Система заряда

СОЮЗ СОВЕТСНИ ОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 15 4 19) (1 51) 5 Н 02 Л 7/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЛЬСТВ Корнее во СС о СССР1979. ательиой ко. - Ки" тройство муляторных с. 138,ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СНИ(56) Авторское свидетельКф 1128333, кл, Н 02 3 7/ Авторское свидетельств У 898553, кл. Н 02 Л 7/02 Патент США У 4179648,кл. Н 02 Л 7/04, 1979. Справочник по преобраз технике./Под ред. И.М,Чиж ев: Техника, 1978, с. 447 Зорохович А,Е. и др. У для заряда и разряда акку батарей. 1 ф,: Энергия, 19 рис. 5-1.Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам заряда аккумуляторных батарей, и может быть использовано для ускоренного заряда никель-кадмиевых герметичных аккумуляторных батарей преимущественно большой емкости.Целью изобретения является ускорение процесса и увеличение срока службы аккумуляторной батареи.На чертеже изображена структурная схема системы заряда.Система содержит аккумуляторную батарею (АБ) 1, источник 2 зарядного тока (ИЗТ), цифровую систему 3 уп равления (ЦСУ), которая состоит из блока 4 микропрограммного управления(57),.Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствамзаряда аккумуляторньпс батарей (АБ),и может быть использовано для ускорения заряда никель-кадмиевьпс герметичных батарей преимущественно большойемкости, Цель - ускорение процесса иувеличение срока службы АБ, Она достигается использованием для регулирования зарядного тока по экспоненциальному закону управляемого тиристорного выпрямителя с цифровой системой управления, содержащей блок мик-.ропрограммного управления и цифровоефаэосдвигающее устройство. 1 ил,(БМпУ) и цифрового фазосдвигающегоустройства (ЦфСУ) 5. БМпУ 4 снабженпусковым входом б, а также содержитВЯ-триггер 7, инвертор 8, логическийэлемент 2 И 9, генератор 10 импульсовИЗТ 2 выходами подключен непосредственно к АБ 1, а входами - к соответствующим выходам ЦСУ 3. Причем пусковой вход 6 БМпУ 4 объединен по входу с инвертором 8, выход которого подается на вход обнуления ПС 12, и с Я-входом КЯ-триггера 7, прямой выход которого связан с одним из входов логического элемента 2 И 9, второй вход которого подключен к выходу ГИ 10, а выход соединен с выходом 16 генератора БМпУ 4 и входом таймера 11, выход которого соединен с выходом 17 разрешения записи, информационные выходы ПС 12 подключены к адресным входам ПЗУ 14, Н информационных выхо" дов которого связаны с одноименными выходами 15 БМпУ 4, а (Я 41)-й выход соединен с К-входом КЯ-триггера 7. Информационные входы и вход разрешения записи БР 18 соединены с одноименными входами РС 19, выход обнуления которого объединен с собственным входом разрешения записи, входом РИ 20, выходы которого являются выходами ЦСУ 3, и К-входом КЯ-триггера 21, Я-вход которого связан с выходом НО 22, а прямой выход - с одним из входов логического элемента 2 И-НЕ 23, второй вход которого подключен к выходу 16 генератора БМпУ 4, а выход - к вычитающему входу РС 19. При этом информационные выходы 15, выходы генератора 16 и разрешения записи 1 БМпу 4 связаны с одноименными входами ЦФСУ 5. 5 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 Система заряда работает следующим образом.В исходном состоянии АБ 1 подключена к выходным клеммам ИЗТ 2 и пол.ностью разряжена. Состояние элементов ЦСУ 3 может быть любым. Пля запуска устройства на пусковой вход 6 ЦСУ 3 подается импульс низкого уров-ня, который, поступая через инвертор 8 на вход обнуления ПС 12, устанавливает его в нулевое состояние, Этот же импульс, поступая на Я-вход КЯ-триггера 7, "станавливает его в прямое состояние, разрешая тем самым поступление импульсов с ГИ 10 через логический элемент 2 И 9 на вход таймера 11 и выход 16 генератора БМпУ 4. Под действием импульсов ГИ 10 таймер 11 через равные промежутки времени, длительность которых определяется предварительной настройкой тай-мера 11, вырабатывает прямоугольные,импульсы, поступающие на счетньйвход ПС 12. При поступлении первогоимпульса на счетный вход ПС 12 навыходе последнего устанавливается код1 (в двоичной .