Устройство для имитации аккумуляторной батареи

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМИТАЦИИ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ, содержащее выходные кленфлы, источник постоянного тока, ключевой регулятор, управляемый блоком управления, например широтно-импульсным модулятором, и блок моделирования разрядного напряжения батареи по току, входом связанный с датчиком тока, включенным в цепь ключевого регулятора, о т л. ичающееся тем, что, с целью повшиения точности воспроизведения эксплуатационных параметров аккумуляторной батарей, оно снабжено интегратором количества электричества, функциональным преобразователем, дифференциальным усилителем и. датчиком напряжения, подсоединенным к выходным клеммам, причем интегратор количества электричества входом соединен с датчиком тока, а выходом связан с первым входом функционального преобразователя , второй вход которого подключен к выходу блока моделирования разрядного напряжения, дифференциальный усилитель, входами соединенный с блоком моделирования разрядного g напряжения и функциональным преобра (Л зователем, выходом связан с первым входом блока,управления, второй вход которого подключен к датчику напряжения . .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЩАХ ЕСПУБЛИН уд) Н 01,М 10/42

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР

FIO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ г 1 (;:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3475173/24-07 (22) 22.07.82 (46} 07,02.84. Бюл. Р 5 (72) В.В.Пугачев (53) 621.355.1(088 ° 8) (56) 1. Моин В.С., Лаптев Н.Н. Стабилизированные. транзисторные преОбразователи. N. "Энергия", 1972, с.161, рис.6-1а.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 616669, кл. Н 01 М 10/42, 1976. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМИТАЦИИ

АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ, содержащее выходные клеммы, источник постояиного тока, ключевой регулятор, управляемый блоком управления, например широтно-импульсным модулятором, и блок моделирования разрядного напряжения батареи по току, входом связанный с датчиком тока, включенным в цепь ключевого регулятора, о т л,ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения эксплуатационных параметров аккумуляторной батареи, оно снабжено интегратором количества электричества, функциональным преобразователем, дифференциальным усилителем и.датчиком напряжения, подсоединенным к выходным клеммам, причем интегратор количества электричества входом соединен с датчиком тока, а выходом связан с первым входом функционального преобразователя, второй вход которого под-. ключен к выходу блока моделирования разрядного напряжения, дифференциальный усилитель, входами соединенный с блоком моделирования разрядного напряжения и функциональным преобраф зователем, выходом связан с первым входом блока, управления,.второй вход которого подключен к датчику напряже- ния.

1072152

2. Устройство no n. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что функциональный преобразователь выполнен в виде уравновешенного моста, три плеча которсго образованы резисторами, а в четвертое. плечо включен транзистор, причем входная диагональ моста связана с блоком моделирования разрядного напряжения по току, выходная диагональ соединена с одним из входов дифференциального усилителя, а управляющий вход транзистора подключен к выходу интегратора количества электричества.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в контрольно-испытательной аппаратуре систем электропитания автономных объектов.

Известен стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий источник постоянного тока, ключевой регулятор, ЬСД-фильтр и блок контроля и управленйя. Данное устройство может быть использовано в качестве имитатора аккумуляторной батареи (АБ). При этом в блок контроля и управления вводится фиксированное значение требуемого выходного 15 напряжения, соответствующее разрядному напряжению имитируемой АБ Г1 3.

Недостатком известного устройства является низкая точность воспроизве.дения протекающих в АБ переходных процессов при.изменении тока нагрузки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для испытания систем, пи- 25 тающихся от AS, соцержащее источник постоянного тока, ключевой регулятор, управляемый блоком управления, фильтр и .блок моделирования разрядного напряжения по току, входом связанный с датчиком тока, включенным в цепь ключевого регулятора. Данное устройство с достаточной точностью воспроизводит разрядное напряжение АБ в зависимости от тока.-потребителей путем выработки опорного напряжения блока управления, соответствующего вольт-амперной характеристике BAX

AB (2 ).

