Устройство для заряда аккумуляторнойбатареи ассиметричным tokom

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТЗУ

Союз Советских

Социалистических

Рвспублнк ов832647 (61) Дополнительное к ввт, свид-ву (51)М. Кл З (22) Заявлено 230577 (23) 2487749/24-07

H 02 J 7/10 с присоединением заявки йо

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2305.81.Бюллетень ИЯ 19 (53) УДК б21. 355..1б(088.8) Дата опубликования описания 230581 (72) Авторы изобретения

А. Г. Николаев и В. К. Быстров (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ

БАТАРЕИ АСИММЕТРИЧНЫМ ТОКОМ

Изобретение относится к электрохимическим источникам тока аккумуля торных батарей (АБ), а именно к зарядным устройствам с умножением напряжения, используемым для формовки и заряда AS асимметричным током. ,Известно устройство умножения .напряжения вентильно-конденсаторного типа, содержащее мостовой вентильноконденсаторный выпрямитель, к вход.ной диагонали которого подключен источник переменного тока, два на-. крестлежащих плеча мостового выпрямителя образованы конденсаторами, а два других — вентилями (1).

Недостаток данного устройства заключается в том, .что его нагрузкой является аккумуляторная батарея, работа которой возможна только в том случае, если ЭДС АБ не превышает утроенной амплитуды .напряжения питания выпрямительного устройства. Это ограничивает область применения такого устройства или требует введения повышающего трансформатора, что усложняет зарядное устройство и соответственно ухудшает его удельные энергетические показатели.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае- мому результату при умножении напряжения является каскадный умножитель напряжения, содержащий вентильно-конденсаторную мостовую схему умножения выпрямления, входные клеммы которой подключены к источнику переменного тока, ее отрицательная выходная клемма образует отрицательную выходную клемму устройства, а положительная выходная клемма мостовой схемы подключена к аноду блокирующего вентиля.и к.одной из обкладок эарядноразрядного конденсатора, две вентильно конденсаторные ячейки, каждая иэ

$5 которых образована двумя соединенными последовательнб-согласно вентилями и конденсатором, одна обкладка кото" рого подключена к точке соединения укаэанных вентилей, а вентили каждой

20 ячейки подключены к входным клеммам умножителя напряжения так, что с вентилями мостовой схемы они образуют цепочки,. включенные последовательносогласно.

25 Это устройство обеспечивает на выходе многократно повышенное напряжение по сравнению с напряжением источника переменного тока (2).

Однако оно не позволяет Формиро30 . вать асимметричный ток для заряда

832647 аккумуляторной батареи, что ограничивает его удельные энергетические показатели.

Цель изобретения — улучшение удельных энергетических показателей устройства.

Указанная цель достигается тем, что крайние выводы упомянутых цепочек соединены с конденсаторами мостовой схемы и упомянутых вентильноконденсаторных ячеек соответственно, I а положительная выходная клемма устройства образована катодом блокирующего вентиля и подключенной к нему другой обкладкой эарядно-разрядного конденсатора.

На чертеже представлено предла- »5 гаемое устройство. Устройство содержит источник переменного тока с двумя выходными клеммами 1 и 2, вентилъно-конденсаторный выпрямитель-умножитель 3 напряжения, 20 вентили которого образуют две включенные параллельно ветви из трех последовательно включенных диодов (4-6 и 7-9) каждая. Диоды в каждой из ветвей выпрямителя соединены последо- 25 вательно-согласно. Два конденсатора

10 и 11 одной иэ своих обкладок соответственно подключены к входным клеммам выпрямителя 1 и 2, другая обкладка конденсатора 11 присоеди-нена к катоду вентиля 9, а конденсатора 10 — к аноду вентиля 4. Одновременно отрицательная выхОдная клемма устройства через один дополнительный конденсатор 12 соединен с анодом 9 катодной группы вентилей, а положительная выходная клемма через другой дополнительный конденсатор 13 — с катодом вентиля 4 анодной группы вен". тилей второй ветви.

Плюсовая клемма выпрямителя через 40 разделительный вентиль 14, шунтированный третьим дополнительным конденсатором 15, соединена,с положительной выходной клеммой устрбйства для подключения АБ 16, 45

Устройство работает следующиМ образом.

Напряжение АБ больше амплитуды напряжения источника, а клемма 1 находится под положительным потенциа- 50 лом в течение первого и последующих четных полупериодов.

Тогда в течение первой четверти периода происходит заряд,конденсатора 10 по цепи: клемма 1, конденсатор 10, вентиль 7, клемма 2; конденсатора 11-по цепи: клемма 1, вен-. тиль 6, конденсатор 11, клемма 2.

