Устройство для питания нагрузкипостоянным током

 

ПЛ СТГ библиотека 4БА

ОП ИСАН

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ

Заявлено 25.ХI I.1969 (№ 1389138/24-7) М. Кл. Н 02j 7/12

Н Olm 45/04

Приоритет 27,XII.1968, № 181382 и 01.Х.1969, № 6933547, Франция

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 21.IV.1972. Бюллетень № 14

УДК 621.355.163 (088.8) Дата опубликования описания 7Х11.1972

Автор изобретения

Иностранец

Пьер Годар (Франция) Иностранная фирма

«Сосьете дэз Аккюмюлятор фикс э де Траксьон» (Франция) Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ

ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ

Зависимый от патента №

Известно устройство для питания нагрузки постоянным током, содержащее источник питания, связанный через зарядный узел с резервной аккумуляторной батареей, в разрядную цепь которой включен шунт, и дополнительную аккумуляторную батарею.

Недостатки этого устройства — невысокая точность и низкая надежность.

Цель изобретения — повышение точности и надежности работы устройства.

Это достигается тем, что:

1. Устройство снабжено дифференциальным усилителем, базы транзисторов которого подсоединены соответственно к двум делителям напряжения, на которые подано стабилизированное напряжение резервной аккумуляторной батареи, причем один из делителей напряжения включен последовательно с шунтом, второй конец которого подсоединен к общей точке эмиттеров транзисторов, а выход дифференциального усилителя связан с двухкаскадным усилителем, выход которого подсоединен к дополнительной аккумуляторной батарее, управляющей в процессе разряда с помощью контактного реле режимом форсированного заряда резервной аккумуляторной батареи.

2. Разрядная цепь дополните IbkIQH аккумуляторной батареи выполнена на транзисторе, эмиттер которого соединен с сопротивлением, последовательно включенным в цепь этой батареи, а ее отключение от зарядной цепи осуществляется с помощью транзистора, база которого соединена с делителем напряжения, подключенным к источнику питания стабилизированным напряжением.

3. Устройство содержит узел управления зарядом резервной аккумуляторной батареи, состоящий из транзистора, коллектор которого подсоединен к реле, подключающему на форсированный заряд, а база связана с разрядной цепью дополнительной аккумуляторной батареи через эмиттер-коллекторный переход второго транзистора, базовая цепь которого подключена к источнику питания стабилизпрованным напряжением.

4. Устройство снабжено заряжаемой от источника питания второй дополнительной аккумуляторной батареей, включаемой на разряд ручным выключателем и управляющей процессом форсированного заряда резервной аккумуляторной батареи, На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, на фиг. 2 — электрическая схема его, на фиг. 3 — блок-схема варианта устройства.

Сеть переменного тока 1 питает через за33ЩМ

3 рядные устройства 2, 8 (2 — зарядное устройство с продол>китсльным режимом, 8- с кратковременным режимом), аккумуляторную батарею 4, предназначенную для питания на случай неисправности аварийной сети 5 потре бителя через шунт б. Пунктиром показана цепь формирования и интегрирования во времени сигнала, пропорционального току батареи 4. Эта цепь, кроме шунта б, содержит дифференциальный усилитель напряжения 7, соединенный с преобразователем напряжение — ток 8, выдающим ток в запоминающий аккумулятор 9 во время разрядки батареи 4.

Дифференциальный усилитель 7 и преобразователь напряжение — ток 8 получают смещение от источника стабилизированного напря>кения 10, причем это стабилизированное напряжение можно снимать с батареи 4, когда последняя выдает ток. Реле 11 служит для детектирования при отсутствии тока сети.

Запоминающий аккумулятор 9, который заряжается во время работы батареи, соединен с органом управления 12, позволяющим во время включения сети призводить кратковременную перезарядку батареи через зарядное устройство 8. При нормальной работе сети обмотка Ll реле 11 возбуждена, его контакты К» I(> разомкнуты (фиг. 2). Батарея 4 питается через зарядное устройство 2, работающее в продолжительном режиме, поскольку контакты К и К разомкнуты, цепи 7 и 8 не получают смещения и запоминающий аккумулятор 9 не заряжается.

Сразу же после выключения сети обмотка

Ll обесточивается, контакты Кп К и К замыкаются и через контакт Кз батарея 4 запитывает сеть потребителя 5.

