Устройство для заряда аккумуляторной батареи

 

н11 556537

ОЛИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 543089 (22) Заявлено 30.06.75 (21) 2150147/07 (51) М. Кл. Н 02J 7/02 с присоединением заявки №

Совета Министоов СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.04.77. Бюллетень М 16

Дата опубликования описания 06.07.77 (53) УДК 621.355.163 (088.8) (72) Авторы изобретения

A. Г. Николаев и Д. М. Мезенцев (71) Заявитель с Qjg j (54) VCTPOACTBO ДЛЯ ЗЛ1 ЯДА АККУМУЛЯТО1 Най ВАТА1 ЕИ

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение касается вопросов заряда аккумуляторных батарей выпрямленным током.

Известно зарядное устройство, содержащее источник переменного тока с двумя клеммами, двухполупсриодный мостовой выпрямитель и индуктивно-емкостные токоограничивающие ячейки, состоящие из конденсатора и дросселя.

В устройстве аккумуляторная батарея заряжается от источника через конденсатор и дроссель. Ток источника выпрямляется с помощью выпрямителя. Клеммы источника переменного тока зашунтированы конденсатором, образующим вместе с другим конденсатором емкостный делитель напряжения.

Среднее значение тока заряда в этом устройстве линейно убывает по мере роста напряжения батареи.

В практике ускоренного заряда аккумуляторных батарей для их начального заряда обычно используют ток большого значения, а по достижении напряжения батареи заданного значения (соответствующего заряду на

80 — 90% емкости) ток резко снижают и этим током осуществляют дозаряд батареи.

Устройства, обеспечивающие такой режим заряда, снабжены моторным реле времени, переключающим батарею на дозовый дозаряд. Такие устройства отличаются весьма сложной схемой.

Известно также устройство для заряда аккумуляторной батареи, содержащее источник переменного тока с двумя выходными клеммами, индуктивно емкостную токоограничивающую ячейку, конденсатор которой соединен с одной из клемм источника и через полупроводниковый элемент с положительной клеммой батареи, а дроссель одним своим выводом связан со второй клеммой источни10 ка. В качестве указанного полупроводникового элемента применен транзистор, база которого через резистор, а эмиттер через вентиль подключены к второй клемме упомянутого источника, отрицательная клемма батареи—

15 к второму выводу дросселя.

Однако внешние статические характеристики этого устройства имеют линейный характер.

Цель изобретения — обеспечение форсиро20 ванного режима заряда. Для этого устройство снабжено дополнительным вентилем, включенным между первой клеммой источника и положительной клеммой батареи.

На фиг. 1 представлена схема устройства;

25 на фиг. 2 — его вариант, В устройство по схеме фиг. 1 аккумуляторная батарея 1 заряжается от источника 2 переменного тока, к клеммам 3, 4 которого одними выводами подключены соответственно

30 конденсатор 5 и дроссель 6. Конденсатор 5

556537 вторым выводом через эмиттер-,коллекторный переход транзистора 7 соединен с положительной клеммой батареи и через вентиль— диод 8 и резистор 9 с базой транзистора 7, дроссель 6 вторым выводом — с отрицательной клеммой батареи. Кроме того, клемма 4 источника переменного тока подключена кдиоду 8 и резистору 9, а клемма 3 через вентиль — диод 10 соединена с положительной клеммой батареи.

При рассмотрении работы устройства будем считать, что в нечетные полупериоды (первый, третий и т. д.) изменения тока источника напряжение клеммы 4 положительно, а клеммы 3 — отрицательно; в четных полупериодах (втором, четвертом и т. д.) полярность напряжения соответственно изменяется. Тогда при подключении батареи к зарядному устройству в первом полупериоде через диод 8 осуществляется заряд конденсатора

5. Этот заряд продолжается до тех пор, пока напряжение на конденсаторе не достигнет амплитудного значения напряжения источника, после чего заряд конденсатора прекращается. Конденсатор 5 при этом выполняет функцию накопительной емкости. Во время заряда конденсатора транзистор 7 заперт за счет подвода падения напряжения на диоде 8 к базе этого транзистора. Напряжение на обкладке конденсатора, соединенной с транзистором 7 и диодом 8 (верхней по схеме), положительно по отношению к обкладке, подключенной к клемме 3 источника, а в цепи: верхняя обкладка конденсатора — клемма 4 источника равно нулю в процессе заряда конденсатора и увеличивается от нуля до напряжения конденсатора по мере уменьшения напряжения источника.

Если напряжение заряжаемой батареи меньше амплитудного значения напряжения источника, то в момент равенства напряжений цепи: конденсатор, источники и батарея структура устройства изменяется и начинается разряд конденсатора на батарею через транзистор 7 (или диод 11 в схеме фиг. 2), дроссель 6 и источник. В это время конденсатор 5 отдает энергию в батарею. Ток разряда конденсатора на батарею ограничен индуктивным сопротивлением дросселя 6, а импульс зарядного тока длится до тех пор, пока напряжение цепи: конденсатор — источник не станет равным напряжению батареи. После того, как в четном полупериоде мгновенное значение напряжения источника, увеличиваясь, достигнет напряжения батареи, ток источника течет в батарею через диод 10 и дроссель 6. Этот ток суммируется с током

55 разряда конденсатора. Выпрямление тока источника здесь осуществляется всегда лишь одним (последовательно включенным) вентилем, поэтому потери мощности в вентилях выпрямителя уменьшаются.

Если напряжение батареи в процессе ее заряда превышает амплитудное значение напряжения источника, диод 10 в четном и нечетном полупериодах предохраняет батарею от ее разряда на источник, а батарея заряжается током разряда конденсатора (в четных полупериодах). Разряд конденсатора на батарею в четных полупериодах чередуется с зарядом конденсатора от источника в нечетных, и, таким образом, конденсатор выполняет функцию накопителя в нечетных и вольтодобавочного источника — в четных полупериодах.

Следовательно, на первом этапе заряда батареи, когда напряжение на ней меньше амплитудного значения напряжения источника, заряд обеспечивается разрядным током конденсатора 5 через транзистор 7, дроссель 6 и источник 2 и выпрямленным током источника через диод 10 и дроссель 6. На втором этапе, когда напряжение на батарее достигает амплитудного значения напряжения источника, заряд батареи осуществляется лишь в четные полупериоды источника через транзистор 7 и дроссель 6 до напряжения, равного двойному амплитудному значению напряжения источника. При этом ток заряда батареи увеличивается. Уменьшив емкость конденсатора, можно значительно снизить вес и габариты устройства.

Кроме того, уменьшая емкость конденсатора, можно не только улучшить удельные энергетические показатели устройства в целом, но и создать устройство, внешняя статическая характеристика которого имеет крутой излом. Такое устройство способно осуществлять форсированный заряд батареи до напряжения, равного амплитудному значению напряжения источника, а затем дозовый дозаряд батареи до напряжения, равного двойному амплитудному значению напряжения источника.

Формула изобретения

Устройство для заряда аккумуляторной батареи по авт. св. Ко 543089, отличающееся я тем, что, с целью обеспечения форсированного режима заряда, оно снабжено дополнительным вентилем, который включен между первой клеммой источника и положительной клеммой батареи.

556537

Рог.1

Риг. z

Составитель И. Найдина

Техред 3. Тарасова

Редактор А. Осочников

Корректор Н. Аук

Заказ 1269/7 Изд, № 463 Тираж 914 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2