Устройство для разряда аккумуляторной батареи

АНИ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ(23) Приоритет -21) 2898327/24-07 1)М Клз Н О 1 М 10/4 Н 02 1 7/00 явкисударственнмн комете Опубликовано 30.01.82. Бюллетень 4 о делам изобретений и открытий) Авторыизобретен Жуйков, И. Е. Коротеев, В. В. Рог и В, А. Тодор енко сН чут:.,кой на Ленина политехнический инт:тликой Октябрьской социалист чреволюции Киевский о им. 50-лети(71) Заявите РАЗРЯДА АККУМУЛЯТОРНАТАРЕИ 54) УСТРОЙСТВО 2 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных отраслях науки и техники при необходимости применения аккумуляторных батарей.Известно устройство для заряда и разряда аккумуляторной батареи, содержащее трансформатор со средним выводом вторичной обмотки, пары согласно-последовательно включенных тиристоров, подключенных своими общими точками к концам вторичной обмотки трансформатора, а общими точками соединения анода и катода - к концевым выводам сглаживающего дросселя, и клеммы для подключения аккумуляторной батареи, одна из которых соединена со средним выводом вторичной обмотки трансформатора, а вторая клемма подключается к отпайкам дросселя 1.К недостаткам данного устройства следует отнести возможность выхода из строя аккумуляторной батареи вследствие переполюсовки отдельных аккумуляторов аккумуляторной батареи при глубоком разряде, либо при разряде аккумуляторной батереи содержащей аккумуляторы с разной степенью заряженности. Известно также устроиство для ограничения разряда аккумуляторной батареи, содержащее две выходные клеммы, одна из которых подключена к общей шине, а вторая - через выключатель к эмиттеру управляющего транзистора и коллектору силового транзистора, подключенного базой к коллектору управляющего транзистора, полевой транзистор, подключенный стоком через переменный резистор к базе и эмит теру управляющего транзистора, истокомчерез токоограничительный резистор и стабилитрон - к общей шине, а затвором - через запускающую емкость к эмиттеру управляющего транзистора, и клеммы для подключения нагрузки, датчик токовой перегрузки, включенный между эмиттером силового транзистора и нагрузочной клеммой, подсоединенной через ограничительный резистор к затвору полевого транзистора 2.2 О Недостатком указанного устройства дляограничения разряда является то, что ограничивается ток разряда всей аккумуляторной батареи и, в случае применения аккумуляторной батареи, состоящей из после902116 Недостаток известного устройства разряда аккумуляторов - необходимость постоянного контроля состояния аккумуляторов, входящих в состав аккумуляторной батареи, а также проведения операций отключения разряженных аккумуляторов 2 установки тока разряда аккумуляторной батареи.Цель изобретения - устранение возможности выхода из строя аккумуляторов при поддержании рекомендуемого для данной аккумуляторной батареи разрядного тока.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для разряда аккумуляторной 50 55 довательно включенных аккумуляторов, появляется возможность выхода из строя отдельных аккумуляторов за счет переполюсовки.Известно устройство для контроля за состоянием заряженности аккумуляторной батареи, в котором определяется электродвижущая сила, а вместе с ней и емкость батареи путем сравнения напряжения на зажимах аккумуляторной батареи и падения напряжения на шунте, отбирающем ток нагрузки, причем величину напряжения на зажимах батареи и падение напряжения на шунте преобразуют с помощью аналого-цифрового преобразователя в цифровые величины, которые затем суммируют, а суммарную величину перемножают с цифровой величиной, зависящей от тока нагрузки и скорректированной при помощи функционального генератора с учетом температуры акакумуляторной батареи. Величина произведения поступает на индикаторный прибор 3.Недостатком такого устройства является то, что производится только лишь контроль состояния отдельных аккумуляторов, последовательное соединение которых образует аккумуляторную батарею, и при разряде части аккумуляторов независимо от состояния других аккумуляторов, входящих в состав аккумуляторной батареи, последнюю необходимо отключать от нагрузки.Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее выходные клеммы, к которым подключается аккумуляторная батарея, состоящая из последовательно включенных аккумуляторов, амперметр, включенный междупервой выходной клеммой и первым выводом нагрузки, выключатель, включенный между вторым выводом нагрузки и второй выходной клеммой, вольтметр, коммутируемый к аккумуляторам аккумуляторной батареи. При работе с известным устройством необходимо путем измерения напряжения на аккумуляторах аккумуляторной батареи при форсированном токе разряда аккумуляторной батареи, задаваемом с помощью нагрузки и фиксируемом по амперметру, отключать от аккумуляторной батареи аккумуляторы, напряжение на которых меньше определенной величины, определяемой типом аккумуляторов 4. 5 5 С 55 25 5 О 55 батареи, состоящей из последовательно включенных аккумуляторов, содержащее сопротивление нагрузки, блок индикации разряда, выходные клеммы, к которым подключены выходные клеммы аккумуляторной батареи, выходные клеммы для подключения аккумуляторов батареи, причем сопротивление нагрузки связано первым выводом с первой выходной клеммой, введены преобразователь напряжения, блок выпрямителей, датчик тока и регулятор напряжения, причем количество гальванически развязанных выходов преобразователя напряжения равно числу аккумуляторов в аккумуляторной батарее, преобразователь напряжения связан первым входным выводом с первой выходной клеммой, вторым входным выводом - со входом регулятора напряжения, всеми выходами - со входами всех выпрямителей, входящих в блок выпрямителей, количество которых равно числу аккумуляторов в аккумуляторной батарее, причем каждый вход выпрямителей связан с одним выходом преобразователя напряжения, а к выходам выпрямителей подключены положительным полюсом к положительному выводу, а отрицательным полюсом к отрицательному выводу аккумуляторы аккумуляторной батареи, причем к каждому выпрямителю подключен только один аккумулятор, напряжения, соединенный выходом со вторым выводом сопротивления нагрузки, связан входом с датчиком тока, включенным между регулятором напряжения и второй выходной клеммой, выход которого связан со входом управления регулятора напряжения, а устройство индикации разряда включено между выходными клеммами.На чертеже изображена структурная схема устройства для разряда аккумуляторной батареи. Устройство для разряда аккумуляторной батареи содержит выходные клеммы 1 и 2 к которым подключены выходные клеммы аккумуляторной батареи 3, состоящей из последовательно включенных аккумуляторов, сопротивление нагрузки 4, связанное первым выводом с выходной клеммой 1, устройство 5 индикации разряда, включенное между выходными клеммами 1 и 2, регулятор 6 напряжения, соединенный выходом со вторым выводом сопротивления нагрузки 4, датчик 7 тока, включенный между входом регулятора 6 напряжения и выходной клеммой 2, причем выход датчика 7 тока связан со входом управления регулятора 6 напряжения, преобразователь 8 напряжения количество гальванически развязанных выходов которого равно числу аккумуляторов в аккумуляторной батарее 3, связанный первым входным выводом с выходной клеммой 1, вторым - со входом регулятора 6 напряжения, а всеми выходами со входами всех выпрямителей, входящих вблок 9 выпрямителей, количество которых равно числу аккумуляторов в аккумуляторной батарее 3, причем вход каждого выпрямителя связан с одним выходом преобразователя 8 напряжения, а к выходам выпрямителей подключены положительным полюсом к положительному выводу, а отрицательным полюсом - к отрицательному выводу аккумуляторы аккумуляторной батареи 3, причем к каждому выпрямителю подключен только один аккумулятор.При реализации такого устройства могут быть использованы следующие схемные решения: в качестве устройства 5 индикации разряда - компаратор, один вход которого связан с датчиком напряжения аккумуляторной батареи, второй вход - с источником опорного напряжения, а выход с устройством индикации, например электрическим звонком; в качестве регулятора 6 напряжения - широтно-импульсный преобразователь, соединенный входом с системой управления, которая реализует отрицательную обратную связь по отклонению величины напряжения, пропорционального току нагрузки, от величины опорного напряжения; в качестве датчика 7 тока - резистивный датчик тока; преобразователь 8 напряжения может быть выполнен в виде двухтактного преобразователя с самовозбуждением, выходной трансформатор которого содержит гальванически развязанные выходные обмотки, количество которых равно числу аккумуляторов в аккумуляторной батарее, в качестве выпрямителей, входящих в блок выпрямителей 9 - мостовая схема выпрямления.Предлагаемое устройство для разряда аккумуляторной батареи работает следующим образом.