Система заряда аккумуляторной батареи разнополярным импульсным током
Изобретение относится к электротехнике и касается совершенствования основных характеристик аппаратуры заряда аккумуляторной батареи (АБ). Ци - снижение массогабаритных показателей и повышение надежности. В течение нескольких циклов работы повышающего конвертора под действием сигналов широтно-импульсного модулятора 12 осуществляется заряд АБ 14 однополярным импульсным током и заряд конденсатора 9 через диод 7 и резистор 11. По достижении суммарного напряжения на конденсаторе 9 и АБ 14 порога срабатывания стабилитрона 10 (в паузу между зарядными импульсами тока) осуществляется разряд АБ 14 на конденсатор 9. На очередном цикле системы разрядная энергия батареи, сосредоточенная в конденсаторе 9, возвращается в АБ 14 через диод 6. Таким образом, имеет место заряд разнополярным импульсным током с регулируемой автоматически частотой деполяризующих импульсов. Положительный эффект достигается благодаря упрощению конструкции системы путем совмещения выполняемых отдельными элементами функций. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЯИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (51) 5 Н 02 J 7/10
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4403208/24-07 (22) 04.04.88 (46) 07.01 90. Бюл. В ) (72) В.В.Пугачев и Н.И.Олейник (53) 62 1.355.163(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 463176, кл. Н 02 J 7/10, 1975.
Авторское свидетельство СССР
Ф 1275647, кл. Н 02 J 7/10, 1986. ! . (54) СИСТЕМА ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ
БАТАРЕИ РАЗНОПОЛЯРНЫМ ИМПУЛЬСНЫМ ТОКОМ (57) Изобретение относится к электротехнике и касается совершенствования основных характеристик аппаратуры заряда аккумуляторной батареи (АБ). .Цель изобретения — снижение массогабаритных показателей и повышение надежности. В течение нескольких циклов работы повышающего конвертора под
„„SU„„534634 А 1
2 действием сигналов широтно-импульсного модулятора 12 осуществляется заряд
АБ 14 однополярным импульсным током и заряд конденсатора 9 через диод 7 и резистор 11. По достижении суммарным напряжением на конденсаторе 9 и АБ 14 порога срабатывания стабилитрона 10 (в паузу между заряднымИ импульсами тока) осуществляется разряд АБ 14 на конденсатор 9. На очередном цикле системы разрядная энергия батареи, сосредоточенная в конденсаторе 9, возвращается в АБ 14 через диод 6. Таким образом, имеет место заряд разнополярным импульсным током с регулируемой автоматически частотой деполяри- а эующих импульсов. Положительный эффект достигается благодаря упрощению конструкции системы путем совмещения выполняемых отдельными элементами функций, 1 ил.
1534634
Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам заряа химических источников тока, и моет быть использовано при их эксплуа5 ации, например, в составе системы лектроснабжения автономного объекта.
Цель изобретения — снижение массо "абаритных показателей и повышение надежности. 10
На чертеже представлена принципи" альная схема системы.
Система содержит источник 1 постоянного тока (ИПТ) ограниченной мощности, линейный дроссель 2, снабжен" ный дополнительной обмоткой 3, транзисторный ключ 4, диоды 5-7, тиристор
8, конденсатор 9, стабилитрон 10, резистор Il,широтно-импульсный модулятор (111HN) 12 и датчик 13 тока. Дроссель 2, транзисторный ключ 4 и диод
5 образуют конвертор повышающего типа, входом подключенный к ИПТ I, а выходом связанный с последовательным со единением аккумуляторной батареи 25, (АБ) 14 и датчика 13 тока.
Вход ШИК 12 подключен к датчику
13 тока, а выход связан с управляющим входом транзисторного ключа 4.
Последовательное соединение диода 6, ; дополнительной обмотки 3, резистора, 11 и диода 7 подключено параллельно
| коммутирующему диоду 5. При этом диоды 6 и 7 включены встречно. Последовательное соединение конденсатора 9 н тиристора 8 подключено па) раллельно АБ 14. Стабилитрон 10 связывает анод и управляющий электрод тиристора 8. Общая точка вывода дополнительной обмотки 3 и диода 6 под- „ ключена к точке соединения конденсатора 9 и тиристора 8. В качестве датчика 13 тока может быть использован шунт. IlIHM 12 обеспечивает компенсационный принцип регулирования среднего зарядного тока АБ 14.
Система заряда АБ разнополярным импульсным током работает следующим образом.
Под действием сигнала ШИ11 12 открывается транзисторный ключ 4. Ток
ИПТ 1 протекает по цепи 1-2-4-1. В магнитном поле дросселя 2 накапливается энергия. Под действием индуктируемой во вторичной дополнительной
55 обмотке 3 дросселя 2 ЭДС осуществляется заряд конденсатора 9 по цепи
3"9-7-11-3 (полярность показана в скобках). Порог пробоя стабилитрона
10 выбирается равным суммарному напряжению АБ 14 и конденсатора 9. Выбор величины резистора 11 осуществляется таким образом, чтобы продолжительность заряда конденсатора 9 до заданного уровня составляла десять (сто) периодов работы ШИИ 12. Поэтому суммарного напряжения АБ 14 и конденсатора 9 недостаточно для пробоя стабилитрона 10 и тиристор 8 остается, в закрытом состоянии. По окончании сигнала IIIHN 12 транзисторный ключ 4 закрывается, а энергия дросселя 2 передается в АБ 14 в виде импульса тока по цепи 2-5-14-13-1-2. Таким образом, в течение заряда конденсатора 9 до заданного уровня зарядный ток АБ
14 представляет собой последовательность однополярных импульсов тока и пауз между ними.
