Автоматическое устройство для заряда аккумуляторной батареи

 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано для автоматического заряда и разряда аккумуляторной батареи (АБ). Цель изобретения - повышение надежности и уменьшении габаритов. Устройство содержит входные клеммы 1 для подключения переменного напряжения, выпрямители 2, 3, первый ключ 4, второй ключ 7, источник 10 опорного напряжения, резисторы 11-14, диод 15, элемент сравнения 16 и выходные клеммы для подключения АБ. Ключи 4 и 7 имеют одинаковое устройство. При полном заряде АБ ключи 4 и 7 закрыты и резистор 12 отключен от резисторов 13 и 14. При разряде батареи до установленного напряжения элемент сравнения открывает ключи 4 и 7, а резистор 12 включается параллельно резистору 14 Начинается заряд АБ Контроль за напряжением батареи благодаря ключу 7 осуществляется при нулевом значении зарядного тока. 1 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 02 J 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ъ (21) 4703658/07 (22) 28.02.89 (46) 30.03.91, Бюл. ¹ 12 (71) Грозненское научно-производственное объединение "П рома втоматика" (72) А.И. Кашуба и Г.M. Кузнецов (53) 621.355,163(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1190446, кл. Н 02 J 7/00, 1984, Авторское свидетельство СССР

¹ 1163417, кл, Н 02 J 7/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1001310, кл, Н 02 J 7/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1554074, кл. Н 02 J 7/00, 1987. (54) АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ (57) Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть ис„„Я „„1638762 А1 пользовано для автоматического заряда и разряда аккумуляторной батареи (АБ). Цель изобретения — повышение надежности и уменьшении габаритов. Устройство содержит входные клеммы 1 для подключения переменного напряжения, выпрямители 2, 3, первый ключ 4, второй ключ 7, источник 10 опорного напряжения, резисторы 11-14, диод 15, элемент сравнения 16 и выходные клеммы для подключения АБ. Ключи 4 и 7 имеют одинаковое устройство, При полном заряде АБ ключи 4 и 7 закрыты и резистор

12 отключен от резисторов 13 и 14. При разряде батареи до установленного напряжения элемент сравнения открывает ключи

4 и 7, а резистор 12 включается параллельно резистору 14. Начинается заряд АБ. Контроль за напряжением батареи благодаря ключу 7 осуществляется при нулевом значении зарядного тока. 1 ил.

1638762

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматического заряда аккумуляторной батареи в различных областях промышленности, Цель изобретения — повышение надежности устройства и уменьшение габаритов.

На чертеже представлена схема автоматического устройства для заряда.аккумуляторной батареи.

Устройство содержит входные клеммы

1 для подключения переменного напряжения, выпрямители 2 и 3, первый ключ 4, имеющий токовый вход 5 и вход 6 управления, второй ключ 7 с токовым входом 8 и входом 9 управления, источник опорного напряжения 10, резисторы 11 — 14, диод 15, элемент 16 сравнения с инверсным 17 и прямым 18 входами, выходные клеммы 19, 20 для подключения аккумуляторов 21, ключи 4 и 7 имеют одинаковое устройство. Возможно несколько вариантов их выполнения.

На фиг, 2 представлена схема ключей 4 и 7, выполненных на биполярных транзисторах прямой проводимости. Входы ключа 7 обозначены цифрами в скобах. При этом они содержат резисторы 22 — 24 и транзистор 25.

Устройство работает следующим образом.

На входные клеммы 1 подается переменное напряжение от внешнего источника. Действующее значение входного переменного напряжения выбирается равным или несколько большим номинального напряжения заряженной аккумуляторной батареи 21. Входное переменное напряжение выпрямляется выпрямителями 2 и 3. На выводе плюсового выхода выпрямителя 2 создается постоянное пульсирующее напряжение относительно минусового выхода выпрямителя 2, На плюсовом выходе выпрямителя 3 создается точно такое же по форме и амплитуде постоянное пульсирующее напряжение и так же относительно минусового выхода выпрямителя 2. Эти постоянные пульсирующие напряжения с выходов выпрямителей 2 и 3 подаются соответственно на токовый вход 5 первого ключа 4, а также на токовый вход 8 второго ключа 7.

Работа устройства при заряде 12-вольтовой кислотной аккумуляторной батареи, Предположим, что аккумуляторная батарея 21 была ранее полностью заряжена, В этом случае ключи 4 и 7 закрыты, на инверсном входе 17 элемента 16 сравнения присутствует напряжение, равное выходному напряжению источника 10 опорного на.с пряжения. Падением - напряжения на резисторе 11 можно пренебречь, так как ин. версный вход 17, (а также и прямой вход 18) вень. Ключи 4 и 7 закрываются, Заряд акку55 мулятора прекращается. Диод 15 запирается. Резистор L2 оказывается отключенным от делителя на резисторах 13 и 14, благодаря чему напряжение на прямом входе 18 еще более возрастает, Когда в результате разряда аккумуляторной батареи 21

50 элемента 16 сравнения имеет очень высокое входное сопротивление. Величина напряжения на прямом входе 18 элемента 16 сравнения определяется соотношением сопротивлений резисторов 13 и 14. Эти сопротивления выбираются таким образом, что в рассматриваемом режиме напряжение на входе 18 больше, чем на инверсном входе 17 элемента 16 сравнения. При этом на выходе элемента 16 сравнения присутствует высокий логический уровень. Элемент 16 сравнения может иметь транзисторный выход с открытым коллектором. B этом случае выходной транзистор элемента 16 сравнения закрыт, диод 15 и резистор 12 отключены от делителя на резисторах 13, 14.