Одновременно через замкнутые контакты

К и К, поступает смещение на усилители 7 и 8 от источника стабилизированного напряжения на диодах D„D, питаемого от батареи, так как реле 11 контроля сети является детектором при отсутствии напряжения в сети

1, т. е .на время t. при условии, что это время не превышает времени t„, полной разрядки б iтареи 4.

Сопротивления Rl, R>, Rp и Я: и потенциометр P можно регулировать таким образом, чтобы базы транзисторов Т и Т> получили одинаковый потенциал, когда через ш> lIT проходит ток, равный, например, полови.ie поминального разрядного тока батареи 4. Ток, идущий по сопротивлению @, делится тогда между сопротивлениями Rz и R7, и потенциалы коллекторов обоих транзисторов становятся одинаковыми. Шунт б рассчитан для создания очень малого падения напряжения, например, порядка 0,1 в, при номинальном токе.

При прохождении разрядного тока I„, батареи к потребителю через шунт б падение напряжения на зажимах шунта складывается со стабилизированным напряжением, подаваемым на делитель R,— P — R между точкой М и общей точкой Dl u Rll. Напря>кение м "жду базой и эмиттером транзистора Tl надает, 5

4 ток в транзисторе Т уменьшается; падение напряжения на сопротивлении R;, снижается, и ток в транзисторе Т и на сопротивлении % возрастает. Потенциал, поданный на базу транзистора Тз, становится более положительным, т. е. уменьшается величина смещения. Транзистор Т, управляет потенциалом оазы транзистора Т, который становится более положительным, и через аккумулятор 9 протекает ток заряда 1.

На транзистор Т, ïoäàåòñÿ смещение через сопротивление Rp, и через транзистор Тз проходит весь или часть тока смсщения, в зависимости от состояния дифференциального усилителя 7.

Сопротивление Rlp ограничивает максимальный зарядный ток аккумулятора 9, в частности, в случае значительных пиков тока в потребителя.

Диод D, предотвращает разрядку аккумулятора 9 по цепям усилителя, в то время как стабилизированные напряжения»a зажимах диодов Dl и D> выключаются при подключении сети.

Запоминаю!ци!(аккумулятор, который Вначале полностью разряжен, заряжается количеством электричества, равным 1 t, и его емкость выбирается примерно вдвое больше величины 1.1„, являющейся значением максимального заряда батареи 4.

Элемент б преобразует ток 1, проходящий через него (от батареи к потребителю), в сигнал с напряжением U, который строго пропорционален 1... и возникает на зажимах М и У. Сигнал напряжения U усиливается усилителями 7, а затем 8, в ток I. Этот ток поступает в запоминающий аккумулятор 9, который интегрирует его во времени и заряжается.

Запоминающий аккумулятор соединен с разрядной цепью содержащей сопротивления

R» и Rl>, через контакт К4, также управляемый обмоткой Ll реле 11. Эта цепь соединена с цепью управления на транзисторах Т.- и Т,; база транзистора Т, соединена с общей точкой сопротивлений R» и R„, а его эмиттер— с точкой V. Коллектор транзистора T,-, соединен, с одной стороны, с общей точкой зарядного устройства 2 продолжительного режима и зарядного устройства 8 кратковременного режима через сопротивление Л н контакт К-, реле 11 и, с другой стороны, с базой транзистора Т .

Сопротивление Rl> также соединено через сопротивление Rl4 и обмотку L реле управления 12 с коллектором транзистора Т, а эмиттер последнего связан с точкой N. Обмотка

L управляет контактом К6, подключающим зарядное устройство 8 к сети переменного тока.

При возникновении тока в сети 1 обмотка реле 11 снова возбуждается, контакты Кь

К. и Кз размыкаются, обрывая питание уси, »11слеи 7 и 8 от оатареи ll выключая потреЗЗЕ02

10 бителя; одновреме1шо два других ко1тякта К., и К реле 11 замыкаются.

Через замкнутый контакт К4 аккумулятор 9 разряжается на сопротивления R11 и Я1г, Это ведет к подаче смещения на транзистор T;„ который закорачивает цепь смещения транзистора ТБ, последний, оказавшись запертым, управляет включением зарядного устроиствя

8 кратковременного режим . Управление осуществляется с помощью реле 12, которое нри отсутствии в нем тока замыкает сгой конта«т

Кб, который, в свою очере;ь, подает напряжение питания на зарядное устройство 8 or сети 1.

