Устройство для заряда аккумуляторной батареи

 

Союз Советских

Социалистических

Респу6пнк

ОП ИСАН и зоы ете н

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТВЛ (61) Дополнительное к авт. cBHit-в (22) Заявлено 19.04.77 (21) 2477 с присоединением заявки № (23) Приоритет—

Опубликовано 25.04. 79.Бюлле

Дата опубликования описани

/00

Государственный «пмвтет

СССР пп делам нзо5ретеннй н пткрмтнй

1. 355.

8. 82 (72) Авторы изобретения

А. Г. Николаев, Г. Б. Стеганов и В. М. Соловьев

{71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Изобретение относится к эпектротехнической промышпенности и касается вопросов заряда аккумуляторных батарей.

Известны устройства дпя заряда аккумупяторных батарей, содержащие источник постоянного тока, тиристоры в цепях зарядного тока и индуктивно-емкостные цепи ((.С -цепи) (1),(21.

Ограничение зарядного тока в известных устройствах достигается применением тирйсторйых ключей постоянного тока с, принудительной коммутацией. Гпавными недостатками упомянутых устройств явпяются невысокое зарядное напряжение и значитепьные потери мощности источника при принудитепьной коммутации тиристоров, быстро возрастающие с ростом частоты кеммутации.

Известно также устройство дпя заряда аккумуляторных батарей от источника постоянного тока (31, содержащее источник постоянного тока, два тиристора, соединенных согпасно в последоватепьную цепь, анодный вывод которой

2 связан с попожитепьной, а катодный— с отрицательной клеммами источника(3).

Г! оспедоватепьная L. C -цепь выводом конденсатора подключена к среднему выводу этой тиристорной цепи. В состав

5 устройства, кроме того, входят четыре вентипя, первый из которых анодом связан с анодным выводом указанной тиристорной цепи, второй — катодом связан с катодным выводом той же цепи, а анотО дом — с отрицательной кпеммой дпя под;ключения батареи. Третий вентиль анодом связан с отрицательной клеммой дпя подключения батареи, а катодом — с точкой соединения конденсатора и дроссепя. Четвертый вентипь катодом связан с попожитепьной клеммой для подключения батареи, а анодом — с выводом дросселя и с катодом первого вентипя. При поступпении управпяющего сигнапа с блока контроля напряжения и управпения одновременно на управляющие эпектроды соответствующих пар вентилей — тиристоров происходит копебатепьный заряд конден6 )8655 сат Оря от источника. ПО окончании Ilp5T« мой полуводны тока тиристоры запираются естественным образом. Затем блок управления отпирает другую пару тиристоров, благодаря чему к батарее через дроссепь прикладывается суммарное напряжение источника и заряженного конденсатора. Ток заряда батареи при этом изменяется по синусоидапьному закону до тех пор, пока напряжение на конденсаторе после изменения его полярности не достигнет величины напряжения источника. В этот момент дальнейший перезаряд конденсатора прекращается, а заряд батереи обеспечивается за счет энергии, запасенной в магнитном попе дросселя. Далее описанные процессы повторяются циклически с частотой, обеспечивающей требуемое среднее значение тока заряда батареи. Недостатками этого устройства являются: 1) неравномерная нагрузка источника питания; 2) значительные потери мощности на сопротивлениях трех поспедоватепьно соединенных венти пей.

Цепь изобретения — улучшение удельных энергетических показателей устройства.

Указанная цепь достигается тем, что схема снабжена выводом для подключения средней точки аккумуляторной батареи, связанным с цроссепьным выводом С -цепи, катод первого вентиля связан непосредственно с положительной клеммой заряжаемой батареи, а анод четвертого вентиля - с точкой соединения дросселя и конденсатора ьС вЂ” цепи.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - вариант схемы устройства.

Устройство содержит источник постоянного тока 1; клеммы для подключения аккумуляторной батареи 2 (напряжение которой превышает напряжение источника питания не более чем вдвое), снабженной выводом 3 ее средней точки; ,ЬС вЂ” цепь 4,5, дроссепь 5 которой связан со средней точкой батареи; диод 6, связанный анодом с отрицательной клеммой батареи, а катодом — с точкой соединения конденсатора 4 и дросеепя 5; тиристоры 7,8 соединенные согласно в поспедоватепьную цепь, средний вывод которой связан с выводом конденсатора 1.С -цепи; диоды 9, 10, включенные в прямом направлении соответственно между отрицательными и положительными клеммами для подключения батареи и источника; l3130n 1 3, анодом связанный с точкой соединения конденсGTApQ 4 и дросселя 5, а катодом — с положительной .клеммой дпя подключения заряжаемой батареи; блок контроля напряжения и управпения тиристорами 1 2.

