Автоматическое устройство для заряда аккумуляторной батареи

(54) АВЗАРЯДА т н ул ляторатаянно лектроованоккумуля устроиство содержи ные кле о иодноервый является упротакже увелиряжаемой аккумуа схема автомач 5 справлеяжеыня,13,сным 15 ряда г. 2 с л ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельсМ -1190446, кл. Н 02 Х 7/00Авторское свидетельствоУ 1163417, кл. Н 02 Т 7/00Авторское свидетельствоУ 100310, кл, Н 02,Т 7/10 ТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ ,(57) Изобретение относится к э ротехнике и может быть использ для автоматического заряда акк торной батареи, Цель изобретен увеличение срока службы аккуму ной батареи и упрощение эксплу ции.С выхода выпрямителя посто Изобретение относится ктехнике и может быть исполдля автоматического зарядаторной батареи,Целью изобретениящение эксплуатации, ачение срока службы за,ляторной батареи;На фиг,1 изображентического устройства для зкумуляторной батареи; на фи 2пульсирующее наприение подается навходы последовательного и параллельного ключей, В случае полной заряженности аккумуляторной батареи ключиЗакрыты. При разряде. аккумуляторнойбатареи до установленного напряжения. включения режима заряда элемент сравнения включает оба ключа, В результате этого через последовательныйключ начинает протекать зарядный ток,а через параллельный ключ с выходавыпрямителя подается на вход элемента сравнения пульсирующее напряжение. Для обеспечения систематического контроля напряжения батареи приобесточенном состоянии последнейопорное напряжение подключается кэлементу сравнения каждые полпериодав моменты времени, когда мгновенноезначение пульсирующего выходного нап- (ряжения выпрямителя, приближаясь кнулю, становится меньше напряженияна батарее и ток заряда оказывается е нулевым, 2 ил.Сл мы 1 для подключения постоян пульсирующего напряжения, ко может подаваться от внешнего полупериодного или двухполуп го выпрямителя (не показан), ключ 2, имеющий токовый вход вход 4 управления, второй клю токовым входом 6 и входом 7 ния, источник 8 опорного нап резисторы 9 - 12, первый диод . элемент 14 сравнения с инвеи прямым 16 входами, выходные клеммы17 и 18 для подключения аккумуляторной батареи 19, второй 20 и третий21 диоды,Ключи 2 и 5 имеют одинаковое устройство (их схема приведена на фиг,2),Входы ключа 5 обозначены цифрами вскобках,Ключ 2 (5) содержит резисторы22 - 24 и транзистор 25,Устройство работает следующим образом,Постоянное пульсирующее напряжение подводится на входные клеммы 1от внешнего источника; который может содержать разделительный трансформатор и выпрямитель (не показаны).Это постоянное пульсирующее напряжение подается на токовый вход 3 пер 20вого ключа 2, а также на токовыйвход б второго ключа 5, Рассмотримработу устройства на примере заряда12-вольтовой кислотной аккумуляторной батареи, Предположим, что аккумуляторная батарея 19 была ранееполностью заряжена, В этом случаеключи 2 и 5 закрыты, на инверсномвходе 15 элемента 14 сравнения присутствует напряжение, равное выход 30ному напряжению источника 8 опорногонапряжения, Величина напряжения напрямом входе 16 элемента 14 сравнения определяется соотношением сопро-тивлений резисторов 11 и 12, Этисопротивления выбираются таким образом, что в рассматриваемом режименапряжение на входе 16 больше, чемна инверсном входе 15 элемента 14сравнения. При этом на выходе элемента 14 сравнения присутствует высокий 40логический уровень. Элемент 14 сравнения может иметь выход с открытымколлектором. В этом случае выходнойтранзистор элемента 14 сравнениязакрыт,.диод 13 заперт и резистор 1 Оотключен от делителя на резисторах11 и 12,С течением времени происходит разряд аккумуляторной батареи 19, в результате напряжение на ней уменьшается, Величина резистора 12 выбирается такой, что, когда напряжение нааккумуляторной батарее 19 упадетдо 12,5 В, напряжение на прямом входе 16 элемента 14 сравнения сравнивается с напряжением на его инверсномвходе 15, Элемент 14 сравнения срабатывает, на его выходе появляется нулевой логический уровень, При этом через диод 13 к делителю на резисторах 11 и 12 подключается резистор 1 О (параллельно резистору 12), при этом напряжение на прямом входе 16 еще больше уменьшается, На выходе элемента 14 сравнения остается нулевой логический уровень, который,поступая на управляющие входы 4 и 7, открывает ключи 2 и 5, При этом с выходных клемм 1 через ключ 2 и диод 20 протекает зарядный ток аккумулятора 19.