Устройство для контроля напряжения аккумуляторов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцнапнстическик

Республик (1Цl005220 (61} Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 13.05.81(21) 3288129/24-07 (51)M. Кл;

10/48 с присоединением заявки ¹

Гасударственный кеметет

СССР (23) Приоритет (53) УДК . 621.

355 1(088 8) Опубликовано 15.03.83, Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 18 ° 03. 83 ве аеаем кзееретений и еткрытий

А.Д. Голяков "

13,",",-,.",,:— Ыт. 01 У."- /, (72) Авторы изобретения

А.В. Гаев, В.В. Пугачев, Б.В. Ларюхин (7,1) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ

АККУМУЛЯТОРОВ

Изобретение относится к электро-технике и может быть использовано в автоматической линии тренировки и разбраковки аккумуляторов.

Известно устройство для контроля напряжения аккумуляторов, содержащее блок компарации, блок усиления, блок опроса, задатчик опорного .напряжения и блок коммутации 1 1.

Известно также устройство, содержащее блок контроля и блок фиксации . полярности, входами соединенные с токосъемным элементом, и выбрасыва тель 1.2).

В этом устройстве контроль напряжения аккумуляторов производится в интервал времени между неустойчивым контактированием в начальный и конечный моменты соприкосновения, токосъемного элемента с выводами аккумуляторотт. Длительность неустойчивого контактирования в начальный момент соприкосновения принимается постоянной и устанавливается при наладке ав2 томатической линии тренировки и разбраковки аккумуляторов. Случайное увеличение длительности неустойчивого контактирования в начальный момент соприкосновения, например из-за неравномерного прохождения аккумуляторами токосъемного элемента, и нарушение контакта в момент сравнения напряжения аккумулятора с эталонным напряжением приводят к ошибочной вь ю браковке аккумулятора из линии, вслед" ствие чего данное устройство имеет низкую достоверность контроля, Целью изобретения является повы" шение достоверности контроля напряжения аккумуляторов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее блок контроля и блок фиксации полярности, ахово дами связанные с токосъемным элементом, и выбрасыватель, снабжено блоком управления и селектором колебаний напряжения, входом подключенным к токосъемному элементу, а выходом сое3 1005 диненным с блоком управления, другие входы которого связаны с блоком фиксации полярности и блоком контроля, а выходы подключены к выбрасывателю и управляющим входам селектора колеба-s ний напряжения и блока контроля.

Селектор колебаний напряжения выполнен в виде последовательного соединения управляемого ключа, дифференциального элемента, усилителя и 10 формирователя импульсов.

Блок управления выполнен в виде логической схемы, состоящей из четырех триггеров, пяти элементов совпадения, двух элементов задержки и элемента развязки, причем первый триггер подключен через один из вхо- дов первого элемента совпадения к блоку фиксации полярности, а прямым выходом связан с входом селектора колебаний напряжения и с одним из входов второго элемента совпадения, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триг! ера, подключенного к выходу упомянутого селектора, прямой выход второго триг-, гера связан,с устанавливающим в ноль входом первого триггера, инверсный выход которого соединен с устанавливающим в ноль входом второго тригге- 30 ра, второй элемент совпадения выходом подключен к блоку контроля, третий триггер связан с блоком контроля через один из входов третьего элемента совпадения, вторым входом соединенного с инверсным выходом второго триггера, прямой выход третьего триггера подключен к выбрасывателю и одному из входов элемента развязки., который через один из элементов задерж- в ки связан с устанавливающим в ноль входом третьего и четвертого триггеров, инверсный выход третьего триггера соединен с одним из входов четвертого элемента совпадения и с одним из входов пятого элемента совпадения, выходом подключенного ко второму входу первого элемента совпадения, четвертый триггер, связанный через второй элемент задержки и второй вход четвертого элемента совпадения с блоком контроля, прямым выходом соединен с вторым входом элемента развязки, а инверсным выходом подключен ко второму входу четвертого эле55 мента совпадения.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства;

220 4 на фиг. 2 — функциональная электрическая схема устройства.

Устройство содержит (см. фиг. 1 и 2) блок контроля 1, блок фиксации полярности (БФП) 2, селектор колебаний напряжения (СКН) 3, блок управления 4, токосъемный элемент 5 и выбрасыватель 6.

Блок контроля 1, блок фиксации полярности 2 и селектор 3 входами подключены к токосъемному элементу 5, а выходами связаны с блоком управле" ния 4. Блок управления 4 выходами соединен с выбрасывателем 6 и управляющими входами блока контроля 1 и

СКН 3. Блок контроля 1 напряжения служит для сравнения напряжения аккумулятора Од с эталонным напряжением

0а и вырабатывания сигнала, если

UA> U . Блок контроля 1 состоит из упраляемого ключа 7, компаратора 8 и формирователя импульсов 9. СКНЗ 3 выделяет переменную составляющую контролируемого напряжения и формирует сигнал о ее наличии. СКНЗ 3 содержит управляемый ключ 1О, дифференциальный элемент 11, усилитель 12 и формирователь импульсов 13. Дифференциальный элемент 11 может быть выполнен в виде резистивно-емкостного фильтра.

