Устройство для заряда и разряда аккумуляторной батареи

Номер патента: 1791899

Авторы: Антипов, Гаев, Олейник, Шведюк

ZIP архив

Текст

(51)5 Н 02,) 7/34 Т И ОеевЪ Я) О О ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАтЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ(56) Коробан Н.Т, Исследование и разработка автономных систем электроснабжения с безмашинным первичным источником электроэнергии. Труды Московского энергетического института, вып. 258, 1975. с, 16, рис, 4.Коссов О.А. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений. М.; Энергия, 1971, с, 343, рис. 12.29, а.Авторское свидетельство СССР М 746814, кл. Н 02 ) 7/34, 1980,(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА И РАЗРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ Изобретение относится к области автономных систем электроснабжения, содержащих источники ограниченной мощности и аккумуляторные батареи (АБ), и может быть использовано при разработке зарядно-разрядных устройств.Известно зарядно-разрядное устройство, содержащее аккумуляторную батарею, источник ограниченной мощности, управляемые ключи, коммутирующие диоды и дроссели фильтра,Недостатком устройства являются большие пульсации напряжения на выходе источника ограниченной мощности.Известно также устройство для заряда и разряда АБ, которое подключено к соединенным параллельно источнику ограничен 57) Использование: в автономных системах электроснабжения, содержащих источники ограниченной мо 1 цности и аккумуляторные батареи (АБ), Сущность изобретения; устройство содержит соединенные по схеме моста первый и второй блоки управляемых ключей и первый и второй блоки диодов, Третий блок диодов включен в одну диагональ моста, во вторую диагональ которого включен источник ограниченной мощности, Первый л в горой олоки управляемых ключей включены параллельно друг другу в первое смежное 1 лечо мос-а, во второе пле о которого включен переключатель. Устройство работает в трех режимах; источник питает нагрузку и заряжает батарею; нагрузка питается от АБ. нагрузка питается только отисточника ограниченной мощности. 1 ил,ной мощности и нагрузке и содержит два блока управляемых ключей, два блока коммутирующих диодов, дроссели фильтра и блок управления,Недостаток устройства - низкая эксплуатационная надежность, так как отказ любого элемента заоядной или разрядной частей приводит к отказу всего устройства в целом.Наиболее близким к изобретению является устройство для заряда и разряда аккумуляторной батареи автономной системы электроснабжения с источником ограниченной мощности, содержащее соединенные в схему моста первый и второй блоки управляемых ключей и первый и второй блоки диодов, блок управления, выходы которого соединены с входами первого и второго бло 17918995 10 15 20 25 30 35 ков управляемых ключей, переключатель, дроссель, датчик тока и датчик напряжения, выходы которых соединены с входами соответственно переключателя и блока управления,Недостатком этого устройства является наличие в нем переключателя с двумя замыкающими и двумя размыкающими контактами. При этом в режиме заряда АБ используются два последовательно включенных размыкающих контакта, а в режиме разряда АБ - два последовательно включенных замыкающих контакта, т,е. в каждом режиме включены два контакта и соединены они в цепи тока последовательно. Это приводит к снижению надежности устройства,Цель из бре 1-: ния - повышение надежности путем упрощения,Поставленная цель достигается тем, что устройство для заряда и разряда АБ дополнительно снабжено третьим и четвертым блоками диодов, причем третий блок диодов включен в одну диагональ моста, во вторую диагональ которого подключен источник ограниченной мощности, последовательно соединенный с включенным в обратном направлении четвертым блоком диодов, первый и второй блоки управляемых ключей включены параллельно друг другу в первое смежное плечо моста, во второе плечо которого включен первый контакт переключателя, между первым смежным плечом моста и первым блоком диодов включен датчик тока, а первый и зторой блоки диодов соединены между собой разными электродами, причем между общими точками соединения второго блока диодов с одной стороны с первым блоком диодов и с другой стороны с первым конактом переключателя включены последовательно соединенные дроссель и аккумулятор батарея, а четвертый блок диодов зашунтирован вторым контактом переключателя.