Устройство для индикации напряжения аккумулятора

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскив Социалисеическик РеспубликК АВТОРСКОМУ СВ ВТВЛЬСТВУ(61) Дополнительное к ввт, свмд-ву(22) Заявлено 17,12,79 (2) 2852513/24-07 (5) М Кл с присоединением заявки йо(23) Приоритет Н 01 М 10/48 Государственный комитет СССРо делам изобретений н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИКАЦИИ НАПРЯЖЕНИЯАККУМУ 31 ЯТОРОВ Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам контроля состояния источников тока, и может быть использовано для контроля степени заряда аккумуляторной батареи при номинальной нагрузке.Известно устройство контроля напряжения гальванически связанных химических источников . Схемы сравнения с опорными источниками - резистор- ными делителями выполнены на транзисторах 1.Однако данное устройство характеризуется недостаточной точностью контроля и простотой настройки, Это 15 обусловлено тем, что резисторные делители в нем требуют индивидуального подбора в широком диапазоне вследствие разницы напряжения перехо. да"эмиттер-база"1 транзисторов 2 О схем сравнения. Кроме того, сравнение идет относительно общей шины, к которой подключены эмиттеры тран" зисторов схем сравнения, что не позволяет обеспечить точность контроля. 25Наиболее близким к предлагаемому является устройство для индикации напряжения аккумулятора содержацее в каждой из в, по числу уровней индикации, ячеек транзисторный ключ ЗО с элементом индикации и токоограничительным резистором в коллекторной цепи, а также резисторный делитель в цепи базы с последовательно включенным со стороны коллекторного питания стабилитроном, дополнительно содержит транзистор, включенный эмиттерным повторителем по отношению к транзисторному ключу, и диод, включенный последовательно со стабилитроном в цепь базы эмиттерного повторителя, при этом коллектор транзисторного ключа ячейки с большим уровнем индицируемого напряжения подключен к базам эмиттерных повторителей ячеек с меньшим уровнем индицируемого напряжения через дополнительные диоды 12.Однако и в этом устройстве для ин-, дикации напряжения аккумулятора проблема повышения точности контроля и упрощения настройки решена не полностью. Это обусловлено тем, что здесь также требуется подбор резисторных делителей и не обеспечивается полная компенсация климатических уходов стабилитронов и переходов транзисторов. При этом сравнение идет также относительно общей шины, что снижает точность порогов включения из-за значительного влияниябазовых уровней включения по сравнению с котролируемым напряжением.Это обусловлено малой относительнойпередачей контролируемого напряжения цепи базы транзистора сравненияуровней,Цель изобретения - повышение точности контроля и упроцение настройки.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для индикациинапряжения аккумулятора, содержащеев каждой из и, по числу уровней индикации, ячеек ключ на составномтранзисторе, коллекторы которого через элемент индикации подключены кобщей шине контролируемого источникатока, диоды, через которые коллектор выходного транзистора каждогоключа соединен с базами входных транзисторов и ключей ячеек с меньшимуровнем индикации, резисторный делитель в цепи базы входного транзистора каждого ключа, дополнительно содержит итранзисторов сравненияурзвней противоположного типа проводимости по отношению к транзисторамключа, термокомпенсированный повторитель, дополнительный эмиттерныйповторитель на транзисторе того жетипа проводимости, что и транзисторысравнения уровней, регулируемый источник напряжения относительно общейшины, на термокомпенсированном стабилитроне, дополнительные резисторные делители, включенные между шинами контролируемого источника, приэтом коллекторы транзисторов сравнения уровней соединены с базовымиделителями ключей, базы подключенык средним точкам дополнительных резисторных делителей, эмиттеры соединены и подключены к выходу термокомпенсированного повторителя, входкоторого подключен через дополнительный эмиттерный повторитель к выходурегулируемого источника напряжения,Па чертеже представлена принципиальная схема устройства для индикациинапряжения аккумулятора.Устройство состоит из а однотипных ячеек по числу индицируемых уровней, запитанных от контролируемогоисточника - аккумулятора. Каждаяячейка содержит ключ 1 на составномтранзисторе с элементом 2 индикациив качестве обцей коллекторной нагрузки, базовый делитель 1 ключа изрезисторов 3 и 4, диоды 5, связывающие коллектор выходного транзистораключа 1 ячейки с большим уровнем сбазами входных транзисторов ключей1 с меньшим уровнем напряжения индикации, при этом базовый делитель ключа1 первой ячейки подключен к шинамконтролируемого источника, а в остальных тпячейках к коллекторутранзистора б сраведля уровней, ба-,за которого подключена к делителю 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 0 55 60 65 контролируемого источника из резисторов 7 и 8, а эмиттеры транзисторов 6 всех ячеек соединены и подключены к выходу термокомпенсированного повторителя 9 (например, на эмиттерном повторителе), вход последнего через дополнительный эмиттерный повторитель 10 на транзисторе того же типа проводимости, что и транзисторы б сравнения уровней, подключен к регулируемому делителю 11, эапитанному от прецизионного источника на термокомпенсированном стабилитроне 12 с балластным резистором 13. Устройство для индикации напряже ния аккумулятора работает следующим образом.