Устройство для заряда аккумуляторных батарей

Авторы зобретен Глейзер, И. А. Корбут П. Белокуро сесоюане й ордена Трудового Красного Знамени наргде; нВмегЫГйгреййекнйинститут горной геомеханики и маркшейдерского де(71) Заявител 54 УСТРОЙСТВ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТА Изобретение относится к устройствам, при. меняемым для заряда аккумуляторных баырей, в частности к зарядным устройствам, применяемым в маркшейдерских гирокомпасах,в Известно устройство с двойным регулиро ванием, в котором с одной стороны, при помощи схемы стабилизатора тока поддерживается постоянным ток нагрузки, а с другой стороны; используется автоматически регулируемый источник постоянного напряжения, величина которого регулируется так, чтобы напряжение на регулирующем транзисторе поддерживалось постоянным 1).Однако применение двойного регулирования в устройствах для заряда аккумуляторных батарей нежелательно, так как приводит к : серьезному усложнению схемы и требует дополнительно большого числа сложных элементов.Известно устройство для заряда аккумуляторной батареи содержащее выпрямитель истабилизатор тока, позволяющее заряжать стабилизированным током аккумуляторную батарею при ее правильном подключении квыходным клеммам устройства 21.Известно зарядное устройство для аккумуляторных батарей, содержащее сетевой трансформатор с вторичной обмоткой, снабженнойтремя выводами, выпрямитель, одна иэ вход.ных клемм которого соединена с первымвыводом вторичной обмотки трансформатораи реле с перекидным контактом, включенным между второй входной клеммой выпрямителя и вторым и третьим выводами вторичной обмотки трансформатора, причем об.мотка реле подключена к выходным клем.мам устройства. Указанное подключение релепозволяет автоматизировать процесс переключения вторичных обмоток трансформатора взависимости отчисла подключаемых к выходным клеммам зарядного устройства аккумуля.торов, Причем, при подключении двух батарей число витков вторичной обмотки трансформатора увеличивается 13),Недостатком данного устройства являетсянестабильность зарядного тока так как помере заряда существенно изменяется ЭДС и9211 мителя 5. 3 95внутреннее сопротивление батареи. Изменениетока заряда затрудняет контроль емкостиФзаряжаемой батареи, и отрицательно сказывается на долговечности самой батареи. Подключение обмотки реле параллельно заряжаемойбатарее усугубляет указанную нес 9 абильностьтока заряда, так как по мере изменениясопротивления батареи происходит перераспре.деление тока между обмоткой реле и аккумулятором.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению являетсяустройство для заряда аккумуляторной батареи, позволяющее заряжать аккумуляторнуюбатарею при ее произвольном подключении.к выходным клеммам зарядного устройства,содержащее стабилизатор тока, устройство определения полярности подключаемой батареии коммутирующее устройство 41.Недостатком данных устройств являетсяуменьшение КПД в тех случаях когда устройство используется для заряда как одной,так и нескольких батарей, или батарей сразличным числом элементов. Так, при эксплуатации маркшейдерских гирокомпасов, первичным источником питания которых являют.ся аккумуляторные батареи, возникает необходимость заряжать либо одну, либо две аккумуляторные батареи. При этом зарядныеустройства, входящие в комплект приборов,проектируются с учетом изменения нагрузкив два.раза, что вызывает увеличение габаритов из-за увеличения площади радиатора регулирующего транзистора и снижение КПДзарядного устройства при заряде одной батареи (на 30-40%). ле свободная входная клемма выпрямителя подключена к третьему и второму выводам3вторичной обмотки трансформатора.На чертеже изображена схема предлагаемо. го устройства.Устройство содержит сетевой трансформатор 1 с вторичной обмоткой, имеющей три вывода 2 - 4 трансформатор 1 выводом 2 непосредственно соединен с входом выпрямителя 5, к выходным концам которого подсоединен емкостной фильтр б. Клеммы емкостного фильтра б связаны с входами стабилизавора тока 7, в котором база, регули. рующего транзистора 8 соединена с выходом транзисторного усилителя обратной связи 9,вход которого подключен к выходу схемы 10 сравнения, один вход которой связан сэталонным резистором 11, а другой с од.ной из выходных клемм зарядного,устройства 12, к которым подсоединяются аккумуляторные батареи 13. Обмотка реле 14 одним концом подсоединена к одному из выходных концов выпрямителя, а другим - через параллельно соединенные резистор.15 и замыкающий контакт 16 к. выходной цепи транзисторного усилителя обратной связи 9. Перекидным контактом 17 третий вывод 4 вторичной обмотки трансформатора 1 соединен с вторым входом выпряЗарядное устройство работает следующимобразом.При подключении двух аккумуляторныхбатарей 13 к выходным клеммам 12 (поло.жение 1) через аккумуляторные батареи 12Цель изобретения - повышение КПД устрой. ства путем автоматического изменения напряжения на входе выпрямителя при изменении числа заряженных батарей и сохранение стабильности тока заряда.