Однако при использовании известного устройства в качестве имитато- 4О ра АБ; обеспечивающей работу потребителей в течение продолжительного времени, имеет место неточность воспроизведения разрядного напряжения

AE вследствие иеучета изменения на- 45

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что интегра" тбр количества электричества выполнен в виде последовательного соединения преобразователя тока в частоту, цифрового счетчика и преобразователя код — напряжение.

4. Устройство по и. 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени испытаний, цифровой счетчик снабжен дополнительным установочным входом, подключенным к вновь введенному программному распределителю.

2 пряжения по мере расхода электрохимической емкости. Например, при постоянной величине тока потребителей значение выходного напряжения устройства в течение времени испытаний остается неизменным, в то время как разрядное напряжение AE по мере расхода емкости уменьшается. Таким образом, недостатком известного устройства является низкая точность воспроизведения эксплуатационных параметров AE.

Цель изобретения — повышение точнс4вти воспроизведения эксплуатационных параметров AE путем учета их зависимости от расхода электрохимической емкости.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для имитации

AB„ содержащее выходные клеммы„ источник постоянного тока, ключевой регулятор, управляемый блоком управления,и. блок моделирования разрядного напряжения .батареи по току,,входом связанный с датчиком тока, включенным в цепь ключевого регулятора, снабжено интегратором коли-чества электричества, функциональным преобразователем (ФН), дифференциальным усилителем (ДУ) и датчиком напряжения, подключенным к выходным клеммам, причем интегратор количества электричества входом соединен с датчиком тока, а выходом связан с первым входом функционального преобразователя, второй вход которого подключен к выходу блока моделирования разрядного напряжения, дифференциальный усилитель, входами соединенный а блоком моделирования разрядного напряжения и функциональным преобразователем, выходом связан с первым входом блока управления, второй вход которого подключен к датчику напряжения.

107 21 52

При этом функциональный преобразователь выполнен в вице уравновешенного моста, три плеча которого обра« зованы резисторами, а в четвертое плечо включен транзистор, причем входная диагональ моста связана с 5 блоком моделирования разрядного напряжения по .току, выходная диагональ соединена с одним из входов дифференциального усилителя, а управляющий вход транзистора подключен к выходу . 1О интегратора количества электричества.

Кроме того, интегратор количества электричества выполнен в виде последовательного соединения преобразователя тока в частоту, цифрового счетчика и преобразователя код - напряжение..

Цифровой счетчик устройства может быть снабжен дополнительным установоч. ным входом, подключенным к вновь вве-2 денному программному распределителю.

На чертеже изображена функциональ. ная электрическая схема предлагаемого изобретения.

Устройство для имитации АБ содержит источник 1 постоянного тока, ключевой регулятор 2, блок управления, например, ШИМ 3, фильтр 4„ датчик 5 напряжения, датчик 6 тока, блок

7 моделирования разрядного напряже- 30 ния по току, интегратор 8 количества электричества, функциональный преобразователь 9, дифференциальный усилитель 10. Интегратор 8 выполнен в виде последовательного соединения 35 преобразователя 11 тока в частоту., цифрового счетчика 12, преобразователя 13 код - напряжение. Функциональный преобразователь 9 выполнен в виде уравновешенного моста 14, об- 4р разованного резисторами 15-17 и транзистором 18. Резисторы 19 и 20 служат для выбора рабочей точки транзистора

18 при балансировке моста. Блок 7 и преобразователь 11 входами связа- 45 ны с датчиком 6 тока, включенным в цепь ключевого регулятора 2.

Выход преобразователя 13 код — напряжение соединен с эмиттер-базовым переходом транзистора 18 моста 14, входная диагональ которого подключена к выходу блока 7. Дифференциаль:ный усилитель 10 входами связан с выходной диагональю моста 14 и блока

6, а выходом соединен с одним из входом ШИМ 3, второй вход которого подключен к датчику напряжения 5, связанному с выходными зажимами 21.

С зажимами 21 соединена нагрузка 22.

