Система заряда аккумуляторной батареи разнополярным импульсным током

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение надежности за счет упрощения технологии изготовления и снижения массогабаритных показателей. Система выполнена на основе источника постоянного тока, повышающего конвертора, управляемого широтноимпульсным модулятором, и разрядной части. Принцип формирования разрядных импульсов базируется на использовании конденсаторного накопителя, напряжение которого контролируется стабилитроном, управляющим разрядным тиристором. Частота разрядных импульсов регулируется. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (1) Н 02 J 7/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4352500/24-07 (22) 30.12.87 (46) 15.10.90. Бюл. ¹ 38 (72) Н.И.Олейник и В.В.1!угачев (53) 621.35.163(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹- 400936, кл. Н 02 J 7/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 463176, кл. Н 02 J 7/10, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 1275647, кл. H 02 J 7/10, 1986, (54) СИСТЕМА ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ

БАТАРЕИ РАЗНОПОЛЯРН1!М ИМ11УЛЬСНЫМ ТОКОМ 1 (57) Изобретение относится к электроИзобретение относится к электротехнике, в частности к системам заряда химических источников тока, и может быть использовано для заряда аккумуляторной батареи (АБ) в процессе ее изготовления и эксплуатации, например в составе системы электроснабжения автономного объекта.

Цель изобретения — повышение надежности системы заряда аккумуляторной батареи разнополярным импульсным током за счет совершенствования ее разрядной части.

На чертеже представлены система заряда АБ разнополярным импульсным током.

Система заряда содержит источник

1 постоянного тока (ИПТ) ограниченной мощности, линейный дроссель 2, снабженный отводом 3 от части витков, транзисторный ключ 4, диоды 5-7, тиристор 8, конденсатор 9, стабилит2 технике. Цель изобретения — повышение надежности за счет упрощения технологии изготовления и снижения массогабаритных показателей. Система выполнена на основе источника пос" тоянного тока, повышающего конвертора, управляемого широтно-импульсным модулятором, и разрядной части. Принцип формирования разрядных импульсов базируется на использовании конденсаторного накопителя, напряжения которого контролируется стабилитроном,. управляннцим разрядным тиристором. Частота разрядных импульсов регулируется. 1 ил. рон 10, резистор 11 широтно-импульс- С, ный модулятор (ШИМ) 12 и датчик 13 тока. Дроссель 2, транзисторный ключ 2

4 и диод 5 образуют конвертор повышающего типа, входом подключенный к

ИПТ 1, а выходом связанный с последовательным соединением AS 14 и датчика 13 тока. Вход ШИМ 12 подключен к датчику 13 тока, выход связан с управляющим входом транзисторного ключа 4. Последовательное соединение конденсатора 9 и тиристора 8 подключено параллельно диоду 5. Тиристор 8 шунтирован встречно диодом 6. Последовательное соединение резистора 11 и диода 7 связывает отвод 3 дросселя

2 с общей точкой конденсатора 9 и и тиристора 8. Управляющий электрод тиристора 8 через стабилитрон 10 под-. ключен к общей точке резистора 11 и диода 7. В качестве датчика 13 тока может быть использован шунт. ШИМ 12

1599937 обеспечивает компенсационный принцип регулирования среднего зарядного тока АБ 14 относительно введенной в него уставки тока и может быть выполнен по любой известной схеме, рассчитанной на управление транзисторным повышающим конвертором.

Система заряда АБ разнополярным импульсным током согласно изобрете- >р ния работает следующим образом.

Под действием сигнала ШИМ 12 открывается транзисторный ключ 4. Ток

ИПТ 1 протекает по цепи 1-2-4-1. В магнитном -поле дросселя 2 накапли- 15 вается энергия. Падение напряжения на части обмотки дросселя 2 (отвод 3) через резистор 11, стабилитрон 10 и конденсатор 9 прикладывается к управляющему электроду тиристора 8. Но 20 так.как конденсатор 9 разряжен, то суммарного напряжения конденсатора 9 и дросселя 2 (отвод 3) недостаточно для пробоя стабилитрона 10 и тиристор 8 остается в закрытом состоянии. 25

По окончании сигнала ШИМ !2 транзисторный ключ 4 закрывается, а энергия, накопленная в дросселе 2, передается в АБ 14 в виде импульса тока по цепи: 2-5-14-!3-! — 2., Одновременно 30 часть энергии дросселя 2 поступает в конденсатор 9, по цепи 2-9-7-11-3-2, заряжая его до некоторого напряжения (полярность показана в скобках), равного одной десятой или сотой величины порогового напряжения стабилитрона 10. Однако тиристор 8 остается в закрытом состоянии, так как напряжение конденсатора 9 и ЭДС дросселя 2 (полярность показана в скобах) напра- 40 влены встречно.

