Устройство для заряда аккумуляторной батареи транспортного средства

 

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к универсальным источникам питания транспортных средств. Цель : изобретения - повьшение стабильности зарядного тока и защита устройства и аккумуляторной батареи (ЛВ) при неправильном подключении последней. Это достигается за счет зффективного контроля заряженности АБ с применением блоков выделения и измерения ЭДС заряжаемой АБ в момент прохождения сетевого напряжения через нулевое значение. Введение в устройство блоков повьппенной мощности позволяет обеспечить питание цепей запуска двигателей . 1 ил.

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

483 A i

um SUnn (51)4 Н 02 J 7/!0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4164489/24-07 (22) 29.12.86 (46) 30.09.88. Бюл. У 36 (71) Украинский заочный политехнический институт им. И.З. Соколова (72} С.Ф. Артюх, В,А. Барский, М.P. Дубовский, Е.В. Линник, A.Ï.Мотыль, А.Ю. Сергеев и А.Д. Сигналов (53} 621.355.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1094108, кл. Н 02 J 7/1О, !983.

Авторское свидетельство СССР

У 955362, кл. Н 02 J 7/10, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (57} Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности.к универсальным источникам питания транспортных средств. Цель изобретения — повьппение стабильности зарядного тока и защита устройства и аккумуляторной батареи (АБ} при не- правильном подключении последней. Это достигается за счет эффективного контроля заряженности АБ с применением блоков выделения и измерения ЭДС заряжаемой АБ в момент прохождения сетевого напряжения через нулевое . значение. Введение в устройство блоков повьппенной мощности позволяет обеспечить питание цепей запуска двигателей. ил.

1427483

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано как для зарядки стабилизированным током аккумуляторных батареи, так и для запуска автомобильных двигателей.

Цель изобретения — повышение стабильности зарядного тока и реализация режима запуска двигателя.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит двухфазный тиристорный выпрямитель 1, положи" тельный выходной вывод 2, импульсный трансформатор 3, усилитель 4 мощности, однопереходный транзистор 5 релаксационного генератора, интегрирующий конденсач ор 6, транзисторный ключ 7, стабилизированный источник 8 20 напряжения, управляемый транзисторный токозадающий блок 9, резистор 10, транзисторный нуль-орган 11, диодную пару 12, резистивный шунт 13, отрицательный выходной вывод 14, усилитель

;15 тока, потенциометр 16, суммирующий усилитель 17, блок 18 защиты от неправильного подключения аккумулятора, блок 19 вьщеленкя ЭДС аккумулятора, пороговый блок 20 измерения ЭДС аккумулятора, переключатель 21 режимов и второй отрицательный выходной вывод 22.

Аноды тиристоров BbIIIpHMHTPJIH 1 под подключены к источнику переменного тока, а катоды — к положительному выходному выводу 2 устройства и к одному из выводов вторичной обмотки импульсного трансформатора 3. Другой вывод этой обмотки соединен с управляющими электродами тиристоров 1.

Первичная обмотка трансформатора 3 включена в коллекторную цепь усилителя 4 мощности на транзисторе 5 типа п-.р-п, база которого через реэис45 тор соединена с выходов релаксационного генератора, собранного на однопереходном транзисторе 5. Интегрирующий конденсатор 6 релаксационного генератора шунтируется транзисторным ключом 7 и питается стабилизированным током от стабилизированного источника 8 напряжения через последовательно включенные транзисторный токоэадающий блок 9 и резистор 10.

Вход ключа 7 соединен с выходом нуль-55 органа 11, вход которого связан с анодами тиристоров 1 через днодную лару 12. Реэистивный шунт 13 соединен одним выводом с нулевым выводом источника переменного тока, а другим — с отрицательным выходным выводом 14, а также с инвертирующим входом интегрирующего усилителя 15 тока и с третьим резистивным делителем 23 напряжения. Потенциометр 16 управления подключен к стабилизированному источнику 8 напряжения, а движком через резисторы — к инвертирующему входу суммирующего усилителя 17 и к выходу усилителя 15 тока. Неинвертирующий вход суммирующего усилителя 17 через резистор соединен с таким же входом усилителя 15 тока и вторым резистивным делителем 24 напряжения, а также с выходом блока 18 защиты, вход которого вместе с входом блока 19 вьщеления ЭДС аккумулятора подключен к выходному выводу 2.

