий через резистор 19, шунтируется мимо цепи базы через диод 17 иоткрытую цепь коллектор - эмиттер 45транзистора 25. При этом обеспечивается режим заряда конденсатора 22интегрирующей РС-цепи, По истечениивремени, определяемого постояннойвремени заряда Т=РС и величиной поро 50га, определяемого положением движкапотенциометра 12, напряжение на конденсаторе 22 превышает напряжение напотенциометре 12, диод 20 открывает. ся и напряжение на потенциометре 12продолжает повышаться от тока, протекающего через диод 20,Ток в цепи стабилитрона 11 и диода 15 снижается до нуля. Диод 15 закрывается. При падении напряжения нанижней части потенциометра 12 большенапряжения стабилизации стабилитрона9 транзистор 26 закрывается, что вызывает закрывание транзистора 25,Цепь, шунтирующая нижнюю часть потенциометра 12 через резистор 27, размыкается, что снижает порог включениясхемы на основе транзисторного аналога тиристора и потенциометра 12.Для упрощения рассмотрения работыустройства следует отметить, чтосхема транзисторного аналога тиристора 16 вместе с потенциометром 12 образует схему, эквивалентную несимметричному триггеру с петлей гистерезиса с инверсией, При повышении напряжения на входе транзисторы триггеразакрываются. При этом порог срабатывания снижается, При снижении напряжения на входе транзисторы открываются и порог срабатывания повышается.После выключения аналога тиристора16 (оба тиристора не проводят) зарядный ток устройства снижается до нуля,так как цепь задания тока через резистор 14 разрывается, транзистор 25не проводит ток, а следовательно,ток управления генератора соответственно равен О. Это тормозит работугенератора импульсов, вызывает снижение тока заряда до нуля, Одновременно открывается ключ 18, так каквесь ток управления протекает черезрезистор 19, цепь база - эмиттертранзистора 18, диод смещения. Открытый транзистор 1.8 разряжает конденсатор 22 интегрирующей РС-цепи по цепи: ограничивающей ток резистор 23,коллектор - эмиттер транзистора 18,диод смещения. Постоянная разряда интегрирующего конденсатора 22 на одиндва порядка меньше постоянной времени заряда.С момента разряда. конденсатора22 начинает разряжаться конденсатор24 через потенциометр 12 до напряжения, определяемого напряжением нааккумуляторной батарее,После заряда, определяемого установленной величиной тока и временем его протекания, автоматически снижается зарядный ток донуля и по ЭДС аккумуляторнойбатареи определяется степень заряженности батареи. Если ЭДС не номинальная, нижний порог срабатываниясхемы вышее, чем падение напряжения)374335 на нижней части потенциометра 12, схема не удерживается в состоянии контроля ЭДС, как только падение напряжения на нижней части потенциомет 5 ра становится ниже напряжения стабилизации стабилитрона 9, открывается транзистор 26 и схема переходит в исходное состояние. Цикл заряда и ",. контроля аккумулятора повторяется. 10 ,Время цикла заряд - контроль может быть выбрано в широких пределах от единиц секунд до десятков минут и даже часов при соответствующей РС- цепи. По мере заряда батареи возрастает ее ЭДС и по мере приближения к номинальной паузы контроля ЭДС удлиняются, что в какой-то мере служит индикатором степени заряженности, батареи и приводит к снижению сред него тока зарядки в цикле зарядки. При полностью заряженной батарее. длительность цикла определяется величиной, необходимой для компенсации тока разряда или утечки, по чему можно судить о годности аккумулятора для эксплуатации.Для обеспечения работы схемы на различные нагрузки введен резистор 28. Через резистор 28 и включенную 3 О кнопку 4 запитывается контрольно- управляющий блок, в результате чего обеспечивается проверка функционирования устройства в режиме стабилизации тока на различные нагрузки, в том числе и активную. Введение резистора 28 дает возможность проверять работоспособность и расширяет функциональные возможности устройства.Устройство позволяет повысить точО ность зарядки, т,е, более точной информацией о заряженности является величина ЭДС, чем напряжение аккумуля - тора, исключить режимы недозаряда и перезаряда, что упрощает контроль и 45 обслуживание устройства. Установленный ток заряда поддерживается постоянным в процессе всего заряда, что сокращает время заряда. Введение бестоковой паузы в процессе зарядки благоприятно сказывается на процессе зарядки. При подключении параллельно аккумулятору нагрузки реализуется режим заряд - разряд, позволяющий установить сульфатизацию пластин,55 что увеличивает срок службы аккумуляторов.ВНИИПИ Заказ 612/51 ти Произв.-полигр. пр-тие, г. Формула изобретения 1, Устройство для заряда аккумуляторной батареи по авт.св. 9 1149350, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оптимизации величины тока заряда и обеспечения режима десульфатации, в контрольно-управляющий блок введены интегрирующая РС-цепь, ключ на транзисторе, диоды, транзисторный аналог тиристора с коллекторно-базовыми связями через резисторы, подключенный эмиттером и - р - и-транзистора к минусовому выводу питания управляемого генератора и выводу третьего резистора, а базойк среднему выводу первого регулируемого резистора,.при этом цепь коллектор- эмиттер р - и - р-транзистора аналога тиристора включена последовательно с вторым регулируемым резистором и подключена эмиттером к плюсовому выводу выхода устройства, а коллектором - к второму регулируемому резистору и аноду первого развязываю- щего диода, катод которого подключен к второму выводу третьего резистора и базе транзисторного ключа, коллектор которого через разрядный резистор подключен к выходу интегрирующей РС-цепи, подключенной резистором к минусовому выводу выхода выпрямителя, а конденсатором - к плюсовому выводу выхода устройства, эмиттеру р - и р-транзистора аналога тиристора и выводу второго конденсатора, второй вывод которого подключен к аноду второго развязывающего диода, катод которого подключен к выходу РС-цепи, в анодную цепь стабилитрона первого плеча моста введен дополнительный диод, подключенный катодом к минусовому выводу выхода устройства, а анодом - к аноду стабилитрона, катод которого подключен к аноду второго развязывающего диода. 2, Устройство по п,1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, точка соединения ключа и ограничивающего резистора соединена с минусовым выводом питания управляющего генератора через дополнительный резистор.раж 649 ПодписноеУжгород, ул. Проектная, 4