Устройство для заряда аккумуляторной батареи

 

546058 блок 9 контроля напряжения батареи и фа:.oBoãо управления, вентилями. Аккумуляторная батарея выполнена в виде двух соединенных последовательно секций 10 и 11, и точка соединения этих секций через ключевой регулятор тока 8 подключена к одной из выход:!ых,клемм источника переменного тока 2. К выходным клеммам вь1прямительного моста годключена цепь из двух соединенных последовательно ко:-1денсаторов 12 и 18, точка соединения которых подключена к,выходной клемме и "точника В месте его соединения с клю-:свым регулятооо;I тока.

Принцип работы устройства, выго3íåííoãî .!О схем- фиг. 1, следуlощлй, При подаче напря>кени". источника на клеммы входной дна -сиали мостового,выпрямителя, если напряжение аккумуляторной батареи меньше амплитудного значения напряжения источника, в начале полупериода (когдя к аl".оду диода 8 приложено по:! Ожительное относительно катода диода 4,напряжеHIIei через .диод 8 заря>кается конденсатор

12. Напряжение накопительного конденсатора 12, повышаясь одновременно с ростом напряжения источника,,перестает расти, когда напряжение источника становится больше !

Iяпряжения Оятяреи. D 3TQ Время через диоды 8 и 4 заряжается бата рея. Заряд длится до тех пор, пока напря>кение источника больше напряжения батареи. Среднее значение тока заряда аккумуляторной батареи за полупериод равно интегралу мгновенных значений тока. Напря>кение конденсатора 12 .в конце полупериода равно напряжению аккумуляторной батареи.

В начале следующего — .второго и других четных полупериодов через диод б осуществляется заряд .накопительного конденсатора

18, что, повышая напряжение конденсаторной ячеики, вызовет разряд конденсатора 12 на батарею 1. Этот разряд продолжается до тех пор, пока мгновенное напряжение источника не станет оольше,напряжения батареи. В это ,время заряд конденсатора 13 и,разряд конденсатора 12 прекратятся, и начинается заряд батареи через диоды 5 и б. Очевидно, что энергия, запасаемая в конденсаторах 12 и 18, пропорциональна квадрату напряжения батареи, т. е. увеличивается по мере заряда батареи. Однако эта энергия строго дозирована и л,инейно возрастает с увеличением емкости конденсатора 12 и 18.

IB начале третьего и других нечетных полупериодов через диод 8 заряжается конденсатор 12, разряженный в предыдущем полупериоде, и конденсаторная ячейка 12, 18 отдает энергию в батарею до тех пор, пока не начнется заряд батареи через вентили мостового,выпрямителя.

При подаче импульса От блока 9 на ключевой регулятор тока 8 последний открывается и проводит ток до момента его исчезновения, в результате чего этот регулятор тока

Зо

60 !

15 запирается. В один полупериод ток источника протекает через сопротивление 7, диод 3, секцию батареи 10 и регулятор 8, а в другGH — чсрез сопротивление 7, регулятор 8, сскцию 11 и диод б. Кроме того, открытие рсгулятора 8 приводит к подразряду конденсатора 12 на секцию 10 в одном и разряду конденсатора 13 на секцию 11 батареи в другом полупсриоде. Оое секции при этом .подразря>каются до напряжения секции батареи, т. е. до половины значения напряжения бата-! реи. Это приводит к тому, что в начале полупериод,, следу1ощего за,подразрядом од:!ого конденсатора, BTcðoé конденсатор вначале годзаря>кается от источника, затем ячейка г1одзаряжает батарею, после чего батарея заряжается от мостового выпрямителя.

Б случае, когда, напряжение батареи рав— но или превышает амллитудное значение напряжения источника, конденсатор 12 заря>кается D нечет>иых полупериодах от начала полупериода до момента заряда его до амплитуды нап яжения источника, а ячейка 13 GTдает энергию в батарею 1 до тех пор, пока регулятор тока 8 не переведет устройство в режим заряда секции 10. В четных полупериодах аналогично заряжаются конденсатор

18 и батарея 1 или ее секция 11. Следовательно, батарея здесь заряжается до удвоенного напряжения источника.

Если в устройстве по схеме фиг. оба конденсатора 12 и 13 заряжаются через сопротивление 7, то в устройстве на фиг. 2 эти конденсаторы заряжаются через диоды непосредственно от источника, что уменьшает потери энергии при их заряде. В связи с тем, что заряд этих конденсаторов осуществляется в обеих схемах синусогдальным напряжением, а емкость этих конденсаторов невелика, то их голный заряд за время, не превышающее полупериода, характеризуется высоким к. п. д. при ограни:ении тока заряда батареи как активным, так и реактивным сопротивлением.,Поэтому устройство по фиг. 2 в целом характеризуется высокими энергетическими показателями.