При пониженном (ниже допустимого уровня) напряжении и номинальной нагрузке на клеммах аккумуляторной батареи светится индикаторная лампа 2 ячейки с наименьшим уровнем индикации, Транзисторы ключа 1 открыты за счет тока, протекающего в базу вхоцного транзистора с делителя из резисторов 3 , 4,. Во всех остальных ячейках ключа 1 закрыты, т.е. закрыты по эмиттерам транэисторы б, Это обусловлено тем, что напряжение, которое передается повторителями 9 и 10 с делителя 11 прецизионного источника 12, имеет уровеньвьые, чем напряжение делителей изрезисторов 7 и 8. При этом повторитель 9 передает напряжение со входана выход без изменения величины егос большой точностью при изменениитемпературы окружаюцей среды. Следовательно уровни напряжений эмиттеровтранзисторов б и эмиттера-повторителя 10 всегда равны и образуют дифференциальный каскад, в котором отпирание транзистора б возможно только при превышении потенциала базы последнего уровня напряжения, снимаемогос делителя 11. При изменении напряжения на аккумуляторе напряжение, передаваемое в базы транзисторов б, пропорционально величине отношения плечделителей из резисторов 7 и 8. Припревышении напряжением на базе транзистора 60 уровня напряжения с делителя 11, транзистор 62 открываетсяна ключ и через базовый делитель изрезисторов 34открывает ключ 12,Индикаторная лампа 2 засветится иодновременно через диод 5 выходнойтранзистор ключа 11 шунтирует переходы (подключает базу ключа к плюсуконтролируемого источника) ключа 11,Последний выключается, лампочка 2в нем гаснет, При превышении порогаотпирания напряжением с делителя 11 в базе транзистора 6,1 все транзисторы в последней ячейке открываются,индикаторная лампа 2 , засветится ичерез диоды 5 шунтируются эмиттернобазовые переходы ключей 1 всех ячеек;, мен им уровнем индикации, за счетчего все ключи ячеек удерживаются взакрытом состоянии, а их лампочки небудут гореть.При понижении уровня напряженияот максимального к меньшему уровнюустройство работает в обратном порядке. При выключении старшей по уровню напряжения ячейки, освобождаетсядля включения только одна соседняяячейка с меньшим уровнем включения.Подбора резисторов в делителяхиз резисторов 7 и 8 не требу .тся,достаточно выбрать их отношение расчетным путем с учетом уровней индикации. Для обеспечения максимальнойточности и термостабильности нужноустанавливать высокостабильные непроволочные резисторы типа С 2-14 И. 15С 2-29 или резистивную пленочную "матрицу, а в качестве транзисторов 6 сравнения уровней и повторителя 10 использовать единую интегральную микросхему - набор транзисторов типа 1 НТ 251. При этом обеспечивается точная термокомпенсацияпереходов змиттер-база диФференциально включенных схем сравненияуровней. С этой же целью повторитель 29 можно выполнить на интегральноймикросхеме операционного усилителятипа 140 УД 6, 551 УЛ 1 А, и. т.д.,включив его по схеме повторителя напряжения, что не усложняет схемуустройства.Таким образом, за счет предлагаемого устройства для индикации напряжения аккумулятора обеспечиваетсявысокая термостабильность и большаячеткость при переключении ячеек засчет дополнительного усиления в тран.зисторе 6 сравнения уровней, что новышает точность работы устройствапри простоте настройки, так как нетребуется подбирать ни один элемент 40 схемы.Формула изобретенияустройство для индикации напряжения аккумулятора, содержащее в каждой из ю по числу уровней ин и а иячеек ключ на составном транзисторе,коллекторы которого через элементиндикации подключены к общей шинеконтролируемого источника, диоды,ерез которые коллектор выходноготранзистора каждого ключа соединенс базами входных транзисторов ключей ячеек с меньшим уровнем индикации, резисторный делитель в цепибазы входного транзистора каждогоключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности контроля и упрощения настройки, в неговведено втранзисторов сравненияуровней противоположного типа проводимости по отношению к транзисто"рам ключа, термокомп нсированныйповторитель, дополни.ельный эмиттерный повторитель на транзисторе тогоже типа проводимости, что и транзисторы сравнения уровней, регулируемыйотносительно общей шины источник напряжения на термокомпенсированномстабилитроне, дополнительные резисторные делители, включенные междушинами контролируемого источника,при этом коллекторы транзисторовсравнения уровней соединены с базовыми делителями ключей, базы подключены к средним точкам дополнительныхрезисторных делителей, эмиттеры соединены и подключены выходу термокомпенсированного повторителя, входкоторого подключен через дополнительный эмиттерный повторитель к выходу регулируемого источника напряжения,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 594552, кл, Н 01 М 10/48, 1976,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2708874/07,кл.Н 01 М 10/421979.864389ДюСоставитель И.Найдина Редактор Н,Минко Техред А. Савка Корректор С.йомак аз 7811/77 Тираж 787 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4