Этот процесс продолжается до тех пор, пока напряжение на клеммах 1 и

2 увеличиваегся по абсолютной вели- 60 чине.

По окончании заряда вентили 6 и 7 запираются и предотвращают разряд конденсатора на источник. В течение второй четверти периода напряжения на клеммах 1 и 2 убывают до нуля, а на конденсаторах остаются неизменным.

В течение третьей четверти периода, когда под положительным потенциалом находится клемма 2, происходит заряд конденсатора 12 и 13. Конденсатор 12 через вентиль 8 заряжается суммарным напряжением источника .и кОнденсатора 10, а конденсатор .13 через вентиль 5 — суммарным напряжением источника и конденсатора 11.

Кроме того, в третьей четверти периода напряжение источника и конденсаторов 10 и 11 суммируются и происходит заряд АБ, а конденсаторы 12 и 13 через вентили 9 и 4 соответственно отдают запасенную ими энергию в

АБ, если ее напряжение меньше двойного амплитудного напряжения источника.

В последующие моменты времени, когда клемма 1 находится под положительным потенциалом,а вентили б и 7 заперты заряженными конденсаторами

12 и 13, заряд конденсаторов 10 и 11 происходит по другим цепям. Так заряд конденсаторов 10 и 11 осуществляется через вентиль 4 суммарным напряжением источника и конденсатора 13. 3а несколько периодов изменения напряжения источника питания напряжение на умножающих конденсаторах 12 и 13 достигает значения 3U>, а на умножающих конденсаторах 10 и

11 - 20, где О»», — амплитудное значение напряжения источника питания.

Конденсаторы 10 и 11 через вентили 6 и 7 соответственно отдают в AS накопленную ими от источника энергию, обеспечивая заряд AS до двойного амплитудного напряжения источника, а конденсаторы 12 и 13 через вентили 9 и 4 соответственно — до напряжения равного тройному амплитудному значению напряжения источника.

Заряд AB непосредственно от конденсаторов 12 и 13 прекращается, когда напряжение AS становится равным утроенному амплитудному значению напряжения источника, после чего АБ заряжается лишь в третьей четверти каждого периода (первой половине каждого четного полупериода), когда напряжение .конденсаторов 10 и 11 суммируются с напряжением источника.

При этом максимальное значение напряжения, прикладываемого к AS достигает 5U

Когда зарядный импульс напряжения становится меньше напряжения AS вентиль 14 закрывается и заряд AB прекращается. В это же время от AS начинается заряд конденсатора 15 по двум параллельным цепям, первая плюсовая клемма АВ, конденсатор 15, конденсатор 11, вентиль 8, конденса тор 12; вторая — плюсовая клемма АВ, конденсаторы 15 и 13, вентиль 5, конденсатор 10. Этот разрядный им832647 Формула изобретения

Составитель В. Оглоблев

Редактор A. Шандор Техред М. Коштура Корректор Г. Решетник

Эакаэ 3749/75 Тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 пульс активизирует процессы, проте- кающие в АБ.

Разряд конденсатора 15 происходит через АБ при суммировании его напряжения с напряжением выпрямительного устройства. Энергия разрядных импульсов АБ, отданная конденсатору 15 в одном полупериоде, в другом возвращается в AS.

Таким образом, разряд AS асиммет-. ричным током производится от источника, амплитудное напряжение которого в пять раз ниже напряжения АБ. устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током, содержащее вентильно-конденсаторную мостовую схему умножения-выпрямления, входные клеммы которой подключены к источнику переменного тока, ее отрицательная выходная клемма образует отрицательную выходную клемму устройства, а положительная выходная клемма мостовой схемы подключена к аноду блокирующего вентиля и к одной иэ обкладок зарядно-разрядного конденсатора, две вентильно-конденсаторные ячейки, каждая иэ. которых образована двумя соединенными последовательно-согласно вентилями и конденсато ром, одна обкладка которого подключена к точке соединения указанных вентилей, а вентили каждой ячейки подключены к входным клеммам схемы ум" ножителя напряжения так,,что с вентилями мостовой схемы они образуют цепочки, включенные последовательносогласно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения удельных энергетических показателей устройства, крайние выводы упомянутых цепочек соединены с конденсаторами мостовой схемы и упомянутых вентильно>5 конденсаторных ячеек соответственно, а положительная выходная клемма устройства образована катодом блокирующего вентиля и подключенной к нему другой обкладкой эарядно-разрядного

2Q конденсатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 372627, кл. Н 02 М 7/10, .1973.

2. Лукес Ю. Х. Схемы на полупроводниковых диодах. М., "Энергия", 1972, с.71, рис. 4-27.