На чертеже представлена схема предложенного устройства для заряда аккумуляторной батареи.Устройство для заряда и разряда аккумуляторной батареи 1 автономной системы электроснабжения с источником 2 ограниченной мощности содержит соединенные в схему моста первый 3 и второй 4 блоки управляемых ключей и первый 5 и второй 6 блоки диодов, блок 7 управления, выполненный в виде широтно-импульсных модуляторов 8, 9 и ключей 10 и 11, переключатель 12 с первым контактом 13, дроссель 14, датчик 15, датчик 16 напряжения, нагрузку 17, конденсатор 18. Дополнительно устройство снабжено третьим 19 и четвертым 20 блоками диодов, причем третий 19 блок диода включен в одну диагональ моста, во вторую диагональ которого включен источник 2 ограниченной мощности, последовательно соединенный с включенным в обратном направлении четвертым 20 блоком диодов. Параллельно источнику 2 ограниченной мощности включены нагрузка 17 и датчик 16 напряжения. Первый 3 и второй 4 блоки управляемых ключей включены параллельно друг другу в первое смежное плечо моста, во второе плечо которого включен первый контакт 13 переключателя 12, Между первым смежным плечом моста и первым 5 блоком диодов включен датчик 15 тока, выход которого соединен с входом переключателя 12. Первый 5 и второй 6 блоки диодов соединены между собой разными электродами, причем между общими точками соединения второго 6 блока диодов с одной стороны с первым 5 блоком диодов и с другой стороны с первым контактом 13 переключателя 12 включены последовательно соединенные дроссели 14 и аккумуляторная батарея 1. Выход датчика 16 напряжения соединен с входами блока 7 управления, выходы которого в свою очередь подключены к цепям управления первого 3 и второго 4 блоков управляемых ключей, Четвертый 20 блок управления зашунтирован вторым контактом 21 переключателя 12.Устройство в зависимости от величины текущей мощности нагрузки и степени заряженности аккумуляторной батареи может работать в следующих режимах,Мощность нагрузки меньше номинальной мощности источника, при этом избыток мощности источника поступает в АБ (режим А),Мощность нагрузки больше номинальной мощности источника, при этом недостающая мощность обеспечиваешься аккумуляторной батареей (режим Б);Мощность нагрузки равна номинальной мощности источника, нагоузка при этом получает питание только от источника (режим В),Устройство работает следующим образом.В режиме А по сигналу в блок 7 управления, например, на ключ 10 подается сигнал с выхода датчика 16 напряжения в широтно-импульсный модулятор, который формирует сигналы управления для первого 3 блока управляемых ключей. При этом датчик 15 тока не запитан, первый контакт 13 переключателя 12 разомкнут, а его второй контакт 21 замкнут. При замкнутом состоянии ключей блока 3 создается цепь тока: положительная шина системы электроснаб1791899 5 10 15 55 жения, замкнутый контакт 21, ключи блока 3, третий 19 блок диодов, дроссель 14, аккумуляторная батарея 1, отрицательная шина системы. Дроссель 14 накапливает энергию. В момент размыкания ключей блока 3 модулятором 8 накопленная в дросселе 14 энергия поступает в АБ 1 через второй блок б диодов. Очередное открытие ключей блока 3 приводит к повторению рассмотренных процессов,В режиме Б происходит разряд аккумуляторной батареи 1 за счет работы второго блока управляемых ключей. Когда при разряде АБ 1 ток начинает протекать через датчик 15 тока, срабатывает переключатель 12, замыкая свой первый контакт 13 и размыкая второй контакт 21, При замкнутом состоянии ключей блока 4 создается цепь тока: плюс АБ 1, дроссель 14, первый 5 блок диодов, датчик 15, второй 4 блок управляемых ключей, замкнутый контакт 13, минус АБ 1, Дроссель 14 накапливает энергию, В момент размыкания ключей блока 4 модулятором 9 накопленная в дросселе 14 энергия и энергия от АБ 1 поступает в нагрузку 17, Ток при этом протекает по цепи: плюс АБ 1, дроссель 14, первый 5 блок диодов, датчик 15 тока, четвертый 20 блок диодов, нагрузка 17, минус АБ 1. Очередное открытие транзисторов 4 вновь приводит к накоплению энергии в дросселе 14 и т.