К концу разрядки запои:111ягогцего аккумулятора 9 транзистор Т, з я1ш " ается и отпирает транзистор Т, благодаря чему реле 12 снова возбуждается и размыкягr контакт Кб, прекращая кратковременну10 зарядку батареи 4.

Зарядка продолжается тогда в продолжительном режиме от зарядного устройства 2. Сопротивления RI> и RI,: служат для ограничения тока в транзисторах Т,- и Т,.

Сопротивление Я1г„ включенное последовательно с контактом К2, служит для выбора режима работы диода D> при разрядке батареи. сопротивления Ric, RI-, и RIs служат для выбора оптимального режима работы транзисторов Т„Т, и Т.1 соответственно.

Другой вариант предлагаемого устройства (фиг. 3) содержит еще один источник 18 стабилизированного напряжения, который в присутствии напряжения сети получает питание по добавочной пепи и напряжение с которого поступает на разделительный каскад 14, цепь разрядки 15, концентратор 1б и цепь задержки 17 с ручным управлением, В этом варианте устранено реле 11, чувствительное к няличн1о напряжения сети.

При восстановлении после включения напряженияя сети этот источник 18 воздействует на элемент 14, разрывая цепь зарядки аккумулятора 9, н»а элементы 15 и 1б, так что цепь разрядки 15 запоминающего аккумулятора 9 передает информацию с последнего концентратор 1б, включающий кратковременный режим зарядки схемы 2 — 3. Это разрешение может быть также выдано цепью задержки 17 с ручным управлением через элемент 1б.

Цепь задержки 17 позволяет заряжать батарею, когда запоминающее устройство еще не заряжено при разряпке батарей. Это может быть в случае, когда установка осгастся в течение некоторого времени отклк1че иной о 1 сети и когдя сяморязрядкя оятяреи»е компенсируется зарядкой в продолжительном режи ме.

Устройство 18 не является необходимым, но позволяет усовершенствовать раооту концентратора 1б и заряди»по усгройствя 2 — -Л, 15

60 позволяя вО Брем11 зарядки батареи постоянным током в определенных случаях (например, при высокой температуре батареи) прерьать зарядку в кратковременном режиме, если батарея зарядилась, для избежания ее перегрузки.

Г1редмет изобретения

1, Устройство для питания нагрузки постоянным током, содержащее источник питаш1я, связанный через зарядный узел с резервной аккумуляторной батареей, в разрядную цепь которой включен шунт, и дополнительную аккумуляторную батарею, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности работы, оно снабжено дифференциальным усилителем, базы транзисторов которого подключены соответственно к двум делителям напряжения, включенным 112 стабилизированное напряжение резервной аккумуляторной батарее, причем один из делителей напряжения включен последовательно с указанным шунтом, второй конец которого подсоединен к общей точке эмиттеров транзисторов, а выход дифференциального усилителя связан с двухкаскадным усилителем, выход которого подсоединен к дополнительной аккумуляторной батарее, управляющей в процессе разряда с помощью контактного реле режимом форсированного заряда резервной аккумуляторной батареи.

2. Устройство по п. 1, отличагощееся тем, что разрядная цепь дополнительной аккумуляторной батареи выполнена на транзисторе, эмиттер которого соединен с сопротивлением, последовательно включенным в цепь этой батареи, а ее отключение от зарядной цепи осу1цествляется с помощью транзистора, база которого соединена с делителем напряжения, подключенным к стабилизированному источнику напряжения питания.

3. Устройство по п. 1, от гичагощееся тем, что оно содержит узел управления зарядом резервной аккумуляторной батареи, состоящий из транзистора, коллектор которого подсоединен к реле, подключающему батарею на форсированный заряд, а база связана с разрядной цепью дополнительной аккумуляторной батареи через эмиттер-коллекторный переход второго транзистора, базовая цепь которого подключена к стабилизированному источнику напряжения питания.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что oEIo снабжено заряжаемой от источника питания второй дополнительной аккумуляторной батареей, включаемой ия разряд ручным выключателем и управляющей процессом форсировашгого заряда резервной аккумуляторной оятареи.

336902

Составитель В. Фельдшер

Техред Л. Богданова

Корректор A. Васильева

Редактор И. Орлова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2012/11 Изд. № 852 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 3(-35, Раушская наб., д. 4/5