Устройство для заряда аккумуляторной батареи

бибИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликК ПАТЕНТУ исимый от патентаЛе 136856324-7) М. Кл. Н 01 еп 45 О 700явлено риоритет 15,Х.1968,170015 ц 69270Франция Комитет по делам изобретений и открыти при Сосете Мннистрое СССР(Франция) Иностранная фира ккюмюлятор фиксобер ер Годар аявитсль Сосьете дэ ксьон е ТРОЙ ДЛЯ ЗАР Известны устройства для заряда аккумуляторной батареи, содержащие зарядный блок, подключенный к источнику переменного напряжения и заряжаемой батарее, два термочувствительцых элемента, один из которых служит для измерения температуры о ружающей срсды, а другой - для измерения температуры аккумуляторной батареи, и полупроводниковую систему управления зарядным блоком, в,которой два транзистора соединены с двумя делительными мостами, содеряащцми, соответственно, по одноту из указанных термочувствительных элементов, и на вход третьего транзистора, коллектор,которого связан с зарядным блоком,предлагаемое устройство для повышения надежности и качества процесса снабжено узлом временной задержкисостоящЕихе из двух аккумуляторов, последовательно с которьеми включены контакты реле источника переменного папряяеция, и двух транзисторов, подсоединенцых к третьему транзистору системыуправлецця,1-1 а фиг. 1 приведена блок-схема описываемого устройства; ца фиг. 2 - принципиальная схема устройства.Устройство содержит термочувствительные элементы или тепловые зонды 5 и 5., аккумуляторную батарею В, электронные схемы ДУ детектирования, усиления и управления,ККУМУЛЯТОРНОИ БАТАР позволяющие в фу кциц Ог температуры, измеряемой тспловымц зондами, коммутацию зарядного блока ЗУ на ступень медленной цлц быстрой зарядк 11, ц схему ВЗ временной задержки, которая децствует на схемы д,) и вызывает по истечении опредслсЕшого времени задержки прц переходе силовой сстц в рабочее состоявшие после аварии коммутаццю зарядного блока на режим медлсшней нагрузки. Каждый тепловой зонд состоит цз сопротивления в виде металлической проволоки с положительным температурным коэффициентом. Зонд 5, служит для цзмсрсцця температуры окружающсц среды ц закреплен ца массе (ца чертеже не показана), имеющей тепловую ццерццю, сравнимуо с тепловой инерцией батареи, а зонд 5. - для измерения температуры батареи е расположен в термическом Оа с ней. Оба зонда электрически цдентичць е находятся В коетта 1 тс с тспловымц массами величины одного порядка.Разность ееде тсзепсрат 1 ро ОкрмкаОЕцс среды ц температурой батареи переводится в разность сопротивлений, детектируется и усиливается прп помощи элсктрошеой дифференциальной схемы усиления, которая управляет вьеходныЕ каокадо. Выходно аскад, и своО очередь, может непосредственно управлять регулировкой зарядного блока цлц возбуждать рслс, воздействующее на зарядный блок. Узел5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 БрсмсИОЙ дср)кк1(с 1 Б)сц".ц цС.с БосссиОБ 10 ИЯ ПОР)12 БПОЙ РсООТ СГ)1030 Сс. ОСГС 1 ВВРЦЦ ГС 5 СТ фуцкц 1 ццр)Бацс Выход 01 О каскада так, ЧТО ОСУГЦССВ,с 5.051 НСРСХОД П 2 РСжЦМ )1 СДЛСЦЦО ВРЯД(1.зло(трон 25 схсма дцффсрсцциальцого усил(я;ця С.,стоит цз дву: транзисторов 7 и Т, типа гЕ) - 1, э)цттсры которых сосдццсцы и через соцротцвзс.4 с Е( Подк;цочсцы к отрицатслному полюсу цсточццка. 11 итацис схсмы ОС ЩССТБ Пс 1 СТСЯ 32 Р 51 ДЦЫЗ 0 ГОКО;1 с 1 СРСЗ СОЦРО- тцвлсццс Е)з и стабцлитрон Л. Базы транзисторов 71: Тз полу:Гают с)яещенис от делителей, ссстоя ци: из сопротивлений Е(з и Е(4, цотс:Г- ццоера Р, ц зопд;1 5, и сопроив;сций Я-, и , ц 01 да 5 з, соответственно. КоллектоРы транзисторов Т, ц Т, Подключены к положи- ТЕЛЬ:1 ОМУ Зс)1(Ц) ИСТОЧНИК 2 ПИТацИЯ ЧСРСЗ сООтвссБ юццс сОроГцвлсцц 51 е( и ез Кол л(.