БфП 2 предназначен для формирования сигнала при наличии на его вхоо де напряжения заданной полярности, например отрицательной. БФП 2 состоит из элемента фиксации полярности 14, усилителя 15 и формирователя импульсов 16.

Блок управления 4 в соответствии с заданным алгоритмом вырабатывает управляющие сигналы, поступающие в

СКН 3, блок контроля 1 и выбрасыватель 6..В состав блока управления 4 входят триггеры 17-20 RS-типа, элементы совпадения 21"25, элементы задержки 26 и 27 и элемент развязки 28, S-вход триггера 17 через элемент совпадения 21,подключен к формирователю импульсов 16 БФП 2. S-вход триггера

18 связан с формирователем импульсов

13 СКН 3. Управляющий вход ключа 10 соединен с прямым выходом триггера

17. Элемент совпадения 22 соединяет управляющий вход ключа 7 с прямым выходом. триггера 17 и инверсным выходом триггера 18. R-вход триггера 18 подключен к.инверсному выходу триггера 17., R-вход которого связан с npR1005220 6 совпадения 21 поступает íà S-выход триггера 17.

5 мым выходом триггера 18. S-вход триггера 19 через элемент совпадения

23 подключен к формирователю .импульсов 9 блока контроля 1 и инверсному выходу триггера 18. Элемент совпаде- s ния 24 входами соединен с инверсным выходом триггера 19 и через элемент задержки 26 с ключом 17, а выходом подключен к S-входу триггера 20.

Элемент совпадения 25 входами связан с инверсными выходами триггеров 19 и 20, а выходом соединен с одним из входов элемента совпадения 21. Элемент развязки 28 входом подключен к прямым выходам триггеров 19 и 20, а выходом связан через элемент задержки 27 с R-входами триггеров 19 и 20. Прямой выход триггера .19 соединен с выбрасывателем 6. Элемент 26 задерживает прохождение сигнала, поступающего на его вход, в течение .времени, которое требуется для надежного сравнения напряжения аккумулятора с эталонным напряжением. Элемент

27 задерживает прохождение сигнала на время, за которое. аккумулятор проходит путь от токосъемного элемента

5 до выбрасывателя 6. Компаратор 8 может быть выполнен в виде диодного ограничителя ми .имального напряжения.з1 !

Элемент 14 может быть выполнен в виде фиксатора уровня отрицательного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении триггеры 1720 находятся в нулевом состоянии.

Выбрасыватель 6 находится в положении, препятствующем прохождению акку- 4о мулятора по автоматической линии тренировки и разбраковки. На автоматической линии при разряде нормальным является напряжение в виде отрицательного перепада величиной более 1В.

У аккумуляторов, подлежащих удалению . из линии, напряжение может быть отрицательным, величиной менее 1В (аккумулятор разряжен), и нулевым или положительным (производственный брак).

so

При соприкосновении токосъемного элемента 5 -. выводными клеммами проходящего аКкумулятора на вход элемента фиксации полярности 14 (см. фиг. 2) подается напряжение аккумулятора. Если напряжение имеет отрицательную полярность, элемент 14 вырабатывает сигнал, который через усилитель 15, формирователь импульсов 16 и элемент

Триггер 17 переводится в единичное состояние и производится проверка отсутствия колебаний напряжения на токосъемном элементе 5. Под действием сигнала с прямого выхода триггера 17 ключ 10 замыкается, подсоединяя дифференциальный элемент 11 к токосъемному элементу 5. Если напряжение элемента 5 колеблется, то дифференциальный элежент 11 вырабатывает сигнал, который опрокидывает триггер 18 в единичное состояние. Затем под действием сигнала с прямого выхода триггера 18 устройство возвращается в исходное положение. Триггер 17 переводится в нулевое состояние, раз.-, мыкая ключ 10 и возвращая триггер 18 в нулевое состояние. При наличии отрицательной полярности на входе эле. мента фиксации полярности 14 триггер

17 вновь переводится в единичное со" стояние и провеока колебаний напряжения. на токосъемном элементе 5 повторяется. Если колебаний напряжения нет, то дифференциальный элемент 11 не вырабатывает сигнал и триггер 18 остается в исходном состоянии. Под действием сигналовс инверсного выхода триггера 18 и прямого выхода триггера 17 ключ 7 замыкает контакты, соединяя компаратор 8 с токосъемным элементом 5. В компараторе 8 напряжение аккумулятора сравнивается с эталонным напряжением 1В. Если компаратор 8 вырабатывает сигнал, то он поступает через формирователь импульсов 9 на элемент совпадения 23.