Выход блока 19 соединен. с входом порогового блока 20 измерения ЭДС аккумулятора. Неинвертнрующий вход интегрального триггера Шмидта бло- . ка 20 через резистор соединен с первым резистивным делителем 25 напряжения, который с помощью переключателя 21 режимов выполнен двухступенчатым. Второй отрицательный выходной вывод 22 соединен с нулевым выводом источника переменного тока.

В процессе работы устройства нульорган ll генерирует короткие импульсы в моменты перехода фазных напряжений через ноль. Эти импульсы отпирают ключ 7, через который разряжается интегрирующий конденсатор 6, благодаря чему осуществляется синхронизация релаксационного генератора на транзисторе 5. На конденсаторе 6 формируется линейное пилообразное напряжение, наклон которого зависит обратно пропорционально от напряжения на входе токозадающего блока 9, поступающего от суммирующего усилителя 17. Наклон пилообразного напряжения определяет момент возникновения пачки импульсов на выходе релаксационного генератора, которые после усиления по мощности усилителем 4, через импульсный трансформатор 3 одновременно подаются на управляющие электроды тиристоров 1 и отпирают тот иэ них, который в данный момент находится под прямым напряжением.

Сигнал отрицательной обратной связи по току снимается с шунта 13, усиливается, сглаживается и инвертирует1427483 ся усилителем )5 тока и суммируется на инверсном входе суммирующего усилителя 17 с сигналом задания тока нагрузки, снимаемого с потенциометра 16. В момент каждого перехода

5 через ноль фаэных напряжений на вход блока 19 выделения ЭДС аккумулятора поступает короткий синхронизирующий импульс от нуль-органа 1!. Этот импульс открывает транзистор и-р-и блока 19 выделения, через который проходит ток базы транзистора р-п-р, если к выходу устройства подключен аккумулятор. При этом транзистор р-и-р также полностью открывается, через его переход коллектор-эмиттер запоминающий конденсатор блока 19 выделения заряжается практически до величины

ЭДС аккумулятора. Постоянное напряже- 2О ние, пропорциональное ЭДС аккумулятора, снимается с высокоомного делителя напряжения на выходе блока )9 и подается на вход порогового блока 20 измерения ЭДС аккумулятора, где сравни- 25 вается с опорным напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход инвертирующего триггера Шмидта блока 20 с переключаемого переключателем 21 режимов двухступенчатого делителя напряжения.

В процессе зарядки аккумулятора

его ЭДС возрастает, и после достижения определенного, заданного первым делителем напряжения, значения триг35 гер Шмидта переключается, на его выходе напряжение скачком изменяется от максимального к минимальному. Развязывающий диод на инвертирующем входе суммирующего усилителя отпирается, потенциал этого входа понижается, напряжение на выходе усилителя 17 повышается, запирая управляемый токозадающий блок 9, а следовательно, и тиристоры 1, зарядка аккумулятора прекращается.

Это состояние сохраняется до тех пор, пока ЭДС аккумулятора не уменьшится до заданной величины, определяющей гистерезис переключения триггера Шмидта блока 20; На выходе блока 20 вновь устанавливается максимальное напряжение и зарядка возобновляется с заданным потенциометром

)6 уровнем тока. Таким образом, уст-, ройство автоматически переходит в режим подзарядки для компенсации саморазряда аккумулятора.

При неправильном подключении аккумулятора к зарядному устройству напряжение аккумулятора суммируется с напряжением стабилизированного источника 8 на стабилитроне блока 18 защиты. Напряжение пробоя этого стабилитрона выбирается больше напряжение источника 8. Стабилитрон пробивается и p-n-p транзистор блока 18 отпирается, подводя напряжение источника 8 к неинвертирующему входу суммирующего усилителя 17. Напряжение на выходе усилителя 17 становится максимальным, запирая источник 9 тока и тиристоры 1. Этим исключается аварийный режим отпирания тиристоров

1 при неправильном подключении аккумулятора.

Устройство позволяет осуществить пуск автомобильного двигателя, для чего в нем установлены более мощные по сравнению с устройством-прототипом тиристоры и усилитель 4 мощности.