ктор трацзцсора Тз через сопротивление Рз цодхцочс к базе транзистора Т, типа г - /) Г. ЗснПср ТрацзцСТОра ТЗ ПОдСОСДИ- пец и Г)ГГО)китсгы 0)у и отрицательному за)К 5)Ис СТОЦ 1 на ЧСРСЗ СООТВЕТСТВУЮЩИЕ СОП- ротивлеця ЕО ц Е(1 а коллектор этоготрац ц с т 0 Р 2 - - - к О 2 3 с т Р с ц 3 с 0 Р с 1 Тт ии 2 г - /) -- г через сопротивление Е(1, База транзистора Т 4 сосдццсца с положительным полюсом источника ;срез сопроивлснис Ез, коллектор этого трацзцстора - с базой транзистора Т, через сопротивление Е(4. а эмиттер подсосдине; .; базе вы: одного транзистора Т., иа р - г - р, эмитср которого подсоединен к положц Гольному полюсу источника, а коллектор -- к средствам управлсия зарядным устройством,Устройство временной задержки состоит из транзистора Т,типа р - Гг - р, эмиттср и коллектор когорого подсосдицецы к положительнз)у зажиму источника и базе транзистора Т.,:, соогветствсццо База транзистора Тс) подк,почепа, с одной стороны, черсз сопротивление Е(, и отрицательному за)к)у источника, а с другой стороны, к коллектору транзистора Т, типа р - Гг - р, э)Иттср 1(отороГО )одсосднГО 0)КГТЕЛЬНО)1 За)КИМУа смсщспис ца его базу подается от делителя, образованного сопротивлениями Яи Йг. ТОТ ДС,ПИТЬ 32 ПИТЫВВСТС 5 г ЛИОО ОТ ЭЛЕсцтсП 2 КК) МуЛ 5 Тор-КПОПК 2 ВО Либо ОТ ЭЛЕЕПтсП аккумулятор-кнопка ВО, в зависимости от ПОЛОжЕПИ 51 КонтеКТОВ К ц Кз рСЛЕ Рс), ЗВПИ- тывас)ОГО 01 сети. ЕГсккУМУЛ 5 тОР-кнопка, кОтО- рый цс запитываст делцтсльный мост 7 з и Е(7, заряжается от зарядного устройства через сопротивлепие Е(зУстройство работает следуОщич образом.Если темпсратура батареи уменьшается, например, поссГ разрядки цри быстром рсжц- МЕ ВО В)СМЯ ЦЕИСП)аВЦОСТИ СИЛОВОЙ СЕТИ, То устройство подаст команду ца включение зарядного устройства на зарядку в медленномрежиме. КОГда тс)1 ература зонда Ьз у)1 сцьшаетс 51, уцслц 1 цвается ток через делитель, образован- цыЙ соцрОТПБЛСИ 51)1 Яз ц Я 5 ц ЗОГдо 5;, И У)1 СЦЬШс 1 СТС 51 Б СБ 5 ЗЦ С ЭТИ 1 С)1 СЩЕЦИС ТРапзистора Т. Коллекторный ток транзистора Тз также уменьшается, и напряжение на сопротивление е( стремится уменьшиться, вызывая увеличение смещения и коллекторного тока транзистора Т Так как коллекторцый ток транзистора Тз уменьшается, смещение транзистора Тз и его колсектсрный ток увеличиваются, Транзистор Т 4, смещение па базу которого подается от делителя, образованного сопротивлениями Е 5 з и Ез, начинает проводить, когда ток коллектора транзистора Т, стацовитс 5 достаточным для этого. Как только транзистор Т 4 начинает проводить, ток начинает проходить цо сопротивлецию Е( и смещение транзистора 7, снова увеличивается. 32 счет этого транзистор Т, становится полностью проводящим, Транзистор Т-который так)ке получает смещение от делителя, образованного сопротивлениями Я 5 Е(з, функционирует одцовреме но с транзистором Т 4 и, следовательно, становится так)ке проводящим. Тогда транзистор Тможет воздействовать на устройство регулировки зарядного устройства так, чтобы устаовить режим быстрой зарядки. Кроме того, транзистор Т; мокет управлять непосредственно или косвенно возбуждением реле, управляющим зарядным устройством,Быстрая зарядка имеет тенденцию к цагрсВу Оатареи. Нагрсвавие батареи вызывает увеличение сопротивления зонда 52 и приводит к уменьшепио коллекторцого тока транзистора Тз, и следовательно, к смещению транзисторов Т 4 и Тз, Когда разность температуры достигает максимальной величины регулировки, транзтстср Тз закрывается и командует установлению режюа медленной зарядки зарядного устройства. Коммутация из проходного в блокированное состояние для транзисторов 74 и Тпроисходит при разности температур батареи и окружающей среды более значительной, чем коммутация из блоырованного в проводящее состояние благодаря включению сопротивления Е(4. Конденсатор С слу)кит для предотвращения случайного срабатывания транзисторов Т. и Т, так как оп осуществляет короткое замыкание паразитных паводок, которые могут передаваться по линиям зондов, Разница между указанными максимальной и минимальной разностями температур можст устанавливаться изменением сопротивления Е(54. Величина этой регулировки равна нескольким градусам во избежание быстрых переходов от одного режима зарядкц к другому, используя тепловую инерцию оатареи,Переход от ре)кила быстрой к режиму медлснной зарядки и наоборот возможен во время всей