При достижении суммарным напряжением АБ 14 и конденсатора 9 величины порога пробоя стабилитрона 10 осуществляется открытие тиристора 8 (совпадает с интервалом паузы в заряде
АБ 14). Образуется цепь разряда АБ
14-9-8"14. Разряд батареи осуществляется в виде кратковременного импульса тока большой амплитуды в паузу между зарядными импульсами. После перезаряда конденсатора 9 до напряжения АБ
14 тиристор 8 закрывается, При формировании очередного зарядного импульса (после закрытия транзисторного ключа 4) образуется цепь 1-2-6-9-14-13-1, по которой энергия конденсатора
9 возвращается в АБ 14. По окончании разряда конденсатора 9 диод 6 закры" вается и начинается повторно пошаговый заряд конденсатора 9 до заданного уровня напряжения, а работа предложенной системы циклически повторяется.
Таким образом, система заряда обеспечивает формирование последовательности однополярных импульсов зарядного тока и пауз, в одну из которых помещается разрядный импульс тока большой амплитуды, Данная форма тока снижает тепловыделение и оказывает благоприятное влияние на протекание процесса заряда AS 14, так как под действием совокупности чередующихся импульсов тока с паузами нарастание статистической-поляризации AS 14 затягивается, а в момент действия разрядного импульса тока большой амплитуды происходит
15346
Составитель Г.Веденеев
Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Палий
Редактор О.Юрковецкая
Заказ 51 Тираж 415 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, R-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101 деполяризация, частично снимающая установившуюся (накопившуюся) поляризацию батареи. Следовательно, среднее значение падения напряжения на
5 внутреннем сопротивлении АБ 14 при данной форме тока снижается (эа счет уменьшения статической поляризации), что повышает коэффициент использования зарядного тока. 10
Частота следования зарядный импульсов тока и пауз определяется частотой
ШИМ 12, а соотношение длительности зарядного импульса тока и паузы зави" сит от коэффициента заполнения импульсов управления транзисторным ключом 4. Амплитуда зарядных.импульсов тока зависит от значения уставки среднего тока АБ 14, введенной в IIIHM 12.
Амплитуда разрядного импульса то- 20 ка АБ 14 зависит от напряжения батареи и уровня напряжения на разрядном конденсаторе 9, который, в свою очередь, задается пороговым напряжением стабилитрона 10. Длительность разряд- 25 ного импульса тока зависит от постоянной времени разрядной цепи АБ 14.
Частота следования разрядных импульсов тока зависит от длительности заряда конденсатора 9 до порогового на" 30 пряжения стабилитрона 10. Продолжительность заряда конденсатора 9 до фиксированного уровня напряжения зависит от постоянной времени цепи заряда и амплитуды.прикладываемого напряжения. Амплитуда напряжения, прикладываемого к конденсатору 9, зависит от величины ЭДС обмотки 3 дросселя
2 и величины резистора 11. Величина резистора 11 устанавливается при на- 40 стройке системы заряда перед эксплуатацией в соответствии с технологией заряда конкретной АБ. Величина ЭДС дополнительной обмотки 3 дросселя 2 зависит от конструктивных параметров 45 дросселя и коэффициента заполнения импульсов управления ШИМ 12. При малом значении этого коэффициента, т.е. при малом среднем значении sa34 6 рядного тока батареи, ЭДС обмотки 3 дросселя 2 мала и заряд конденсатора
9 протекает медленно, а частота следования разрядных импульсов тока также мала. При возрастании коэффициента заполнения импульсов управления
ШИМ 12, например, по мере заряда АБ
14 вследствие увеличения ее ЭДС амплитуда ЭДС обмотки 3 дросселя 2 увеличивается. Заряд конденсатора 9 осуществляется за короткое время, а частота следования разрядных импульсов тока возрастает. Таким образом, по мере заряда АБ 14 частота следования разрядных импульсов тока увеличивается автоматически, что обеспечивает повышение эффективности процесса заряда АБ.
Формула и з о б р е т е н и я
Система заряда аккумуляторной батареи разнополярным импульсным током, содержащая источник постоянного тока ограниченной мощности, повышающий конвертор, состоящий из линейного дросселя с дополнительной обмоткой, транзисторного ключа и коммутирующего диода, выходом соединенный с клеммами для подключения аккумуляторной батареи, блок управления, входом подключенный к датчику тока батареи, а выходом связанный с входом транзисторного ключа, последовательное соединение резистора, дополнительной обмотки дросселя и двух встречных диодов, подключенное параллельно коммутирующему диоду, конденсатор, тиристор и стабилитрон, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью снижения массогабаритных показателей и повышения надежности, общая точка катода. одного из встречных диодов и вывода дополнительной обмотки дросселя связана с точкой соединения конденсатора и анода тиристора, подключен- . ных параллельно аккумуляторной батарее, а стабилитрон связывает анод ти" ристора и его управляющий электрод.