С течением времени происходит разряд аккумуляторной батареи 21, в результате. напряжение на ней уменьшается. Величина резистора 14 выбирается такой, что когда напряжение на аккумуляторной батареи 21 упадет до 12,5 В, напряжение на прямом входе 18 элемента 16 сравнения сравняется с напряжением на его инверсном входе 17.

Элемент 16 сравнения срабатывает. на его выходе появляется нулевой логический уровень. При этом через диод 15 к делителю на резисторах 13 и 14 подключается резистор

12 (параллельно резистору 14), а напряжение на прямом входе 18 еще более уменьшается. На выходе элемента 16 сравнения остается нулевой логический уровень, который, поступая на управляющие входы 6 и 9, открывает ключи 4 и 7. При этом с плюсовой выходной клеммы выпрямителя 2 через ключ 4 протекает зарядный ток аккумулятора 21, величина которого ограничивается внутренним сопротивлением источника входного переменного напряжения (не показан).

По мере заряда аккумуляторной батареи 21 напряжение на ней возрастает. Соответственно увеличивается напряжение на прямом входе 18 элемента 16 сравнения.

Сопротивление резистора 12 выбирается таким, что напряжение на прямом входе 18 сравнивается с напряжением на инверсном входе 17, равным напряжению опорного источника 10, при достижении напряжения на аккумуляторной батареи 21 значения 13,5—

14 В, При этом элемент 16 сравнения переключается в исходное состояние и на его выходе появляется высокий логический уро1638762

Составитель И,Найдина

Техред М.Маргентал Корректор Т.Малец

Редактор M.Êåëåìåø

Заказ 931 Тираж 334 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 напряжение на ней упадет до 12,5 В, все процессы повторятся, Благодаря наличию второго ключа 7 в режиме заряда аккумулятора (описан выше) сравнение напряжения на резисторах 12, 13 и 14 с напряжением источника 10 опорного напряжения производится только в те моменты времени, когда амплитуда входного напряжения на клеммах 1 становится меньше напряжения на выходе источника 10 опорного напря>кения, т.е. контроль напряжения на аккумуляторной батарее 21 производится при отсутствии ее тока заряда. Это осуществляется следующим образом. Ключ 7 имеет устройство, аналогичное ключу 4, представленному на фиг. 2. Выходное напряжение источника 10 опорного напряжения выбирается меньшим минимально возможного напряжения аккумуляторной батареи 21 при нормальных условиях ее эксплуатации.

В режиме заряда аккумуляторной батареи 21 открытый ключ 7 соединяет инверсный вход 17 элемента 16 сравнения с плюсовой выходной клеммой выпрямителя

3. При этом в моменты времени, когда амплитуда входного напряжения на клеммах 1 превышает выходное напряжение опорного источника 10, напряжение с плюсовой выходной клеммы выпрямителя 3 беспрепятственно проходит на инверсный вход 17 элемента 16 сравнения и удерживает последний во включенном состоянии, потому что в этом случае напряжение на инверсном входе 17 на много превышает напряжение на прямом входе 18. В моменты, когда мгновенное значение входного напряжения на клеммах 1 оказывается меньшим напряжения источника 10 опорного напряжения, диоды выпрямителя 3 оказываются запертыми, При этом напряжение на инверсном

+ входе 17 элемента 16 сравнения равно опорному напряжению на выходе источника 10. В этот момент диоды выпрямителя 2 также заперты, так как входное напряжение на клеммах 1 меньше опорного, а следовательно, оно меньше и напряжения на аккумуляторе 21. Зарядный ток не протекает.

Элемент 16 сравнения только в этом

5 случае может переключаться и закрыть ключи 4 и 7 при условии, если напряжение на аккумуляторной батареи 21 превысит порог

13,5 В, установленный величинами сопротивлений резисторов 12, 13 и 14.

10 Формула изобретения

Автоматическое устройство для заряда аккумуляторной батареи, содержащее входные клеммы, зарядный выпрямитель, два резистора, диод, два ключа, источник опор15 ного напряжения, делитель напряжения, элемент сравнения и две выходные клеммы, первая из которых связана с первым выводом делителя напряжения, второй вывод которого соединен с второй выходной клем20 мой, вторым выходом зарядного выпрямителя и общим проводом, силовой вход первого ключа связан с первым выходом зарядного выпрямителя, управляющие входы ключей подключены к катоду диода и к

25 выходу элемента сравнения, первый вход которого соединен с первым выводом первого резистора, второй вывод первого резистора соединен с выходам источника опорного напряжения, анод диода связан с пер30 вым выводом второго резистора, второй вывод которого подключен к среднему выводу делителя напряжения и к второму входу элементасравнения, отлича ющееся тем, что, с целью повышения надежности и

35 уменьшения габаритов, в него введен дополнительный выпрямитель, вход которого соединен с входными клеммами и входом зарядного выпрямителя, выход дополнительного выпрямителя подключен к силово40 му входу второго ключа, выход которого связан с. первым входом элемента сравнения, а выход первого ключа соединен с первым выводом делителя напряжения и первой выходной клеммой.