В момент поступления очередного сигнала ШИМ 12 транзисторный ключ 4 открывается и производится накопление энергии в дросселе 2, диод 5 закрывается, в заряде АБ 14 наступает пауза, которая длится в течение времени открытого состояния транзисторного ключа 4. По окончании сигнала

ШИМ 12 транзисторный ключ 4 закрывается и через АБ 14 протекает очередной импульс зарядного тока по ранее указанной цепи, а также осуществляет,ся подэаряд конденсатора 9.

Таким образом, в течение опреде55 ленного интервала времени через АБ

14 протекает однополярный импульсный ток с паузами. В это время с каждым очередным импульсом напряжение конденсатора 9 увеличивается, При достижении суммарного напряжения конденсатора 9 и падения напряжения на части обмотки (отвод 3) дросселя 2 вели" чины порогового напряжения стабилитрона 10 (с приходом очередного сиг" нала ШИМ 12) тиристор 8 открывается, Так как открытие тиристора 8 происходит в интервал времени открытого состояния транзисторного ключа 4, то образуется цепь 14"8-9-4-13-14, по которой протекает разрядный импульс тока большой амплитуды, обусловленной суммарным напряжением конденсатора 9 и АБ 14. При этом конденсатор

9 перезаряжается (полярность показана без скобок) за счет накопления разрядной энергии АБ 14. Перезаряд конденсатора 9 к моменту закрытия транзисторного ключа 4 завершается.

При этом длительность разрядного импульса тока АБ 14 не превышает интервала времени паузы между зарядными импульсами тока, а выключение тиристора 8 производится за счет самопогасания по окончании перезаряда конденсатора 9. Таким образом, форма зарядного тока АБ !4 представляет собой последовательность однополярных импульсов и пауз, в одну из которых помещается разрядный импульс тока большой амплитуды.

В момент закрытия транзисторного ключа 4 (по окончании разрядного импульса тока) образуется цепь 1-2-9-б-14-13 — 1, по которой протекает зарядный импульс тока АБ 14. При этом энергия конденсатора 9 возвращается в АБ 14. По окончании разряда конденсатора 9 на АБ 14 диод 6 закрывается и начинается повторно пошаговый заряд конденсатора 9 за счет энергии

ИПТ 1, поступающей через часть обмотки дросселя 2, а работа описанной системы заряда циклически повторяется, Выбор величины резистора 11 осуществляется таким образом, чтобы продолжительность заряда конденсатора 9 до заданного уровня составляла десять (сто) периодов работы 1!ÈÌ 12. Поэтому суммарного напряжения АБ 14 и конденсатора 9 недостаточно для пробоя стабилитрона 10 и тиристор 8 остается в закрытом состоянии. По окончании сигнала ШИМ l? транзисторный ключ

4 закрывается, а энергия дросселя 2

15999 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 гока и пауз между ними.

При достижении суммарного напряжения 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 осущест- 1 вляется в виде кратковременного импульса тока большой амплитуды в паузу между зарядными импульсами. После перезаряда конденсатора 9 до напряжения. АБ 14 тиристор 8 закрывается, 20

При формировании очередного зарядного импульса (после закрытия транзисторного ключа 4) образуется цепь

1-2-б-9-14"13-1, по которой энергия конденсатора 9 возвращается в АБ 14.

По окончании разряда конденсатора 9 диод б закрывается и начинается повторно пошаговый заряд конденсатора

9 до заданного уровня напряжения, а работа предложенной системы цикличес- 30 ки повторяется, Таким образом система обеспечивает формирование последовательности однополярных импульсов и пауз, в. одну из которых помещается разрядный импульс тока большой амплитуды.

Данная форма тока оказывает благоприятное влияние на протекание процесса заряда АБ 14, так как в момент 40

37 6 действия разрядного импульса тока большой амплитуды происходит деполяризация батареи.

Положительный эффект,ожидаемый от использования изобретения, заключается в снижении массогабаритных показателей, упрощении технологии изго" товления и, как следствие, повьппении надежности системы заряда АБ.

Формула изобретения

Система заряда аккумуляторной батареи разнополярным. импульсным током, содержащая источник постоянного тока ограниченной мощности, повышающий конвертор, состоящий иэ линейного дросселя, транзисторного ключа и коммутирующего диода, выходом соединенных с клеммами для подключения аккумуляторной батареи, блок управления, входом подключенный к датчику тока батареи, а выходом связанный с входом транзисторного ключа, последовательное соединение конденсатора и тиристора, шунтированного встречно диодом, подключенное параллельно коммутирующему диоду, цепь заряда конденсатора от части витков дросселя через последовательно соединенные резистор, дополнительный диод и стабилитрон, анодом подключенные к управляющему электроду тиристора, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения ее надежности, катод стабилитрона подключен к точке соединения резистора и дополнительного диода упомянутой цепи заряда конденсатора.

1599937

Составитель В.Оглоблев

Техред М.Ходанич Корректор Л.Бескид

Редактор А.Долинич

Заказ Э!48 Тираж 422 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101