длительности промежутка времени задержки, определяемого узлом временной задержки, который работает следующим об- разомКонтакты устройства К и Кг находятся в положении, показанном на фиг. 2, аккумулятор-кнопка ВО заряжен и подает смещение на транзистор Т Транзистор Т, становится проводящим и изменяет ток смещения транзистора Т-основная величина, которого создается источником питания, подключенным к базе через сопротивление Л-. В результате транзистор Т 7 закрывается, если аккумулятор- кнопка ВО при своем разряде создает достаточное напряжение в точке делителя, образованного сопротивлениями Я, и Я,7, соединенной с базой транзистора Т При этом транзистор Т 7 не оказывает никакого влияния на работу транзистора Т, который воздействует на зарядное устройство.В,конце разрядки аккумулятора-кнопками ВО, транзистор Т, закрывается. Транзистор Т, получает смещение от сопротивления Я и становится проводящим, Ток смещения транзистора Т при этом проходит через транзистор Т, и транзистор Т закрывается вне зависимости от разности температур, измеренной зондами, вызывая автоматическое установление режима медленной зарядками, В то время, как аккумулятор-кнопка ВО, разряжается, аккумулятор-кнопка ВО, заряжается через сопротивление Ры.При частых чередованиях аварий и восстановлений силовой, сети реле Рменяет положение контактов Ки К так, что аккумулятор-инопка ВО запитывает мост-делитель Л,Б и 37 в то время, как аккумулятор-кнопка ВО, полностью подзаряжается.Емкость аккумуляторов-кнопок ВО, и ВО должна быть такой, чтобы она создавала промежутки времени, достаточные для полной перезарядки батарви В, В том случае, когда батарея В не претерпевает значительного нагрева, режим быстрой зарядки включается немедленно но.Таким образом, предлагаемое устройство осуществляет следующие операции, начиная с момента восстановления,нормальной работы сети после аварии, во время которой батарея разрядилась.1) Батарея имеет температуру, близкую к температуре окружающей среды: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 а) немедленное установление режимов быстрей зарядки;б) прерывание режима быстрой зарядки, когда тсмпсратура батареи повысится, например, на 12 С относительно температуры окружающей середы; величина максимальной разности регулируется с высокой точностью при помо.ци потенциомстра Р,;в) переход на режим быстрой зарядки, когда разность температур минимальна, например, на 6 С выше температуры окружающей среды;г) вынужденный переход на режим медленной задержки в конце времени задержки.б) Батарея нагрста, например, в результате разрядки в быстром режиме:а) установление режима медленной зарядки; на этом режиме батарея охлаждается;о) переход на режим быстрой зарядки, когда температура батареи значительно понизилась. Далее процесс аналогичен описавпому впп.1 - 2 - 1 - 4,Пред м ст из об рет сипя Устройство для заряда аккумуляторной батареи, содержащее зарядный олок, подключенный к источнику перемснного напряжения и заряжаемой батарее, два термочувствительных элемента, один пз которых служит для измерения температуры окружающей среды, а другой - для измерения температуры аккумуляторной батареи, и полупроводниковую систем правления зарядным блоком, в которой два тран зистора сосдписпы с двумя дслптельшюш мостами, содержащими. соотгетственно, по одному из указанных термочувствительных элементов, и на вход третьего транзистора, коллектор которого связан с зарядным блоком, отлпчаюшееся тем, что, с целью повышения надежности и качества процесса, Оно снабжено 1 злом временной задерики, состоящим из двух аккумуляторов, послсдовас которыми включены контакты реле источника переменного напряжения, и двух транзисторов, подсоединенных к третьему транзистору системы управлечия.Пеисочеик дакт ставнтсль И, ИайдииаТекрсд Е. Борисова Корректор Г. ЗапорожеЗаказ 3560,5 Изд ая 65 Тираж 406 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений н открытий нрц Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская паб., д. 4 у 5ппография, нр. Сапунова, 2