истеме счисления),который поступает на адресные входыПЗУ 14, в котором хранится программазакона изменения зарядного тока,представляющая собой последовательность двоичных кодов, записанных всоответствующие ячейки ПЗУ 14, Поадресу 1 из первой ячейки ПЗУ 14 считывается первый двоичный код, который через информационные выходы15 БМпУ 4 поступает на соответствующие входы ЦФСУ 5, которое преобразует его в фазовый сдвиг угла отпирания тиристоров ИЗТ 2, Импульс таймера 11 поступает также на БЗ 13,который задерживает его на время Сопределяющееся временем задержки импульса при прохождении через ПС 12и временем считывания кода из ПЗУ 14.На выходе БЗ 13 импульс появляетсяпосле установки на выходе ПЗУ 14 двоичного кода и разрешает запись его вЦФСУ 5. Через интервал временинавыходе таймера )1 появляется следующий импульс, который увеличивает состояние ПС 12, на единицу, что приводит к считыванию из ПЗУ 14 очередного двоичного кода, которыи импульсомразрешения записи с выхода БЗ 13 записывается в ЦФСУ 5. Таким образом,БМпу 4 работает до выборки из ПЗУ 14Х двоичных кодов, при этом содержимое ПС 12 изменяется в пределах 0 -Х за счет выработки таймером 11 Х импульсов под действием ГИ 10. При этомН разрядов ПЗУ 14 образуют В информационнь 1 х выходов 15 БМпУ 4, а (Н++1)-й разряд первых Х ячеек ПЗУ 14содержит значение единицы, соответствующее высокому уровню напряжения.При поступлении с выхода таймера 1(Х+1)-го импульса на выходе ПС 12образуется двоичный код (Х+1) , чтосоответствует выборке из ПЗУ 14 содержимого ячейки с адресом Х+1, которым является двоичный код, в (11++1)-м разряде которого записано значение нуля, что соответствует низкому уровню напряжения, которое, поступая на К-вход КЯ-триггера 7, перебрасывает его в инверсное состояние,чем прекращается поступление импульсов ГИ 10 на вход таймера 11 и515 выход 1 б генератора БМпУ 4, Заряд окончен.Таким образом, БМпУ 4 осуществляет программу реализации соответствующего закона изменения зарядного то ка путем последовательной выборки двоичных кодов, записанных в ячейках, ПЗУ 14. Двоичные коды в ЦФСУ 5 преобразуются в фазовый сдвиг импульсов отпирания тиристоров ИЗТ 2, благодаря чему на выходе последнего устанавлива ется значение зарядного тока, пропорциональное величине двоичного кода. При этом можно использовать различные схемы ЦФСУ.ЦФСУ 5 работает следующим образом.Двоичный код с информационных выходов 15 БМпУ 4 поступает на информационные входы БР 18 и по импульсу разрешения записи с выхода БЗ 13 записывается в него. НО 22 вырабатывает импульсы в точках естественной коммутации тиристоров, в которых начинается отсчет величины фазового сдвига угла отпирания тиристоров ИЗТ 2Импульс с НО 22, поступая на Я-вход КЯ-триггера 21, перебрасывает его в единичное состояние, разрешая тем самым прохождение импульсов ГИ 10 через вход генератора ЦФСУ 5 и логический элемент 2 И-НЕ 23 на выход вычитания РС 19. Если РС 19 до этого находился не в нулевом состоянии, то после установления его в нуль, импульс с выхода обнуления запишет в РС 19 значение двоичного кода, находящегося в БР 18, и перебросит триггер 21 в инверсное состояние, что приведет к запрещению подачи импульсов ГИ 10 на вычитающий вход РС 19. ЦФСУ 5 переходит в ждущий режим. Если РС 19 в нулевом состоянии, то двоичный код запишется в него сразу по появлении на выходах БР 18. Далее очередной импульс с НО 22 вновь разрешит поступление импульсов ГИ 10 на вычитающий вход РС 19, что означает начало формирования фазового сдвига угла отпирания тиристоров, При обнулении РС 19 с его выхода обнуления вновь выдается импульс, который разрешает запись кода из БР 18 в РС 19 и прекращает поступление импульсов на вход вычитания. Кроме того, поступая на вход РИ 20, формирует импульсы отпирания соответствующей Фгруппы тиристоров, сдвинутых относительно точки естественной коммутации 346306на величину фазового сдвига, пропорционального величине двоичного кода,При этом на выходе ИЗТ 2 устанавливается определенное значение зарядного тока, которое поддерживается5в течение времени Г . При поступлениина входы ЦФСУ 5 очередного двоичногокода последний указанным образом запишется в БР 18, что приведет к. установлению на выходе ИЗТ 2 новогозначения зарядного тока, В ПЗУ 14БМпУ 4 двоичные коды имеют такиезначения, что при последовательнойвыборке их из ПЗУ 14 на выходе ИЗТ2 значение зарядного тока уменьшается по экспоненциальному закону.