Работа устройства описывается следующим образом.

При включении тиристора 7 происходит резонансный перезаряд конденсатора 4, заряженного в предыдущем полупериоде до напряжения источника питания (плюс на правой обкладке). При этом к нижней по схеме поповине батареи прикладывается суммарное напряжение источника 1 и заряженного конденсатора 4, в результате чего происходит заряд нижней половины батареи 2 по цепи1-7-4-5-2-9 и перезаряд конденсатора 4. Ток в указанной цепи протекает до момента достижения напряжением на конденсаторе 4. величины напряжения источника 1 (плюс на левой обкладке). В этот момент тиристор 7 запирается и отпирается диод 6, обеспечивая передачу энергии, запасенной в дроссепе 5, в нижнюю по схеме половину батареи по цепи

6-5-2. В следующий цопупериод отпирается тиристор 8 и происходит заряд верхней по схеме половины батареи вначале по цепи 1-10-2-5-4-8, а после перезаряда конденсатора до напряжения источника (плюс на правой обкладке) по цепи 11-2-5. Далее описанные процессы повторяются циклически.

Таким образом,, устройство согласно изобретению обеспечивает более равномерное нагружение источника постоянного тока. Зто позволяет улучшить использование мощности источника, т.е. уменьшить его массу при одинаковой с прототипом зарядной мощностью, В цепь заряда каждой половины батареи в каждый попупериод включены только два вентиля — тиристор и диоц (вместо трех— циода и двух тиристоров — в прототипе).

Это позволяет сократить потери в вентилях устройства.

Представленный на фиг. 2 вариант устройства обеспечивает равномерное нагружение источника при заряде батареи с напряжением, меньшим напряжения источника. В этом случае устройство содержит дополнительно два конденсатора

13, 14, соединенных в последовательную цепь, подкпюченную к выходу источника 1.

Средний вывод конденсаторной цели связан с

6.586,", -

13 выводом средней точки батареи 2 -цепью

4,5, Тиристоры 7, 8, поочередно отпираясь, обеспечивают передачу энергии источника 1, из конденсаторов 14, 13 верхней и нижней половинам батареи 2. 5

Напряжение на конденсаторе 4 не превосходит половины напряжения источника 1.

При достижении напряжением конденсатора 4 указанного значения отпирается один из диодов — 11 ипи 6 (в зависи-, мости от попупериода), и энергия дрос".епя 5 передается непосредственно соответствующей половине батареи.

Оба варианта схемы устройства обеспечивают улучшение исп опьзования мощ15 ности источника и сокращение потерь в вентипях, что при одинаковой с прототипом зарядной мощности и массе вентилей позволяет уменьшить массу зарядного устройства в цепом, т.е. упучшить его 20 удепьные энергетические показатепи.

Формупа изобретения

Устройство дпя заряда аккумуляторной батареи, содержащее источник постоянного тока, два тиристора, соединенные согпасно в последовательную, цепь, анодный

30 вывод которой связан с попожительнои, а катодный — с отрицательной клеммами иск точника,. поспедоватепьную C -цепь, вывод конденсатора которой подкпючен к среднему выводу тиристорной цепи, четыре вентиля, первый из которых анодом связан с анодным выводом тиристорной цепи, второй катодом связан с катодным выводом той же цепи, третий анодом связан с отрицатепьной клеммой для подкпючения заряжаемой батареи, а катодом— с точкой соединения конденсатора и дросселя, четвертый вентиль катодом связан с попожитепьной клеммой цпя подключения батареи, и блок контропя напряжения и управления тиристорами, о т и и ч а юш, е е с я тем, что, с цепью улучшения удепьных энергетических показатепей, схема снабжена выводом для подключения средней точки аккумуляторной батареи, связанным с дроссельным выводом

-цепи, катод первого вентилясвязан непосредственно с попожитепьной клеммой заряжаемой батареи, а анод четвертого вентипя — с точкой соединения дросселя и конденсатора LL -цепи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании № 1382246, Н 02 3 7/00; 7/02, 1975.

2. Зорохович А. E. и др. Устройства дпя заряда и разряда аккумупяторных батарей, М., "Энергия", 1975, с. 175-.176, рис. 6.14а и 6.15.

3. Патент Кана ды № 9 386 65, Н 021 7/00, 1973.

658655

Составитель В. Огпобпев

Редактор A. Садомов Техред М. Петко КорректорА. Гриценко

Заказ 2069/49 Тираж 856 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по депам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 фипиап ППП Патент, r. Ужгород, уп. Проектная, 4