Схемы устройства по фиг. 3 и 4 являются несколько упрощенным вариантом схемы по фиг. 1 и также обеспечивают заряд батареи до удвоенного напряжения источника. Так, в устройстве по схеме фиг. 3 отсутствуют регулятор тока 8 и блок 9, а ограничение тока заряда батареи OT однофазного источника осущсствляется линейным дросселем 7. Это устройство может быть использовано для форсированного заряда батареи до напряжения источи!! .а и дозово!го импульсного дозаряда бат,реи (током, линейно убывающим по мере заряда батареи до .напряжения. практически вдвое большего напряжения источника) .

На фит. 4 представлена схема устройства, заряжающего батареи от трехфазного источника. Здесь первичные обмотки трансформатора подключены к источнику, а вторичные обмотки, соединенные последовательно (коОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ () 546O58

Союз Советских

Социалистических

Республик (51) М. Кл. Н 02 1 7/06 (61) Дополнитльное к авт. свид-ву 453760 (22) Заявлено 23.09.75 (21) 2175944/07 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.02.77. Бюллетень № 5 (45) Дата опубликования описания 24.02.77

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 62,1.355.164 (088.8) по ленам изобретений и открытии (72) Автор изобретения

Г Николаев (71) Заявитель (54) УСтРОйСтВО ДЛЯ ЗАРЯ

АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Изобретение относится к устройствам для заряда и подзаряда аккумуляторных батарей как в стационарных условиях, так и на подвижных объектах.

Известно устройство для заряда аккумуляторной батареи по авт. свид. № 453760, содержащее аккумуляторную батарею, источник переменного тока, двухполупериодный мостовой выпрямитель на диодах, токоограничивающее сопротивление, ключевой регулятор тока и блок контроля напряжения батареи и фазового управления вентилями ключевого регулятора. Входная диагональ мостового вып рямителя по дключена к:источнику через токоограничивающее сопротивление, а выходная — к батарее.

Устройство обеспечивает,не только заряд батареи до удвоенногo значения амплитуды напряжения источника, но и повышение его удельных энергетических показателей. Это достигается за счет включения ключевого регулятора тока .во второй половине каждого,полупериода изменения напряжения источника, в результате чего напряжение на выходе выпрямителя уменьшается .вдвое, что обеспечивает увеличение зарядного тока в секциях батареи (в соответствующих полупериодах).

Очевидно, что,включение ключевого регулятора тока, осуществляемое во второй половине полупериода напряжения источника, уменьшает скважность импульсов зарядного тока от бесконечно больших значений до,двух, что и обеспечивает улучшение удельных энергетических показателей зарядного устройства.

5 Дальнейшее уменьшение этой скважности в известном устройстве невозможно, поэтому коэффициент использования мощности .источника, равный отношению заурядной мощности устройства к типовой (расчетной) мощности

10 устройства, не превосходит значений 0,8—

0,83. Это приводит к неполному использованию .мощности источника, что влечет завыше,ние веса системы.

Для повышения коэффициента использо,вания мощности сетевого источника предлагаемое устройство снабжено цепью из двух соединенных последовательно конденсаторов, общая точка соединения которых подключена к одной из клемм сети, а ее крайние выводы — к клеммам выходной диагонали мостового выпрямителя.

На фиг. 1 показана схема описываемого устройства; на фиг. 2 — 4 — .варианты схемы.

Устройство содержит аккумуляторную батарею 1, источник переменного тока 2, двухполупериодный выпрямитель, диоды 8 — 6 которого соединены по схеме электрического моста, токоограничивающее сопротивление 7 (выполненное в виде резистора, дросселя или

Зо конденсатора), ключевой регулятор тока 8, 546058

Формула изобретения

4)ia! (Составитель И, Найдина

Редактор И. Шейнин Техред Н. Сметанина Корректор В. Гутман

Заказ 80/150 Изд, № 417 Тираж 899 Подписиос

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, уК-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» нец первой фазной обмотки соединен с началом второй, конец второй — с концом третьей, а нагрузка — к началу п рвой и третьей, что обеспечивает равномерное нагружение всех трех фаз при двойном фазном напряжении на выходных клеммах обмоток), подключены через токоограничивающий конденсатор

7 к клеммам входной диагонали мостового выпрямителя. В этом устройстве батарея заряжается с высоким к. п. д. до напряжения, в четыре раза больше фазного напряжения источника. Работа устройства по фиг. 3 и 4 аналогична работе рассмотренного выше устройства по фиг, 1.

Таким образом, заряд конденсаторов от источника (во время, когда мгновенное напряжение источника меньше напряжения батареи) и передача запасенной в конденсаторах энергии в батарею улучшают использование энергии источника и повышают коэффициент использования мощности источника, что позволяет уменьшить вес автономного источника переменного тока.

Устройстзо;для заряда аккумуляторной батареи по авт. свид. № 453760, о тл ич а ющ е е с я тем, что, с целью повышения коэффициента использо|вания мощности сетевого источника, оно снабжено цепью из двух соединенных последовательно конденсаторов, общая точка соединения которых подключена к одной из клемм сети, а ее крайние выводы — к клеммам выходной диагонали мостового выпрямителя.

Источник информации, принятый во гнимание при экспертизе.

1. Лвторское свидетельство N 453760, М Кл Н 02 J 7/06, 1973.