Цифровой счетчик 12 снабжен дополни- ,тельным установочным входом, подклю- 60 ченным к программному распределителю

23. Блок 7 может быть выполнен в виде соединенных между собой усилителей постоянного тока, схема сое. динения которых обеспечивает реше- . 65 ние дифференциальных уравнений, описывающих временные характеристики имитируемой аккумуляторной батареи.

Устройство работает следующим образом.

Ток нагрузки 223„ фиксируется датчиком тока б, который вырабатывает сигнал, поступающий на входы блока 7 и преобразователя 11. По величине входного сигнала блок 7 модели. рует напряжение 0Э „= Е(7н, соответствующее напряжеййю имйтируемой

AB. Преобразователь 11 вырабатывает импульсы, частота следования которых прямо пропорциональна величине сигнала датчика б тока, поступающие на счетный вход цифрового счетчика

12. По истечении некоторого времени в счетчике 12 будет зарегистрировано некоторое число М импульсов, пропорциональное количеству электричества Я, переданного в нагрузку 22. Преобразователь 13 преобразует числовой код счетчика 12 в аналоговый сигнал напряжение 0, которое так же, как напряжение Б„хрн блока 7 поступает на вход функционального преобразователь 9. Напряжение воздействует на управляющий вход транзистора 18, изменяя его эмиттер-коллекторное сопротивление.

Изменение сопротивления в одном из плеч уравновешенного моста 14 приводит к его разбалансу, вследствие чего на зажимах выходной диагонали моста 14 появляется напряжение д0 = (цбщрН "a1 которое зависит от количества электричества 6, зарегистрированного интегратором 8, и значения напряжения ОБ, Н

Таким образом функциональный преобразователь 9 реализует зависимость величины поправки к напряжению по

BAX имитируемой АБ от расхода электрохимической емкости. Сигналы Ugypy с блока 7 и hUg c преобразователя 9 поступают на входы дифференциального усилителя 10, который вырабатынапряжение д6=05мРн Up даваемое на один йз входов ЙИМ 3.

ШИМ 3 вырабатывает сигналы управления ключевым регулятором 2, скважность которых пропорциональна разности выходного напряжения устройства

U z „, поступающего с датчика 5 напряжения, и опорного напряжения ОАБ .

Под действием сигналов управления ключевой регулятор 2 изменяет выходное напряжение устройства в соответствии с величиной тока нагрузки 22 и количеством электричества, зафиксированным интегратором 8. Фильтр 4 служит для сглаживания пупьсаций выходногО напряжения, приближения его к реальному разрядному напряжению

AG.

При необходимости сокращения времени испытаний аппаратуры, длител "

1072152

Составитель И.Найдина

Редактор Е.Кривина Техред С.Мигунова Корректор В.Бутяга

Заказ,136/46 Тираж 683; Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 но питающейся от АБ, программный распределитель 23 вырабатывает задан ные значения расхода электрохимической емкости имитируемой .АВ,, которые вводятся через дополнительный установочный вход в счетчик 12 в заданные моменты времени. При этом функциональный преобразователь 9 вырабатывает поправку, соответствующую вновь введенному значению 6 в счетчик 12, таким образом осуществляется коррекция выходного напряжения по расходу электрохимической емкости.

Источник 1 постоянного тока.может быть выполнен в .виде вторичного источника электропитания, включающего выпрямитель сети напряжения переменного тока и выходной фильтр. . -В предлагаемом устройстве благодаря учету количества электричества, переданного в нагрузку, и введению на этой основе поправки к выходному напряжению достигается более точное воспроизведение эксплуатационных параметров AS, что повышает качество испытаний аппаратуры, длительно питающейся от AS. Кроме того, выполнение входящего в состав интегратора счетчика 12 с дополнительным установочным входом, подключенным

® к программному распределителю, сокра.щает время испытаний и повышает производительность контроля анпаратуры.

Положительный эффект от использования предлагаемого устройства за15 ключаетсй в повышении точности воспроизведения эксплуатационных параметров АБ путем учета их зависимости от расхода электрохимической емкости