Таким образом, закон изменения зарядного тока полностью определяется про 20 граммой, записанной в ПЗУ 14,Величина интервала времени о, формируемого таймером 11 и ПЗУ 14, зависит от желаемой степени точности реализации экспоненциальной кривой.25 Для программирования ПЗУ 14 необходимо предварительно рассчитать значения двоичных кодов о , соответст"вующих величинам угла отпирания тиристоров , Из анализа работы тиристорного выпрямителя на противо-ЭДС получено выражение для расчета зависимос-ти угла. отпирания тиристоров о оттребуемого закона изменения зарядного тока. 35 сК (й) =созо+1 сЫ+Ь; с=2 зп 8+2 6 соз 9; к соз 840где Е(С) - функция во времени, выражающая требуемый закон изменения заряного тока, например, еЕдьф 5 е=агсоз "- - угол отсечки;ЕяЕдб - ЭДС аккумуляторной батареи;Е- амплитуда ЭДС вторичной об мотки трансформатора тиристорного выпрямителя.Уравнение (1) нужно решать для Хзначений зарядного тока в моменты вре"мени, соответствующие выражению При этом получают значение угла М .Для получения требуемых данных длязаписи в ПЗУ 14 необходимо каждое значение Ы с учетом коэффициента пропорциональности д представить в двоичнойсистеме счисления. При этом где Е Щ частота ГИ 10;частота питающей сети; 10количество пульсаций выпрямленного напряжения ИЗТ 2 Тогда Таким образом, предлагаемая система позволяет осуществить заряд АБ уменьшающимся по экспоненте током, 30 что ускоряет процесс заряда при условии увеличения срока службы никелькадмиевых герметичных АБ. Формула изобретения Система заряда, содержащая аккумуляторную батарею, источник зарядного тока, выполненный в виде управляемого тиристорного выпрямителя, и 40 устройство управления выпрямителем,о =ВЫ15Полученные значения двоичных кодов Ы, нужно записать в соответствующие ячейки ПЗУ 14 с адресами Х. Например, значение Ы, полученное при Хщ 1, нужно записать в ячейку ПЗУ 14 с адресом 1, при Хщ 2 - в ячейку с адресом 2 и т.д., при ХХ - в ячейку с адресом Х. Причем в (Я+1)-м разряде этих ячеек должно быть записано значение единицы, а в ячейке с адресом Х+1 - значение нуля. о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с.целью ускорения процесса и увеличениясрока службы аккумуляторной батареи,устройство управления содержит блокмикропрограммного управления и цифровое фазосдвигающее устройство, выходы которого подключены к управляющим электродам тиристоров источниказарядного тока, а информационные входы, вход генератора и разрешения записи связаны с одноименными выходамиблока микропрограммного управления,при этом блок микропрограммного управления содержит КЯ-триггер, инвертор, логический элемент 2 И, генератор импульсов, таймер, программныйсчетчик, блок задержки .и постоянноезапоминающее устройство, причем пусковой вход блока объединен по входус инвертором, выход которого подается на вход обнуления программногосчетчика и Я-входом КЯ-триггера,прямой выход которого связан с одним иэ входов логического элемента2 И, второй вход которого подключенк выходу генератора импульсов, а выход соединен с выходом генератора блока микропрограммного управления ивходом таймера, выход которого подается на счетный вход блока задержки,выход которого соединен с выходомразрешения записи блока микропрограммного управления, информационные выходы программного счетчика подключены к адресным входам постоянного запоминающего устройства, Б информационных выходов которого связаны с одноименными выходами блока микропрограммного управления, а (Я+1)-й выход соединен с К-входом КЯ-триггера.1534630 Составитель И.Найд Техред Л.Сердюков а Корректор Т,Палий ктор И.Шулл т "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 оизводственно-издательский ком Заказ 51 Тираж 417 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раущская наб д, 4/5