Устройство для заряда аккумуляторной батареи постоянной мощностью

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ ПОСТОЯННОЙ МОЩНОСТЬЮ , содержащее источник питания постоянного напряжения, ключевой регулирующий транзистор, первичную обмотку накопительного дросселя, ко вторичной обмотке которого через разделительный диод подключен фильтрующий конденсатор, соединенный с выходными выводами, и первый одновибратор схемы управления транзистором, снабженный источником питания, о тличающеес я тем, что, с целью расширения области применения, повышения надежности и згициты от перегруЗок , оно снабжено вторым одновибратором , первой и второй схемами И, схемой ИЛИ, инвертором, делителем напряжения, выпрямителем с фильтром И пороговым устройством, причем общий вывод источник питания схекы управления транзистором подключен к точке соединения ключевого регулирующего транзистора и первичной обмотки накопительного дросселя, выходы первого и второго одновибраторов соединены соответственно с первыми входами первой ,и второй схем и, параллельно первичной обмотке накопиi тельного дросселя подключен делитель напряжения, средняя точка ко (Л торого через выпрямитель с фильтром связана с пороговым устройством , выход которого соединен с вторым входом первой схемы И и через инвертор с вторым входом второй схемы И, выходы первой и второй схемы И подключены соответственно к первому и второму входам схемы ИЛИ, выход которой соединен со (У1 с управляющим электродом ключевого регулирующего транзистора. со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(50 Н 02У 7 10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3498741,/24-07 (22) 12. 10. 82 (46) 30.05.84. Бюл. М 20 (72) Ю. A. Шиняков, К. Г. Гордеев и Е.Н.Ендальцева (53) 621.355.163 (088.8) (56) 1. Зорохович А ° Е ° и др. Устройства для заряда и разряда аккумуляторных батарей. М., Энергия, 1975, с.28.

2. Александров Ф.И., Сиваков А.P.

Импульсные полупроводниковые преобразователи и стабилизаторы постоянного напряжения. Л., Энергия, 1970, с. 61 ° (54) (57) УСТРОЙСТБО ДЛЯ ЗАРЯДА АККуМУЛЯТОРНОЙ BATAPEH ПОСТОЯННОЙ МОЩНОСТЬЮ, содержащее источник питания постоянного напряжения, ключевой регулирующий транзистор, первичную обмотку накопительного дросселя, ко вторичной обмотке которого через разделительный диод подключей фильтрующий конденсатор, соединенный с выходными выводами, и первый одновибратор схемы управления транзистором, снабженный источником питания, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с..SU„„10 5 07 А целью. расширения области применения, повышения надежности и защиты от перегрузок, оно снабжено вторым одновибратором, первой и второй схемами

И, схемой ИЛИ, инвертором, делителем напряжения, выпрямителем с фильтром и пороговым устройством, причем общий вывод источник питания схемы управления транзистором подключен к точке соединения ключевого регулирующего транзистора и первичной обмотки накопительного дросселя, выходы первого и второго одновибраторов соединены соответственно с первыми входами первой,и второй схем И, параллельно первичной обмотке накопительного дросселя подключен делитель напряжения, средняя точка которого через выпрямитель с фильтром связана с пороговым устройством, выход которого соединен с вторым входом первой схемы И и через инвертор с вторым входом второй схемы И, выходы первой и второй схемы И подключены соответственно к первому и второму входам схемы ИЛИ, выход которой соединен с управляюцим электродом ключевого регулирующего транзистора.

1095307

Изобретение относится к преобра- зователям постоянного тока и может использоваться, в частности, для заряда аккумуляторных батарей (AB) в системах электроснабжения автономных объектов с первичными источни- 5 ками ограниченной мощности.

Известны устройства для заряда

АВ, реализующие различные режимы заряда: при неизменном зарядном токе, при неизменном зарядном 30 напряжении, при поочередной стабилизации тока или напряжения заряда и т.п. (1).

С целью повышения готовности объекта и максимального использования первичного источника заряд АБ, работающей в буферном режиме, обычно осуществляется всем избытком мощности первичного источника, а заряд вспомогательных маломощных АБ постоянным током. В последнем случае потребляемая от источника мощность в конце заряда АБ из-за повышения ее напряжения значительно превышает среднюю мощность заряда AB и система заряда оказывается неоптимальной из-за ограниченных удельных энергетических показателей.

Известно устройство для питания нагрузки постоянной мощностью, содержащее источник питания постоянно- ЗО го напряжения, ключевой регулирующий транзистор, первичную обмотку накопительного дросселя, к вторичной обмотке которого через разделительный диод подключен фильтрующий конденса- 35 тор, соединенный с выходными выводами, и одновибратор схемы управления транзистором.

Это устройство выполняет функцию стабилизации мощности при работе в 40 режиме прерывистых токов дросселя.

Условием обеспечения данного режима во всем диапазоне изменения напряжением на AS От (3зс,р„„„„ до У сер макс является выполнение равенства

Т= (l

Е (с<р МиН где Š— входное стабилизированное напряжение; и L, — индуктивности первичной и 2 вторичной обмоток накопительного дросселя соответственно, 55

При этом уровень стабилизируемой мощности Р„определяется по формуле

Ег 2

P —,— (г1

2(.„х

60 где 2(— частота переключения регулирующего транзистора.

