Устройство для заряда аккумуляторной батареи импульсным током

 

А, Г. Николаев, Г. Б. Стеганов, В. А. Сычев и С. В. Сычев (72) Авторы изобретению (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

ИМПУЛЬСНЫМ ТОКОМ

Изобретение относится к зарядным устройствам, используемым для формовки заряда аккумуляторных батарей (AB) импульсным током.

Известно устройство для питания нагрузки от источника постоянного тока типа топливной батареи и буферной АБ, разделенной на несколько секпий, напряжение каждой из которых не превосходит н пряжен я источни а. CeKg АБ 10 в таком устройстве поочередно подклю чаются K нсточнику электрической энер гни с помощью соответствующей пары автоматически управляемых выключателей для импульсного подзаряда, Из-аа низкого КПД передачи энергии источнйка в нагрузку и необходимости использо-, вания в качестве выключателей полностью управляемых вентилей использованяе это го устройства ограничено (1). 20

Известно устройство для питания нагрузки, содержащее двухсекпюонную

АБ, подзаряд к6торой осущесгвляется от источника электрнческой энергии, на2 нряжение которого меньше зарядного напряжения АБ. Макснмальное значение зарядного напряжения не превосходит удвоенного значения напряжения источника, что существенно ограничивает область его использования. Кроме того, оба аналога требуют нспользовання отводов от аккумуляторов или их групп, что не всегда возможно(2).

Известно также устройство для заряда аккумуляторных батарей от нсточника постоянного тока, не требующее использовання промежуточных отводов от АБ 33).

Устройство содержит два тнристора, диод, дроссель и конденсатор, а также блок контроля напряжения н управления тиристорами, йри этом тиристоры соединены последовательно и согласно, анод одного тнристора подключен к положительной клемме источника, Последовательно соединенные дроссель и конденсатор образуют резонансчый контур и включены между точкой соединения тя3 70 ристоров и отрицательной клеммой источника, образующей отрицательную выходную клемму устройства, При огпи-paHaa тиристора конденсатор заряЖается от источника. Наличие пепи его заряда линейного дросселя придают заряду колебательный характер, благодаря чему конденсатор заряжается практически до удвоенного значения напряжения источника. При отпирании тиристора ВАБ . передается энергия сначала непосред ственно от конденсатора, а затем через диод энергия, запасенная во время заряда конденсатора "в магнитном поле дросселя, передается в аккумуляторную батарею. АБ при этом заряжается им1пульсным током с высоким К ПД но (Э описанные процессы имеют место лишь при условии, что напряжение заряжаемой батареи не превосходит напряжения источника постоянного тока, что существенно сужает область применения известного устройства, несмотря на его высокие удельные энергетические. показатели.

Целью изобретения является повышение зарядного напряжения устройства, т.е. обеспечение возможности заряда АБ, напряжение которых превосходит по веЛйчийе напряжения источник постоянйога тока без использования вывода средней точки батареи.

Для этого катод второго тиристора подключен R отрицательной клемме источника питания, а дроссель снабжен дополнительной обмоткой, которая последовательно с диодом включена между положительной клеммой источника питания и положительной выходной клеммой устройства.

На фиг, 1 представлено предлагаемое устройство; на фиг. 2 — один из вариантов устройства.

Устройство содержит источник 1 постоянного тока и заряжаемую аккумуляторную батарею 2. Между положительной и отрицательной клеммами источника постоянного тока включены последовательно и согласно тиристоры 3-4.

Последовательно соединенные первая обмотка линейного дросселя 5 и конденсатор 6 включены между точкой соединения тиристоров 3-4 и отрицательной клеммой источника постоянного тока

1, а дополнительная обмотка дросселя

5 и зарядный диод 7, соединенные по. следовательно, включены между положительной клеммой источника постоянного

2459 4

55

45 тока и положительной выходной клеммой для подключе ЛБ, Работой тиристоров управляет блок 8 контроля напряжения и управления вейтилями.