При наличии сигнала с инверсного вы; хода триггера 18 элемент совпадения 23 формирует импульс, который переводит триггер 19 в единичное состояние. Сигнал с инверсного выхода триггера 19 пропадает. Элементы совпадения 21 и 25 запрещают прохождение сигналов на триггер 17 во избежание повторного контроля напряжения на одном и том же аккумуляторе.

Элемент совпадения 24 запрещает прохождение сигнала на триггер 20. Под действием сигнала с прямого выхода триггера 19 выбрасыватель 6 изменяет свое положение, пропуская, проходящий аккумулятор. Выбрасыватель 6 остается в указанном положении в течение времени, определяемого элементом задержки 27.

7 1009

По истечении этого времени триггеры 19 и 20 переключаются и выбрасыватель 6 .возвращается в исходное состояние. Триггеры 17 и 18 также возвращаются в исходное состояние по сигналу с СКН,3, вырабатываемому по колебаниям напряжения в конечный мо-. мент соприкосновения аккумулятора с токосъемным элементом 5. В случае появления колебаний напряжения в момент сравнения напряжений триггер 18 переводится в единичное состояние.

Элемент совпадения 23 запрещает прохождение сигнала с формирователя импульсов 9 на триггер 19 и устройство возвращается в исходное положение. ,Контроль напряжения в этом случае повторяется. Если напряжение аккумулятора менее 1В, то компаратор 8 сигнал не вырабатывает. По истечении времени, которое задается элементом задержки 26, сигнал с ключа 7 вместе с сигналом с инверсного выхода триггера 19, поступающие на вход элемента совпадения 24, переводят триггер 20 в единичное состояние. Сигнал с инверсного выхода триггера 20 запрещает прохождение импульсов на вход триггера 17. По истечении времени задержки сигнала элементом 27 устройст- ЗО во возвращается в исходное положение.

Выбрасыватель 6 своего положения в этом случае не изменяет и. разряженный аккумулятор из линии удаляется, Если напряжение аккумулятора равно нулю или имеет положительную полярность, устройство остается в исходном положении, а аккумулятор из линии удаляется. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет ис- ю ключить ошибочный выброс аккумулятора из линии вследствие неустойчивого контактирования токосъемного элемента с выводами аккумулятора.

Положительный эффект; ожидаемый Is от использования предлагаемого устройства, заключается в повышении достоверности.контроля напряжения аккумуляторов за счет обеспечения производства измерения только при устой- щ чивом контактировании выводов аккумулятора с токосъемным элементом. формула изобретения

1. Устройство для контроля напряжения аккумуляторов, содержащее блок контроля и блок фиксации поляр220 ности, входами связанные с токосъемным элементом, и выбрасыватель, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено блоком управления и селектором колебаний напряжения, входом подключенным к токосъемному элементу, а выходом соединенным с блоком управления, другие входы которого связаны с блоком фиксации полярности и блоком контроля, а выходы подключены к выбрасывателю и управляющим входам селектора колебаний напряжения и блока контроля.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что селектор колебаний напряжения выполнен в виде последовательного соединения управляемого ключа, дифференциального элемента, усилителя и формирователя импульсов.

Устройство по и. 1, о т и и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления выполнен в виде логической схемы, состоящей из четырех триггеров, пяти элементов совпадения, двух элементов задержки и элемента развязки, причем первый триггер подключен через один из входов первого элемента совпадения к блоку фиксации полярности, а прямым выходом связан со входом селектора колебаний напряжения и с одним из входов второго элемента совпадения, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, подключенного к выходу селектора колебаний напряжения, прямой выход второго триггера связан с устанавливающим в ноль входом первого триггера, инверсный выход которого соединен с устанавливающим в ноль входом второго триггера, второй элемент совпадения выходом подключен к блоку контроля, третий триггер связан с блоком контроля. через один «из входов третьего элемента совпадения, вторым входом соединенного с инверсным выходом второго триггера, прямой выход третьего триггера подключен к выбрасывателю и одному из входов эле.cF мента развязки, который через один из элементов задержки связан с устанавливающим в ноль входом третьего и четвертого триггеров, инверсный выход третьего триггера соединен с одним из входов четвертого элемента совпадения и с одним из входов пятого элемента совпадения, выходом подклюФиг. 2

Составитель И. Иайдина

Редактор И. Петрова Техред К.Иыцьо Корректор Л. Бокаан

Заказ 1917/73

Тираж 701 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПЛП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 1005220 10 ченного ко второму входу первого эле- Источники информации, мента совпадения, четвертый триггер, принятые во внимание при экспертизе связанный через второй элемент задерж- 1. Авторское свидетельство .СССР ки и второй вход четвертого элемента ;H 319977, кл. Н 01 M 10/48, совпадения с блоком контроля, прямым 5 1969. выходом соединен со вторым входом элемента развязки,а инверсным выхо- 2. Авторское свидетельство СССР дом подключен ко второму входу чет- И 330501 кл. Н 01 М 10/48, вертого элемента совпадения. 1970.

Ф о i