Способ заряда аккумуляторной батареи и устройство для его осуществления

ЩЧмиОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(5)М. Кл.Н 01 М 10/44 Н 02 Э 4/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(54) СПОСОБ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯИзобретение относится к электротехнике, касается вопросов заряда аккумуляторных батарей (АБ) от источ ников переменного .тока, напряжение которых превышает напряжение заряжаемой АБ, в частности, улучшения удельных энергетических показателей зарядных устройств с токоограничивающими конденсаторами (ТК)10Известны различные способы заряда АБ выпрямленным током через ТК от источника, напряжение которого превышает напряжение батареи. Ограничение тока активным балластным сопротивлением снижает КПД зарядных устройств, поэтому зарядный ток обычно ограничивают реактивно, чаще всего емкостным сопротивлением 1). В простейшем способе заряда через 20 токоограничивающий конденсатор в каждом периоде формируют зарядный импульс источника тока, который пропускают через батарею в заданном направлении. Избыточная энергия источника25 тока запасается в поле токоограничивающего конденсатора. В интервалах между зарядными импульсами конден" сатор разряжается на источник а,также частична рассеивает запасенную 30 им энергию на сопротивлении резистора 2Известен также способ с двухполупериодным формированием зарядных импульсов источника тока 31.Общий недостаток известных способов заряда батареи через токоогра-, ничивающий конденсатор заключается в плохом использовании мощности источника, в результатечего их удельные энергетические показатели весьма низки, а установленная мощность оказывается эавьзаенной.Целью изобретения является улуч" шение удельных энергетических показателей зарядных устройств путем повышения коэффициента мощности источника переменного тока.Указанная цель достигается тем, что энергию источника, запасенную токоограничивающим конденсатором (ТК) в процессе прохождения зарядного импульса тока источника, преобразуют в энергию дополнительных зарядных импульсов тока батареи, которые пропускают в паузах между зарядными импульсами тока источника.Для реализации предложенного спо:оба имеется устройство, содержащее источник переменного тока, одна из699589 канию тока источника в батарею, Если в это время подать сигнал на открытие тиристора 8, то энергия, запасенная в поле конденсатора, через дроссель 7, тиристор 8 и диод 9 будет передаваться в батарею, а конденсатор при этом будет разряжаться. Протекание тока разряда конденсатора через дроссель 7 приведет к тому, что часть энергии разряда этого конденсатора запасается в магнитном поле дросселя, и для того, чтобы исключить возможный переэаряд этого конденсатора (за счет энергии дросселя), параллельно конденсатору включен диод 6, В результате этого энергия дросселя передается также в батарею по цепи: тиристор 8, диоды 9 и 6 и тиристор запирается. Этот резонансный разряд конденсатора обеспечивает дополнительный заряд батареи эа счет энергии источника, запасенной в предыдущем полупериоде в поле конденсатора. Применение предложенного способа особенно эффективно при малых значениях относительно зарядного напряжения, величина которого не превосходит значения 0,5,Конденсатор 10 (фиг,2) выполняет роль второго ТК и разряжается на батарею через тиристор 11 и дополнительный дроссель 12. Кроме того, устрой" ство снабжено двумя диодами 13 и 14, включенными параллельно батарее 2, а точка соединения этих диодов подключена к обкладке конденсатора 10, Таким образом, источник 1. своими клеммами соединен с одними обкладка" ми конденсаторов 5,10, вторые обкладки которых подключены к клеммам входной диагонали мостового выпрямителя на диодах. 4, 9, 13 и 3.4, а вы" ходная диагональ выпрямителя соединена с заряжаемой батареей 2. Кроме того, клеммы источника соединены с отрицательной клеммой батареи через диоды 3 и 6 и с ее положительной клеммой через цепи из соединенных последовательно дросселей 7 (12) и тиристоров 8 (11). Управляющие элек" троды последних подключены к блоку контроля напряжения и фазового управления тиристорами (не показано на схеме). кЛемм для подключения которого образует отрицательную выходную клемму, а другая соединена с анодом одного диода непосредственно и с положительной выходной, клеммой устройства через цепь из согласно последовательно включенных одного и другого диодов,5 разделенных конденсатором, шунтироЬанным третьим диодом, причем точка соединения катодов одного и третьего диодов через последовательно соединенные дроссель и управляемый вентиль подключена его катодом к положительной выходной клемме устройства, а точка соединения анодов другого и третьего диодов через четвертый диод подключена его анодом к отрицательной выходной клемме устройства.На фиг, 1 изображено устройство :1 ля осуществления предлагаемого спо" соба; на фиг, 2 - двухполупериодный вариант аналогичной схемы.Устройство содержит источник переменного тока 1, одна из клемм для подключения которого образует отрицательную выходную клемму ЗУ для подключения аккумуляторной батареи 2, 25 а другая соединена с анодом одного диода 3 непосредственно и с положительной выходной клеммой ЗУ через цепь иэ согласно последовательно включенных одного и другого 4 диодов, ЗО разделенных конденсатором 5, шунтированным третьим диодом 6, причем точка соединения катодов одного и третьего диодов через последовательно соединенные дроссель 7 и управля емый вентиль 8 подключена его ка" тодом к положительной выходной клемме ЗУ, а точка соединения анодов другого и третьего диодов через четвертый диод 9 подключена его анодом 40 к отрицательной выходной клемме ЗУ.