Устройство работает следующим образом, При поступлении отпирающего имульса с блока 8 контроля напряжения и управления вентилями на управляющий электрод тиристора 3 последний открывается и происходит колебательный заряд конденсатора 6 от источника 1 по цепи 1-3-5-6. В результате чего потенциал верхйей по схеме обкладки конденсатора 6 становится положительным по отношению к его нижней обкладке.

При протекании тока по первой обмотке дросселя 5 в его дополнительной обмотке, соединенной с катодом диода 7, возникает ЭДС взаимной индукции, Ф о у величина которой зависит от скорости изменения тока в контуре 1-3-5-6, индуктивности, соотношения чисел витков обмоток дросселя и коэффициента магнитной связи между ними. В момент, когда сумма напряжений источника и ЭДС, индуктируемой в дополнительной обмотке дросселя 5, превысит величину напряжения заряжаемой батареи 2, диод 7 отпирается и через АБ проходит импульс зарядного тока. По окончании прямой полуволны тока в контуре 1- 3-,5-6 тиристор 3 запирается естественным образом. При поступлении сигнала управления на управляющий электрод тиристора 4 последний отпирается и происходит перезаряд конденсатора 6 по цепи 6-5-4, по окончании которого полярность напряжения на конденсаторе изменяется на противоположную в сравнении с предыдущим полупериодом. Одновременно с перезарядом конденсатора во второй обмотке дросселя 5 возникает ЭДС взаимной индукции, которая в некоторый момент времени в сумме с напряжением источника превосходит по величине напряжение заряжаемой батареи 2. Благодаря этому диод 7 вновь отпирается и через АБ проходит импульс зарядного то ка. По окончании полуволны тока в контуре 6-5-4 тиристор 4 запирается ес° тественным образом,. заканчивая цикл работы устройства.

На фиг. 2 - один из вариантов устройства. При такой структуре устройство цбзволяет осуществлять заряд АБ, напряжение которых может быть как больше, 5 702 так и меньше напряжения источника постоянного тока.

Если необходимо использовать ycrpoAство для заряда батареи, напряжение которой ниже напряжения источника, блок г

8 контроля напряжения обеспечивает запертое состояние тиристоров 10, 4 и поочередное отпирание тиристоров 3, 9.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществить заряд акку- 1р муляторной батареи, напряжение которой в несколько раз превосходит напряжение источника питания. Максимально воз- можное зарядное напряжение предлага- емого устройства определяется доброю- 1s постыл колебательных контуров 1-3-5-6

--и 6-5-4, а также соотношение чисел витков обмоток линейного дросселя 5.

459 б анод одного тиристора подключен к положительной клемме источника питания, точка соединения тиристоров через дроссель иконденсатор,,включенные последовательно, подключена к отрицательной клемме источника питания, образуxmeA отрицательную выходную клемму устройства, о т л и ч а ю m е е с я тем, что, с целью повышения зарядного напряжения, катод другого тиристора подключен к отрицательной клемме источника питания, а дроссель снабжен дополнительной обмоткой, которая последовательно с диодом включена между положительной клеммой источника питания и положительной выходной клеммой устройства.

Формула изобретения

Устройство для заряда аккумуляторной батареи импульсным током, содержащееисточник питания постоянного тока, два тиристора, диод, дроссель, конденсатор и блок контроля напряжения и управления тиристорами, при этом тиристоры соединены последовательно и согласно, Источники информации, 20 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹269263,,кл. Н 02 У 7/00, 1968.

2. Заявка № 2357328/07, кл. Н 02 ) 7/34, 1977 по которой получено положительное решение о выдаче авт: свид.

3. Патент Канады ¹ 938665, кл. 320- 2, 1973 (прототип).

702459

Составитель В. Оглоблев

Редактор Ю, Челюканов Техред О. Андрейко Корректор.М. Пожо

Заказ 7604/50 Тираж 857 ITomwcsop

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., и. 4/5

Филиал- ППП Патент, г. Ужгород. ул. Проектная, 4