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для заряда аккумуляторных батарей, содержащее силовой трансформатор с вто. ричной обмоткой, имеющий три вывода, выпрямитель с емкостным фильтром, одна из входных клемм которого непосредственно соединена с первым выводом вторичной обмотки трансформатора и стабилизатора зарю- ного тока с последовательным регулирующМм транзистором и транзисторным усилителем обратной связи, дополнительно введено реле с замыкающим и перекидным контактами, причем один конец обмопси реле подсоединен,к одной иэ выходных клемм выпрямителя, а другой через параллельно соединенные резистор и замыкающий контакт реле к выходу транзисторного усилителя обратной связи, при этом через перекидной контакт ре протекает ток заряда. Схема 10 сравнениясравнивает падение напряжения на эталонном резисторе 11 с опорным напряжением, образуя сигнал рассогласования, Этот сигнал усилива. ется до требуемой величины транзисторным усилителем обратной связи 9 я подается в соответствующей фазе на базу регулирующего транзистора 8, у которого меняется сопротивление коллекторно-эмиттерного перехода так, что рассогласование устраняется. При этом падение напряжения на регулирующем транзис. торе не превышает заранее заданной номинальной величины (на практике эта величина не превышает 5 - 6 В). Режим работы по постоянному току транзисторного усилителя обратной связи 9 определяется в основном величиной омического сопротивления обмотки реле 14 и последовательно соединенным с ним резистором 15. Контакты реле 1 б и 17 находятся в исходном состоянии и третий выход 4 вторичной обмотки трансформатора 1 через контакт 17 подсоединен к входной цепи выпрямителя 5, обеспечивающего через емкост5 9 ной фильтр 6 максимальную величину напряжения питания на входе стабилизатора тока 7,При подключении вместо двух аккумуляторных батарей 13 одной (положение 2) к выходным клеммам 12, напряжение на клеммах 12 почти в два раза меньше по сравнению с предыдущим случаем, остальное напря. жение падает на регулирующем транзисторе 8, вследствие этого почти в два раза увеличивается ток в выходной (коллекторной) цепи транзисторного усилителя обратной связи 9, протекающий и через обмотку реле 14. При таком увеличении тока срабатывает реле 14. Его контакт 17 переходит в положение, при котором второй вывод 3 вторичной обмотки трансформатора 11 подсоединяется к входу выпрямителя 5. Напряжение на входе и соответственно. на выходе выпрямителя 5 уменьшается. При этом уменьшается и перепад напряжения на регулирующем транзисторе, и соответственно, ток, протекающий через обмотку реле 14, однако сила тока ие достигает величины тока отпускания реле. Надежное удержание реле 14 обеспечивается еще и тем, что при его срабатьтвании замыкающий .контакт 16 шунтирует резиь тор 15. Ток через обмотку реле 14 при этом незначительно повышается и тем самым обеспечивает надежность удержания реле 14. Напряжение на клеммах емкостного фильтра 6 сохраняется в тот момент, когда перектц. ной контакт 17 переходит от вывода 4 к выводу 3 вторичной обмотки. трансформато ра 1, Поэтому ток в обмотке реле 14 не прерывается и не возникает никаких колебательных режимов работы устройства.При отключении аккумуляторов, ток в выходной цепи транзисторного усилителя об. ратной связи резко падает и реле возвра.щается в свое исходное состояние.В тех случаях, когда напряжение перемен. ного тока сети оказывается ниже нормы и заряд двух, батарей невозможен, заряд одной батареи может быть осуществлен, так как реле 14 не срабатывает в этом случае и на выходных клеммах 12 - максимально возможное напряжение.Таким образом, дополнительное введение в зарядное устройство реле с двумя контак. тами позволяет облегчить режим работы регулирующих транзисторов в тех случаях, когда приходится заряжать различное число акку-муляторных батарей, если батареи больпте 59211 6двух, то всегда иэ любого требуемого ихколичества можно выделить такую группу,которая заряжается при подключении толькочасти вторичной обмотки входного сетевого трансформатора, в то время как для заря.да всех аккумуляторов используется вторичная обмотка полностью, Тем самым повы-.шается надежность работы устройства и увеличивается его КПД, когда устройство рабо 1 р тает при пониженной нагрузке, а эа счеттого, что. уменьшается иэбь 1 ток тепловой энер.гии, рассеиваемой на регулирующем транзисторе, появляется возможность уменьшитьплощадь радиатора, а следовательно и габариты устройства,Формула изобретения Устройство для заряда аккумуляторныхбатарей, содержащее сетевой трансформаторс вторичной обмоткой, имеющей три вывода,выпрямитещ с емкостиым фильтром, однаиз входных клемм которого непосредственносоединена с первым выводом вторичной об.мотки трансформатора, и стабилизатор зарядного тока с последовательным регулирующимтранзистором и транзисторным усилителемобратной связи, о т л и ч а ю щ, е е с ятем, что, с целью повышения КПД устройства, в него дополнительно введено реле сзамыкающим и перекидным контактами, причем один конец обмотки реле подсоединенк одной из выходных клем выпрямителя, адругой через параллельно соединенные резисМ тор и замыкающий контакт реле - к выходутранзисторного усилителя обратной связи,при этом через перекидной контакт реле сво.бодная входная клемма выпрямителя подклю.чена ко второму и третьему выводам вторич 40 ной обмотки трансформатора,Источники информации,принятые во, внимание при экспертизе1, Источники электропитания на полупровод 4 З пиковых приборах, под ред,. С. Д. Додика идр, советское радио", М., 1969, с, 198 - 199,2. Патент США У 3781631, кл. 320 - 25,1973.3. Патент Франции У 2050865, кл. Н 013 7/О,50 19714. Авторское. свидетельство СССР У 562896,кл. Н 02 У 7/10, 1975.Тираж 669 Государственного лам изобретении ва, Ж, Рауш Подписноекомитета СССРи открытийкая наб., д. 4/5