Устройство для измерения напряжения аккумуляторной батареи

 

lii) 42I076

OllHCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсва

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 24.11.72 (21) 1849990 24-7 (51) М. Кл. Н Оlгп 45, 06 с присоединением заявки (32) Приоритет

Опубликовано 25.03.74. Бюллетень ¹ 11

Дата опубликования описания 27.08.74

Гаоуда ротвенный комитет

Совета Мнннотров СССР на двяаи нзобратвннй и откритнй (53) УДК 621.355.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Бельский, Б. С. Иванов и Ю. А. Карасев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Изобретение может быть использовано для контроля и управления химическими источниками тока, например аккумуляторными батареями.

Для защиты аккумуляторной батареи от разрушения, наступающего в результате перезаряда или переразряда аккумуляторов, используются пороговые устройства, выполненные на базе усилителей постоянного тока.

Известно устройство для измерения напряжения аккумуляторной батареи, содержащее измерительный мост с нелинейными элементами, усилитель постоянного тока на транзисторе с нагрузкой в коллекторной цепи и ключевой элемент.

Цель изобретения — повысить точность и снизить потребляемую мощность. Для этого нагрузка усилителя постоянного тока и нелинейныс элементы измерительного моста выполнены на карректорах, а в качестве ключевого элемента используется полевой транзистор, подключенный затвором к коллектору, а истоком — к эмиттеру транзистора усилителя постоянного тока.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит измерительный мост

1, 2, 3 и 4, усилитель постоянного тока на биполярном транзисторе 5, в цепь коллектора которого включен карректор 6, ключевой элеi:ånT на полевом транзисторе 7, в стоковую цепь которого включен резистор 8. На вход устройства 9 подается контролируемое общее напряжение аккумуляторной батареи. С выхода устройства 0 снимается управляющий сигнал в форме перепада потенциала. К общему выводу 11 нодкл|очается отрицательный пол сс батареи. Карректоры 1 и 4 включены в противоположные плечи измерительного мо10 ста.

В качестве полевого карректора можно использовать полевые транзисторы, работающие в режиме объединения. Свойством карректора является стабилизация протекающего через

15 него тока B ши;?оком QH n330ne напряже 1ии.

Для этого рабочая точка карректора должна находиться на участке насыщения его вольтамперной характеристики..

При низком напряжении транзисторы 5 н 7

20 должны быть открыты, что достигается подбором сопротивления резистора 2 во время настройки порогового устройства на карректорах.

Сопротивление резисторов 2 и 3 выбирает25 ся из условия минимума мощности, потребляемой всем устройством. Транзистор 5 благодаря включению в цепь коллектора каррек1ора 6: аход,пса в насыщении, Потенциал коллектора транзистора 5 пре30 вышает потенциал эмиттера транз и421076

1D.

Типография, пр. Сапунова, 2 стора 5 не более чем на 0,25 в, что обеспечивает открытое состояние ключевого элемента-транзистора 7. Через открытый транзистор 7 протекает ток. Последний создает на резисторе 8 значительное падение напряжения, превышающее несколько вольт и использующееся в качестве выходного сигнала устройства.

По мере заряда батарей напряжение, подаваемое на вход порогового устройства, увеличивается, что вызывает увеличение потенциала эмиттера транзистора 5. Потенциал базы транзистора 5 и ток коллектора практически не меняются. При некотором критическом входном напряжении транзистор 5 начнет запираться. Включение карректора 6 в цепь коллектора равносильно включению резистивной нагрузки в сотни килоом, что приводит к значительному увеличению коэффициента усиления каскада по напряжению. Поэтому незначительное увеличение входного напряжения свыше критического уровня вызовет значительное изменение потенциала коллектора транзистора 5.

Коллектор транзистора 5 соединен с затвором транзистора 7 и соответственно эмиттер соединен с истоком, поэтому напряжение на затворе относительно истока также возрастает. Полевой транзистор 7 работает в режиме обеднения. Увеличение напряжения на затворе относительно истока уменьшает ток, протекающий через транзистор 7. Последнее вызовет уменьшение падения напряжения на резисторе 3, дальнейшее увеличение потенциала эмиттера транзистора 5 и еще более сильное запирание транзисторов 5 и 7. Так действует механизм положительной обратной связи. Транзистор 7 полностью закроется. Выходное напряжение, снимаемое с резистора 8, упадет до нуля. Положительная обратная связь повышает чувствительность устройства.

Точность порога срабатывания определяется в основном температурным дрейфом. Наи

5 большее влияние оказывает температурная нестабильность токов, протекающих через каррскторы. С этой точки зрения наиболее целесообразно использование карректоров с сопротивлением в цепи истока. Температур10 пый коэффициент тока такого карректора меньше 10 з (град) и отрицателен. Влияние отрицательного температурного коэффициента тока карректора на точность устройства можно устранить, используя в качестве рези15 сторов 2 и 3 резисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления.

Кремниевый биполярный транзистор 5, имеющий незначительный обратный ток коллектора, не оказывает существенного влияния на

20 величину температурного дрейфа из-за включения в его коллекторную цепь карректора 6, ограничивающего ток на уровне 0,4 ма.

Предмет изобретения

Устройство для измерения напряжения аккумуляторной батареи, содержащее измерительный мост с нелинейными элементами, усилитель постоянного тока на транзисторе

30 с нагрузкой в коллекторной цепи и ключевой элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и снижения потребляемой мощности, нагрузка усилителя постоянного тока и нелинейные элементы измеритель35 ного моста выполнены на карректорах, а в качестве ключевого элемента используется полевой транзистор, подключенный затвором к коллектору, а истоком — к эмиттеру транзистора усилителя постоянного тока.

Составитель И Найдина

Редактор Т. Фадеева Техред Л. Богданова

Корректор Е Миронова

Заказ 1987(!2 Изд. ЛЪ 653

Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государствеш ого комитета по делам изобретений и открытий

Совета Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5