Устройство для моделирования аккумуляторной батареи

 

Изобретение предназначено для имитации характеристик аккумуляторных батарей и может быть использовано при испытании систем электроснабжения и аппаратуры автономных объектов, в состав которых входит аккумуляторная батарея, работающая в режиме заряда и разряда. Целью изобретения является повышение точности. Устройство содержит импульсный регулятор тока, два запирающих диода, источник опорного напряжения, измерители тока и суммирующий усилитель. Введение дополнительного контура стабилизации тока через усилитель мощности с помощью импульсного регулятора тока позволяет исключить потери мощности на балластном резисторе в режиме моделирования разрядных характеристик аккумуляторных батарей и отвести ток заряда аккумуляторной батареи от усилителя мощности на балластный резистор. Это дает возможность исключить бесполезные потери мощности и выполнить усилитель мощности маломощным, что увеличивает КПД и улучшает массогабаритные характеристики. 1 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИК

„„SU„„1509949 А 1 (5D 4 G 06 G 7/48 1ЫИЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOIVlV СВИДЕТЕЛВСТВУ

2 ляторная батарея, работающая в режиме заряда и разряда. Целью изобретения является повышение точности. Устройство содержит импульсный регулятор тока, два запирающих диода, источник опорного напряжения, измерители тока и суммирующий усилитель. Введение дополнительного контура стабилизации тока через усилитель мощности с помощью импульсного регулятора тока позволяет исключить потери мощности на балластном резисторе в режиме моделирования разрядных характеристик аккумуляторных батарей и отвести ток заряда аккумуляторной батареи от усилителя мощности на балластный резистор. Это дает воэможность исклю.чить бесполезные потери мощности и выполнить усилитель мощности маломощным, что увеличивает КПД и улучшает массогабаритные характеристики. 1 ил.

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4365247/24-24 (22) 15.01.88 (46) 23.09.89. Бюл. Р 35 .(71) Завод-ВТУЗ вЂ” филиал Красноярского политехнического института (72) Е.А.Мизрах, В.М.Петунин, В.П.Рыбалкин и Е.В.Петраков (53) 681,333 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 796868, кл. G 06 С 7/48, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 1453420, кл. G 06 G 7/48, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ (57) Изобретение предназначено для имитации характеристик аккумуляторных батарей и может быть использовано при испытании систем электроснаб,жения и аппаратуры автономных объек тов, в состав которых входит аккумуИзобретение предназначено для испытаний систем электроснабжения и аппаратуры автономных объектов, в состав которых входит аккумуляторная батарея, работающая в режиме заряда и разряда.

Целью изобретения является повышение точности.

На чертеже представлена структурная схема устройства для моделирова,ния аккумуляторной батареи.

Устройство для моделирования аккумуляторных батарей содержит источник

1 питания, переключатель 2, компара тбр 3, второй измеритель 4 тока, ре- ,гулируемый усилитель 5 мощности, усиМиий литель 6 напряжения, сумматор 7, блок 8 формирования переменных коэффициентов, положительный вывод 9 устройства, отрицательный вывод 10 уст- 1© ройства, эталонный источник 11 тока, 4 балластный резистор 12, импульсный 1© регулятор 13 тока, второй 14 и первый .15 запирающие диоды, суммирующий усилитель 16, источник 17 опорного напряжения, первый измеритель 18 тока.

Устройство работает следующим образом.

В режиме моделирования разряда переключатель 2 соединяет источник 1 питания с входом усилителя 5 мощности и через измеритель 4 тока с поло15099 жительным выводом устройства 9, отрицательный вывод источника 1 питания через импульсный регулятор 13 тока и диод 14 соединен с шиной нулево- 5

ro потенциала устройства. Суммирующий усилитель 16 сравнивает сигнал с источником 17 опорного напряжения и второго измерителя 18 тока и управляет импульсным регулятором )3 тока та- !О ким образом, что ток через измеритель 18 тока, а следовательно, регулируемый усилитель 5 мощности, остается минимально допустимым и неизменным во всем диапазоне рабочих токов 15 нагрузки. Через эталонный источник 11 тока протекает ток нагрузки, напряжение на нем изменяется, а следователь,но, изменяется напряжение на выводах

9 и 10 устройства. 20

В режиме моделирования заряда аккумуляторных батарей к выводам 9 и

10 подключается зарядный источник с напряжением, большим,чем напряжение моделируемой аккумуляторной батареи.