Таким образом, при фиксированных значениях Е, Х, т выходная мощность устройства постоянна и не зависит or напряжения на АБ, 65

Величины L u L определяются из

1 условия обеспечения минимальной массы и максимального КПД устройства (2j.

Недостатком данного устройства является отсутствие защиты от перегрузки при понижении напряжения на AB.

В процессе хранения AB в результате саморазряда, или в результате глубокого разряда AB напряжение на

AB может оказаться ниже П

В случае необходимости описанного устройства для заряда AB с напряжением ниже U „„„ устройство переходит в режйм работы с непрерывным током дросселя. При этом выходная мощность устройства и ток заряда

AB с понижением напряжения íà AB резко возрастают.

Появляется опасность выхода устройства из строя.

Целью изобретения является расширение области применения, повышение надежности и защита устройства при перегрузках.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник питания постоянного напряжения, ключевой регулирующий транзистор и первичную обмотку накопительного дросселя, к вторичной обмотке которого через разделительный диод подключен фильтрующий конденсаторо р, соединен ный с выходными выводами, и первый одновибратор схемы управления транзистором, снабженной источником питания, дополнительно введены второй одновибратор, первая и вторая схема И, схема ИЛИ, инвертор, делитель напряжения, выпрямитель с фильтром и пороговое устройство, причем общий вывод источника питания схемы управления транзистором подключен к точке соединения ключевого регулирующего транзистора и первичной обмотки накопительного дросселя, выход первого одновибратора соединен с первым входом первой схемы И, выход второго одновибратора соединен с первым входом второй с>:емы И, делитель напряжения включен параллельно первичной обмотке накопительного дросселя, средняя точка делителя напряжения через выпрямитель с фильтром связана с пороговым устт. ройством, выход которого соединен с вторым входом первой схемы И и через инвертор с вторым входом Bro рой c>:åìû И, выход первой и второй схемы И подключены соответственно к первому и второму входам схемы ИЛИ, выход которой соединен с управляющим электродом ключевого транзистора.

На чертеже приведена структурная схема устройства для заряда АБ постоянной мощностью.

1095307

Устройство состоит из ключевого регулирующего транзистора 1, накопительного дросселя 2, разделительного диода 3, фильтрующего конденсатора 4 первого и второго одновибраторов 5 и 6, первой и второй схем И 7 и 8, делителя напряжения 9, выпрямителя с фильтром 10, порогового устройства 11, инвертора 12 и схемы ИЛИ 13.

Устройство работает следующим образом. 10

Напряжение на делителе напряжения относительно общего полюса ис" точника управления в момент времени, когда регулирующий транзистор 1 открыт, равно -Е, в момент времени, когда регулирующий транзистор 1 закрыт, .— +U бь!х „, 1

Это напряжение после делителя напряжения 9 выпрямляется выпрямителем с фильтром 10 и поступает на вход порогового устройства 11.

В расчетном режиме напряжение на AB и, следовательно, на выходе преобразователя выше U z< „„ °

На выходе порогового устройства

11 при этом высокий уровень напряжения, соответствующий логической единице. Сигнал от первого одновиб-. ратора 5 проходит через первую схе- 30 му И, схему ИЛИ и поступает на управляющий электрод регулирующего трав" зистора 1.

Прохождение сигнала от второго .одновибратора 6 запрещено логическим 35 нулем на втором входе второй схемы

И 8, поступающим с выхода порогового устройства 11 через инвертор 12.

Устройство работает в расчетном режиме. Выходная мощность стабили- 4 зируется на заданном уровне в соответствии с (2).

В случае пониженного напряжения на Ab в течение времени, когда регу" лирующий транзистор 1 закрыт, оно снимается с делителя напряжения 9, выпрямляется и сглаживается выпрямителем с фильтром 10, и поступает на вход порогового устройства 11.

Пороговое устройство, настроенное на значение U>« <, срабатывает.

На его выходе устанавливается значение напряжения, соответствующее уровню логического нуля.

Прохождение сигнала от первого одновибратора 5 запрещается.

Сигнал от второго одновибратора 6 через вторую схему И 8 и схему ИЛИ 13 поступает на управляющий электрод регулирующего транзистора 1.

Относительная длительность сигна ла управления второго одновибратора

7 у выбирается в соответствии с а ожидаемой величиной аварийного напряжения на AB таким образом, чтобы устройство при этом продолжало работать в режиме прерывистых токов дросселя.. В этом случае AB продолжает заряжаться постоянной мощностью,но меньшего уровня.

Выбором соответствующего значеМоЕНо добиться возможности включения устройства на практически полностью разряженную АВ, при этом заряд AB осуществляется небольшой постоянной мощностью.

Следовательно, обеспечивается защита устройства от перегрузки автоматическим переходом на меньший уровень стабилизируемой мощности при включении устройства на заряд AB c напряжением ниже U3gp м,.н

Таким образом, достигается расширение области применения устройства и повышается надежность его работы.

1095307

Сос тавитель И. Оглоблев

Редактор A. Гулько Тех ред Л. Мартякеьа Кор рек тор И . Шулл а

Эаказ 3685/37 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4