В начале работы устройства с помощью регулятора 6 напряжения задается рекомендуемый для данного типа аккумуляторной батареи 3 ток разряда. Регулятор 6 напряжения совместно с датчиком 7 тока обеспечивает стабилизацию тока, проходящего через датчик 7 тока, при этом часть энергии отводится от аккумуляторной батареи 3 на преобразователь 8 напряжения, а вторая часть - на нагрузку 4, Преобразователь напряжения 8 вырабатывает на всех своих выходах прямоугольные напряжения равной амплитуды. Эти напряжения заводятся на входы выпрямителей из блока 9 выпрямителей. Если напряжение на любом аккумуляторе из аккумуляторной батареи 3 больше напряжения, заводимого на него с выхода выпрямителя блока 9 выпрямителей, то ток через выпрямитель не протекает. При уменьшении напряжения на аккумуляторе ниже величины напряжения, заводимого с выпрямителя, через выпрямитель течет ток подзаряда данного аккумулятора. Если в аккумуляторной батарее 3 часть аккумуляторов разряжена, то заряженные аккумуляторы посредством преобразователя 8 напряжения и блока 9 выпрямителей осуществляют их подзаряд до тех пор, пока уровни напряжений на всех аккумуляторах при равных разрядных токах не выравняются. При уменьшении напряжения аккумуляторной батареи 3 до определенной величины устройство индикации разряда, выдает сигнал о разряде аккумуляторной батареи 3.Предлагаемое устройство отличается от 1 о других тем, что оно обеспечивает одновременный полный разряд отдельных аккумуляторов аккумуляторной батареи, состоящей из последовательно включенных аккумуляторов, а следовательно, устраняет возможность выхода из строя аккумуляторов вследвследствие явления переполюсовки.Кроме того, устройство обеспечивает рекомендуемый для аккумуляторов режим разряда.Устройство для разряда аккумулятор О ной батареи может применяться для проведения контрольных разрядных циклов при подготовке аккумуляторной батареи к работе. Возможно использование этого устройства в составе автономного устройства, питания, содержащего аккумуляторную ба тарею, при этом с целью увеличения функциональных возможностей из него следует исключить регулятор напряжения с датчиком тока, стабилизирующие ток, протекающий через аккумуляторную батарею.Эффективность использования предлагаемого устройства заключается в повышении качества процесса разряда аккумуляторных батарей при циклировании и повышении эксплуатационной надежности при использованни аккумуляторных батарей в З 5 автономных устройствах.Формула изобретенияУстройство для разряда аккумуляторной 40 батареи, состоящей из последовательно вклю.ченных аккумуляторов, содержащее сопротивление нагрузки, блок индикации разряда, выходные клеммы для подключения разряжаемой аккумуляторной батареи и выходные клеммы для подключения каждого аккумулятора батареи, причем сопротивление нагрузки связано первым выводом с первой выходной клеммой, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем устранения возможности выхода из строя 5 О аккумуляторов при условии поддержаниярекомендуемого для данной аккумуляторной батареи разрядного тока, в него введены преобразователь напряжения, блок выпрямителей, датчик тока и регулятор напряжения, причем количество гальванически развязанных выходов преобразователя напряжения равно числу аккумуляторов в аккумуляторной батарее, первым входным выводом этот преобразователь связан с первой902116 Составитель И. Найдина Редактор Л. Пчвлинская Техред А. Бойкас Корректор М. Шароши Заказ 12398/64 Тираж 757 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4выходной клеммой для подключения батареи, вторым входным выводом - со входом регулятора напряжения, всеми выходами - со входами всех выпрямителей, входящих в блок выпрямителей, количество которых равно числу аккумуляторов в аккумуляторной батарее, а к выходам выпрямителей подключены соответствующие выходные клеммы для подключения аккумуляторов, при этом датчик тока включен между второй выходной клеммой для подключения батареи и управляющим входом регулятора напряжения, выход которого соединен со вторым выводом сопротивления нагрузки, а блок индикации разряда подключен к выходным клеммам для подключения аккумуляторной батареи. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМо 705599, кл. Н 02 1 7/10, 1979.2. Авторское свидетельство СССРМв 698081, кл. Н 01 М 10/48, 1979.3. Заявка ФРГ Мв 2842817, кл. Н 021 7/001979.4. Аккумуляторы типа НКГ. Техническоеописание и инструкция по эксплуатации.