д. Управление вторым 4 блоком управляемых ключей осуществляется блоком 7 управления по сигналам датчика 16 напряжения,В режиме В ключи 10, 11 и ключи 3 и 4 постоянно разомкнуты и питание нагрузки 17 осуществляется непосредственно только от источника 2 ограниченной мощности.Так как первый 3 и второй 4 блоки управляемых ключей соединены параллельно, работать они могут поочередно либо одновременно. В случае поочередной работы при выходе одного из блоков из строя второй блок может его заменить. При этом изменяется соответствующим образом работа блока 7 управления,Таким образом, из рассмотренного выше порядка работы предлагаемого устройства видно, что в нем для протекания тока используется лишь один контакт переключателя как в режиме разряда, так и в режиме заряда АБ. 20 25 30 35 40 45 50 В предлагаемом устройстве при заряде АБ используется структура преобразователя понижающего типа, а при разряде АБ - структура преобразователя повышающего типа. Однако, очевидно, что легко реализовать для заряда АБ структуру преобразователя повышающего типа, а при разряде АБ - понижающего типа. Для этого дроссель подключается непосредственно к шине источника ограниченной мощности и соответствующим образом изменяется подключение электродов блоков диодов и управляемых ключей при сохранении в представленном выше виде структуры моста. Формула изобретения Устройство для заряда и разряда аккумуляторной батареи автономной системы электроснабжения с источником ограниченной мощности, содержащее соединенные в схему моста первый и второй блоки управляемых ключей и первый и второй блоки диодов, блок управления, выходы которого соединены с входами первого и второго блоков управляемых ключей, переключатель, дроссель, датчик тока и датчик напряжения, выхоы которьх соединены с входами соответственно перекл,очателя и блока управления, а - . л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем упрощения, оно дополнительно снабжено третьим и четвертым блоками диодов, причем третий блок диодов включен в одну диагональ моста, в другую диагональ которого подключен источник ограниченной мощности, последовательно соединенный с включенным в обратном направлении четвертым блоком диодов, первый и второй блоки управляемых ключей включены параллельно друг другу в первое смежное плечо моста, во второе плечо которого включен первый контакт переключателя, между первым смежным плечом моста и первым блоком диодов включен датчик тока, а первый и второй блоки диодов соединены между собой разными электродами, причем между точкой их соединения и первым контактом переключателя включены последовательно соединенные дроссель и аккумуляторная батарея, а четвертый блок диодов зашунтирован вторым контактом переключателя.1791899 40 45 50 Составитель М. АнтиповТехред М,Моргентал Корректор А. Мотыль Редактор Заказ 156 Тираж ПодписноеВНИИПИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина 101

Смотреть

Заявка

4886959, 04.12.1990

ВОЕННЫЙ ИНЖЕНЕРНЫЙ КРАСНОЗНАМЕННЫЙ ИНСТИТУТ ИМ. А. Ф. МОЖАЙСКОГО

АНТИПОВ МИХАИЛ АЛЕКСАНДРОВИЧ, ГАЕВ АЛЕКСАНДР ВИКТОРОВИЧ, ОЛЕЙНИК НИКОЛАЙ ИВАНОВИЧ, ШВЕДЮК ИГОРЬ ПЕТРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: H02J 7/34

Метки: аккумуляторной, батареи, заряда, разряда

Опубликовано: 30.01.1993

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1791899-ustrojjstvo-dlya-zaryada-i-razryada-akkumulyatornojj-batarei.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для заряда и разряда аккумуляторной батареи</a>

Похожие патенты