Через измеритель 4 тока начинает протекать зарядный ток, компаратор 3, фиксируя изменение направления тока, подает сигнал на переключатель 2, последний отключает от входа усилителя 30

5 мощности источник 1 питания и подключает к усилителю 5 мощности балластный резистор 12. При этом диод 14 закрывается и о тпирается диод 15,импульсный регулятор 13 тока стабилизи- 35 рует ток через усилитель 5 мощности на требуемом минимальном уровне. Основной ток заряда протекает через балластный резистор 12 и импульсньп» регулятор 13 тока, разгружая тем са- 40 мым усилитель 5 мощности. Работа остальных блоков аналогична работе режима моделирования разряда.

По мере заряда эталонного источни ка 11 тока напряжение на нем увеличи-»5 вается и аналогично увеличивается выходное напряжение на выводах 9 и 10 устройства.

Нагрузки (потребители) аккумуляторной батареи могут работать в непрерывном или в импульсном режиме (различные импульсные преобразователи). При этом на качество работы потребителя влияют статические и динамические свойства устройства для мо- 55 делирования аккумуляторной батареи.

Динамика батареи определяется ее полным внутренним сопротивлением, которое, как известно, имеет в области

49 4 низких частот активный характер, а в области высоких частот — индуктивный.

Для воспроизведения динамических сВоНсТВ батареи в широком диапазоне частот (практически до 1 мГц) импульсные регуляторы непосредственно применены быть не могут. Так как импульсные регуляторы из-за наличия сглаживающих фильтров обладают недостаточно высоким быстродействием и в случае непосредственного управления регулятором 13 с выхода усилителя 6 в устройстве используется только импульсное регулирование,. которое не может быть применено в силу ограниченного быстродействия, то для этой цели более подходят непрерывные регуляторы, позволяющие реализовать требуемый частотный диапазон устройства.

Поэтому в данном устройстве сохранен непрерывный усилитель мощности, а введение импульсной стабилизации тока (регулятор 13, усилитель !6, ис точник 17 и измерительный элемент 18) через усилитель 5 позволяет по сравнению с прототипом исключить беспоезные мощности на балластном резисторе и усилителе мощности в режиме холостого хода при моделировании разрядных характеристик, а также отвести от усилителя мощности ток заряда аккумуляторной батареи, это позволяет усилитель мощности выполнить маломощным, что улучшает КПД и массогабаритные характеристики устройства.

Зталонный источник 11 тока представляет собой один аккумулятор батареи, характеристики которого воспроизводятся устройством, измерители 4 и 18 тока могут быть выполнены в виде резистивного шунта, блок формирования переменных коэффициентов может представлять собой резистивный делитель напряжения. Сумматор 7 и усилитель 6 напряжения могут быть выполнены на операционных усилителях. Компаратор 3 также можно выполнить íà операционном усилителе.

Формула изобретения

Устройство для моделирования аккумуляторной батареи, содержащее источник питания, переключатель, компаратор, первый измеритель тока, регулируемый усилитель мощности, сумматор, блок формирования переменных коэффициентов, эталонный источник тока, .

1509

Составитель Н.Королев

Редактор ti.Бланар Техред Л.Сердюкова .Корректор О.Кравцова

Заказ 5816/49 Тираж 668 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательскими комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина, 101 балластный резистор, усилитель напряжения, выход которого соединен с управляющим входом регулируемого усилителя мощности, выход которого под5 кпючен к одному выводу первого измерителя тока, другой вывод которого соединен с положительным выводом эта— лонного источника тока, вход усилителя напряжения соединен с выходом сумматора, вычитающий вход которого соединен с положительным выводом эталонного источника тока и с отрицательным полюсом моделируемой аккумуляторной батареи устройства, сумми.рующий вход сумматора соединен с вы— ходом блока формирования переменных коэффициентов, первый вход которого подключен к положительному полюсу моделируемой аккумуляторной батареи 20 устройства, а второй - к шине нулевого потенциала устройства, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно содержит импульсный ре гулятор тока, суммирующий 25 усилитель, источник опорного напряжения, первый и второй запирающие диоды, второй из меритель то ка, один вывод которого соединен с положительным полюсом моделируемой аккумулятор- 3р

949 6 ной батареи устройства, а второй вывод — с информационным входом регулируемого усилителя мощности и подвижным контактом переключателя, управляющий вывод которого через ком- паратор подключен к выходу второго измерителя тока, размыкающий контакт переключателя соединен с положительным выводом источника тока, отрицательный вывод которого подключен к выходу импульсного регулятора тока и аноду первого запирающеro диода, замыкающий контакт переключателя через балластный резистор соединен с катодом второго запирающего диода и токовым входом импульсного регулятора тока, управляющий вход которого подключен к выходу суммирующего усилителя, суммирующий вход которого соединен с выходом источника опорного напряж ния, выход первого измерителя тока подключен к.вычитающему входу суммирующего усилителя, катод первого запирающего диода, соединен с анодом второго запирающего диода, положительным выводом эталонного источника тока и с шиной нулевого потенциала устройства.