Для этого переключатель 21 режимов переводится из положения Зарядка в положение "Пуск" и к клеммам стоящего на автомобиле аккумулятора соответственно подсоединяются положительный выходной вывод устройства и второй отрицательный выходной вывод с обозначением "Пуск". Благодаря этому из схемы устройства выводится датчик тока, который ограничивал бы пусковой ток. С помощью установки переключателя 2! в положение "Пуск" на неинвертирующий вход триггера Шмидта блока 20 с двухступенчатого делителя напряжения подается напряжение меньше номинальной ЭДС аккумулятора. Поэтому при подсоединении устройства к аккумулятору на выходе блока 20 сразу появляется минимальное напряжение, запирающее все устройство. Это исключает режим заряда аккумулятора в режиме "Пуск" неконтролируемым током, его "кипение" и разрушение пластин.

Для отпирания тиристоров 1 устройства и пуска двигателя достаточно повернуть ключ в замке зажигания автомобиля. При включении стартера напряжение аккумулятора любой степени заряженности становится существенно ниже номинальной ЭДС аккумулятора, триггер Шмидта переключается, на выходе блока 20 появляется максимальное напряжение, а на выходе суммирующего усилителя 17 — минимальное. Тиристоры 1 открываютСя с углом регули5

1 А«27 «83 ровлния, близким к пулн«, и н;1 13ыходе г устройства появляется максимальное и напряжение пускового режимл. После т того, клк автомобильный двигатель н завелся и вступил в работу автомо- -" р бильный геперлтор, регулятор нлпря- т жения бортовой сети устлплгливлет нл- т пряжение, превышающее номинальную и

ЭДС аккумулятора. Триггер Шмидта блo- к

10 ка 20 снова переключается н исходное р состояние, и тиристоры 1 устройст«3л

JI автоматически запираются. Таким оби разом, в пусковом режиме устройство ц включается и отключается лвтоматичес- H:

«r ки и управляется с помощью ключа за- м

t жиглния, что является оптимальным с

Вариантом, так как удобно для потре-. т бителя и пе требует никакой дополпи- с тельной коммутирующей аппаратуры. р

Эффект от внедрения предлаглемогс к устройст«3л достигается зл счет л, «шей р«

Стабилизации тока заряда, что позволя- с ет сократить врсмя зарядки и соответ- и

Ствующий расход электроэнергии. Ис-,5 р пользование устройс пил в качестве пус- о

«

Кового, Особенно в зимний период вре- и мени, позволяет продлить срок службы р аккумулятора в среднем нл 307. к

Форму««лиз обретения

Устройство для заряда аккумуляторной батареи транспортного средства, содержащее двухфазный тиристорньп ныпрямитель, у которсго катоды тиристоров образуют положительньп« выходной вывод устройства и подключены упрл«3ляющими электродами к вторичной обмотке импульсного трансформатора, а его ао первичная Обмотка связана с выходом, релакслциоппого генерлтора на однопереходном Tpaнзисторе, интегрирую«щий конденсатор которого, шунтируемый транзисторным ключом, соединен со став

«Г, билизирО13аппым ысточн13КОм пОстОЯнпо1 О напряжения через транзисторный токозадающий блок„ транзисторный нуль-орган,подключенный входом через диодную пару к анодам тиристоров, а выходом—

50 IoMsIH

-р-и-транзистора через четвертый езистор соединена с выходом нульрглна,, а коллектор р-и-р-транзистора одключен к нулевой точке через палллельно соединенные запоминающий онденсаTop и первый резистивный делитель напряжения, выход которого подключен к инвертирующему входу порогового блока .измерения ЭДС, выполненного в виде интегрального инвертируощего триггера Шмидта, цепь, смещения которого, связанная с неинвертирующим входом, с помощью двух контактов переключателя режимов выполнена двухступенчатой, включенные последовательно интегрирующий усилитель тока и суммирующий усилитель, выход которого соединен с входом транзисторного токозадающего блока, имеют общий второй резистивнь«й делитель напряжения смещения их неинвертирующих входов, а напряжение смещения инвертирующего входа усилителя тока, соединенного с резистивным шунтом, подается от третьего резистивного делителя напряжения, второй конец потенциометра управления подключен к положительному выводу стабилизированного источника постоянного напряжения, а его движок через балластный резистор — к инвертирующему входу суммирующего усилителя, который также соединен диодно-резисторной цепью с выходом порогового блока измерения

ЭДС, а неинвертирующий вход суммирующего усилителя через свой резистор соединен с выходом блока защиты.

)427483

Корректор М. Васильева

Подписное

Тираж 651

Заказ 4860/51

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

IIo делам H3обретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Оглоблев

Редактор Н. Киштулинец Техред Л.Олийнык

Ь