Величина зарядного тока ограничи" вается внутренним сопротивлением источника входного постоянного пульсирующего напряжения (не показан) или устанавливается резистором 24,По мере заряда аккумуляторной батареи 19 напряжение на ней возрастает, Соответственно увеличивается напряжение на прямом входе 16 элемента 14 сравнений. Сопротивление резистора 1 О выбирается таким образом, что напряжение на.прямом входе 16 сравнивается с напряжением на инверсном входе 15, равным напряжению опорного источника 8 при достижении напряжения на аккумуляторной батарее 19 значения 13,5 - 14 В, При этом элемент 14 сравнения переключается в исходное состояние и на его выходе появляется высокий логический уровень, Ключи 2 и 5 закрываются, Заряд аккумулятора прекращается. Диод 13 запирается, Резистор 10 оказывается отключен от делителя на резисторах 11 и 12, благодаря чему напряжение на прямом выходе 16 еще более возрастает, Когда в результате разряда аккумуляторной батареи 19 напряжение на ней упадет до 12,5 В, все процессы повторяются, Благодаря наличию второго ключа 5 в режиме, заряда аккумулятора (описан выше, сравнение напряжения на резисторах 10 - 12 с ,напряжением источника 8 опорного ,напряжения производится только в те .моменты времени, когда амплитуда входного напряжения на клеммах 1 становится меньше напряжения на выходе источника 8 опорного напряжения,т,е. контроль напряжения на аккумуляторной батарее 19 производится при отсутствии ее тока заряда.Это осуществляется следующим образом, 1554074Выходное напряжение источника 8опорного напряжения выбирается меньшим минимально возможного напряжения аккумуляторной батареи 19 принормальных условиях ее эксплуатации,5В режиме заряда аккумуляторнойбатареи 19 открытый ключ 5 соединяет инверсный вход 15 элемента 14сравнения с плюсовой входной клеммой 1. При этом в моменты времени,когда амплитуда входного напряженияна клеммах 1 превышает выходное напряжение опорного источника 8, напряжение с плюсовой входной клеммы 1 15беспрепятственно проходит на вход15 элемента 14 и удерживает послед, ний во включенном состоянии, потомучто в этом случае напряжение на инверсном входе 15 намного превышает 20напряжение на прямом входе 16, В моменты времени, когда мгновенное значение входного напряжения на клеммах1 оказывается меньше напряжения опорного источника 8, диод 21 оказывается заперт, При этом напряжение наинверсном входе 15 элемента 14 сравнения равно опорному напряжению навыходе источника 8. В этот моментдиод 20 также заперт, так как выходное напряжение на клеммах 1 меньшеопорного, а следовательно оно меньше и напряжения на аккумуляторе,Зарядный ток не протекает,Элемент 14 сравнения только вэтом случае может переключиться изакрыть ключи 2 и 5 при условии, еслинапряжение на аккумуляторной батарее 19 превысит порог 13,5 В, установленный величинами сопротивлений 40резисторов 10 - 12,Благодаря возможности установкиоптимальных значений напряженийвключения и отключения заряда увеличивается срок службы аккумулятора,Формула изобретения Ав тома тическое ус трой ств о для з а- ряда аккумуляторной батареи, содержащее первую и вторую входные клеммы, ключ, делитель напряжения,резистор, два диода и две выходные клеммы для подключения аккумуляторной батареи, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения срока службы аккумуляторных батарей за счет повышения стабильности и точности установленных оптимальных пороговых напряжений включения и отключения режима заряда, а также упрощения эксплуатации, в него введены второй ключ, второй резистор, источник опорного напряжения, третий диод и элементы сравнения, причем первая входная клемма соединена с силовыми входами ключей, управляющие входы которых подключены к первому выходу элемента сравнения и катоду первого диода, первый вход элемента сравнения соединен с катодом второго диода и первым выводом первого резистора, анод второго диода связан с выходом второго ключа, второй вывод первого резистора соединен с первым выходом источника опорного напряжения, выход первого ключа соединен с анодом третьего диода, катод которого подключен к первому выводу делителя напряжений и первой выходной клемме, вторая выходная клемма подключена к общему проводу, к второй входной клемме и второму выводу делителя напряжений, средний вывод которого соединен с первым выводом второго. резистора и цторым входом элемента сравнения, второй вывод второго резистора соединен с анодом первого диода,1554074 оставитель Г,Веденеевехред Л.Сердокова Корректор,Н.Ревс едактор .Копч оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагари Заказ 462ВЫКИПИ Государственно11303 Тираж 421комитета иМосква, ЖПодписноезобретениям и .открытиям при ГКНТ ССС Раушская наб., д. 4/5