Устройство работает следующим образом.Энергия от источника 1 передается непосредственно в батарею 2 через конденсатор 4 и диоды 3 и 4 в один из полупериодов измерения напряжения источника После протекания зарядного импульса тока источника конденсатор 5 оказывается заряженным так, что на его обкладке, соединенной с анодами диодов 4 и 6, будет отрицательный потенциал. В поле конденсатора запасается энергия, значительно превышающая количество энергии, переданной через зарядный импульс ис точника тока в аккумуляторную батарею, значение которой в несколько раз превосходит значение энергии, запасенной от переданного зарядного импульса заряжаемой батареи аккуму ляторов.В следующем полупериоде изменения напряжения источника его энергия в батарею не поступает, так как диод 3 зарядной цепи препятствует проте Это устройство осуществляет передачу энергии источника 1 в батарею 2 путем пропускания через нее однополярных импульсов тока непосредственно от источника (среднее значение тока которых ограничено реактивным сопротивлением конденсаторов 5 и 10), а также дополнительных зарядных импульсов тока (сформированных за счет энергии источника, запасенной в поле этих конденсаторов при формировании импульсов зарядного тока источника), пропус 699589каемых через батарею в паузах междузарядными импульсами тока источника.При рассмотрении работы этого ЭУбудем считать, что в нечетном полупериоде изменения напряжения источника напряжение на его клемме, соединенной с конденсатором 5, положи"тельное, а на второй клемме - отри"цательное,В первом полупериоде ток источника, ограниченный конденсатором 5 че"реэ диоды 4 и 3 заряжает батарею,а конденсатор 5 в это время запасает избыточную энергию источника.В следующем полупериоде полярностьнапряжения источника изменяется,ибатарея заряжается через конденсатор10 и диоды 14 и 6. Конденсатор 10запасает избыточную энергию источчика. Одновременно конденсатор .5 через тиристор 8 (отпираемый сигналомблока управления), дроссель 7 и диод 209 отдает в батарею энергию, запасенную им в предыдущем полупериоде.По окончании разряда конденсатора 5энергия, запасенная дросселем 7, через тиристор 8 и диод 6 отдается 25в батарею, после чего тиристор 8 запираетсяу конденсатор 5 разряжени вследующем нечетном полупериоде,пропуская ток источника в батарею,будет снова запасать в своем поле 30избыточную энергию источника. Одновременно с зарядом конденсатора 5 в нечетном полупериоде осуществляетсяразряд конденсатора 10. Этот разрядначинается после подачи импульса науправляющий электрод тиристора 11,в рвзультате чего конденсатор 10канализирует свою энергию в батареюпо цепи: 12, 11, 2, 13, а затем поцепи: 12, 11, 2, 3, в батарею переда" 4ется энергия, запасенная в полв дросселя 12. Далее процессы повторяютсяциклически,Применение изобретения при зарядебатарей аккумуляторов от источника,напряжение которого превышает напряжение батареи, позволяет, раэгруэиВисточник от тока разряда конденсатора,повысить коэффициент мощности до значений, близких к единице, а такжеувеличить зарядный ток батареи, т.е. 50улучшить удельные энергетические по"казатели устройств, реализующихпредложенный способ заряда,Формула изобретения1. Способ заряда аккумуляторной 55батареи от источника переменного тока, напряжение которого превышает напряжение батареи, основанный на формировании с помощью выпрямителя и токоограничивающего конденсатора и пропускании через батарею однополярных импульсов зарядного тока и характеризующийся циклическим чередованием процессов накопления иэбыточ" ной энергии источника в поле конденсатора и его разряда, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улучшения удельных энергетических показателей зарядных устройств, энергию, запасенную токоограничивающим конденсатором в процессе прохождения зарядного импульса тока источника, преобразуют в энергию дополнительных зарядных импульсов тока батареи, которые пропускают в паузах между зарядными импульсами тока источника.2. Устройство для осуществленияспособа по п.1, содержащее источникпеременного тока, одна из клемм дляодключения которого образует отриательную выходную клемму устройства,а другая соединена с анодом одногодиода непосредственно и с положительной выходной клеммой устройства чвреэ цепь из согласно последовательновключенных одного и другого диодов,разделенных конденсатором, шунтированным третьим диодом, причем точкасоединения катодов одного и третьегодиодов через последовательно соединенные дроссвль и управляеьый вен.иль подключена его катодом к полоительной выходной клемме устройства,а точка соединения анодов другого итретьего диодов через четвертыйдиод подключена вго анодом к отрицательной выходной клемме устройства.Источники информации,принятые во внимание при экспвртизв1. Милях А,Н. и др., Индуктивноемкостные преобразователи источников напряжения в источники тока, К.,Наукова Думками, 1964, с. 250.2. Орлов В.А., Малогабаритныеисточники тока, М., Воениздат, 1970,с. 209, рис, 89,3, Авторское свидетельство СССР9 546995, кл. Н 02 Э 7/34, 1976.П р и м в ч а н и в: Уточнениявнесены в п.2 формулы изобретения,изложенные с учетом существующих требований .ставитель В. Оглоблев ТехредуБ Рааетн Корректор ГПодписноетета СССРкрытийаб. д. 45 кто Ю. Ч5 каков кав 7241/ ЦНИ 113035 ПП роектная,4 Тираж 923ПИ Государственного комио делам иэобретений иМосква 3-35 Раушскаяатент, г Ужгород, у