Устройство для заряда аккумуля-торной батареи асимметричнымтоком

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.

H 02 J 7/02 (22) Заявлено 090779 (21) 2793822/24-07 с присоединением заявки Йо

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет .

Опубликовано 300781. Бюллетень 149 28

Дата опубликования описания 300781 (53) УДК 821.3SS..1(088.8) Ю. Н. Лавковский, Ю. А. Артемьев, A. М. Колокодкинт—

А, И. Нуждин и С. М, Колоколки

-:!

{72} Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ

БАТАРЕИ АСИММЕТРИЧНЫИ ТОКОМ

Изобретение относит я к электротехнике и может быть использовано в устройствах,. предназначенных для заряда и разряда аккумуляторных батарей, Известно устройство, содержащее управляемый выпрямитель, выход кОторого через сглаживающий реактор и инвертор подключен к выходным выводам, формирователь импульсов, выход которого соединен с управляющими входами вентилей инвертора, датчик тока разряда и программный блок 11.

Недостатком из вестного устройства является то, что оно требует больщого времени для осуществления заряда аккумуляторной батареи, Наиболее близкое к предлагаемому по технической сущности устройство, содержащее выпрямитель, систему уп» 20 равления выпрямителем, один выход которого подключен к управляющим входам вентилей выпрямителя, датчик тока, регулятор тока заряда, оцин вход которого соединен с выходом выпрямителя через сглаживающий реактор, а выход подключен к выходным выводам, узел сравнения, один вход .которого соединен с другим выходом системы управления выпрямителем, выход с од. 30 ним входом формирователя импульсов, другой вход которого подключен к вы-. ходу программного блока, а выход соединен с управляющими входами вентилей инвертора 2). .Недостаток известного устройстваболыаое время заряда аккумуляторной батареи, ввиду того, что оно не обеспечивает заряд аккумуляторной батареи асимметричным током по методу постоянства напряжения так как при изменении величины зарядного тока, величина разрядных импульсов остается постоянной.

Цель изобретения — сокращение времени заряда путем заряда аккумулятор - ной батареи асиввиетричньхч током по методу постоянства напряжения, Поставленная цель достигается тем, что в устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричньви током, содержащее выпрямитель, Систему управления выпрямителем, один выход которой подключен к управлявхаим входам вентилей выпрямителя, датчик тока, регулятор тока заряда, один вход которого соединен с-выходом задатчика тока, инвертор, вход которого соединен с выходом выпрямителя через сглаживающий реактор, а выход под851634

1Î

39 к выходам электронных ключей 27

Щ и 28, Один из выходов 40 программного блока воздействует на вход 41

"Инвертирование" системы 11 управления выпрямителем 1. Выход 42 программного блока подготавливает вклю2 чение формирователя 16 импульсов, Узел сравнения состоит из интегратора 43, нуль-органа 44, диода 45 и ключа 46, который служит для разряда конденсатора тактовыми импульсами системы 11 управления, Регуляторы напряжения и тока могут быть выполнены интегральными, пропорциональными или пропорционально-интегральными (ПИ-регуляторы) в зависимости от требований к динами .

З5 ке и точности системы регулирования, ключен к выходным выводам, узел сравнения, один вход которого соеди-. нен с другим выходом системы управления выпрямителем, выход -. с одним входом формирователя импульсов, другой вход которого подключен к выходу программного блока, а выход соединен с управляющими входами вентилей инвертора, введены регуля-, тор напряжения, задатчик напряжения, первый и второй электронные ключи, регулятор тока разряда, элемент сравнения и схема совпадений, причем один вход регулятора йапряжения соединен с выходными выводами, другой - с задатчиком напряжения, выход подключен к одному входу элемейта сравнения, входы электронных ключей соединены с выходом датчика тока, выходы с другими входами регулятора тока заряда и регулятора тона разряда, выход которого подключен к другому входу узла сравнения, управляющие входы электронных ключей подключены соответственно к прямому и инверсному выходу схемы совпадений, один вход которой соединен с выходом узла сравнения, другой с выходом программного блока, а выход регулятора тока соединен с другим входом элемента сравнения, выход которого подключен к входу системы управления выпрямителем.

Для повышения точности и динамики регулирования, регуляторы выполнены, например, по схеме пропорциональноинтегрального регулятора, На чертеже приведена принципиальная электрическая блок-схема устройства, Устройство содержит управляемый выпрямитель 1, выход которого через сглаживающий реактор 2 соединен с входом инвержора 3, выполненного, например, на двух неуправляемых 4, 5 и двух управляемых 6, 7 вентилях, В диагональ моста инвертора через дроссели задержки 8 и 9 включена аккумуляторная батарея 10.

Вход системы 11 управления вйпрямителем 1 подключен к выходу регулятора напряжения 12, на входы которого поступают сигналы с выходных выводов 13 и 14 инвертора, к которым подключена аккумуляторная батарея 10 и задатчика напряжения 15. Управляющие входы вентилей 6 и 7 подключены к выходу формирователя импульсов 16, один вход которого соединен с выходом узла 17 сравненйя,1а другой вход подключен к выходу программного блока

18, который связан своими входами 19 и 20 с выходом датчика 21 тока и одним из выходов 22 системы 11 управления.

На один вход 23 узла 17 сравнения подан сигнал, пропорциональный мгновенному значению мапряжения, на выхо де выпрямителя, который, например, 40

4$

56

46

О может быть взят с выхода 24 системы

11 управления выпрямителем. На другой вход 25 узла 17,сравнения подан сигнал с выхода регулятора тока раз.ряда 26, входы которого подключены к выходам первого 27 и втброго 28 электронных ключей, входами соединенных с выходом датчика 21 тока.

Управляющие входы ключей 27 и 28 соединены с прямым 29 и инверсным 30 выходом схемы 31 совпадений, один вход 32 которой соединен с выходом узла сравнения, а другой вход 33 с выходом программного блока 18, Выход регулятора тока заряда 34 через элемент 35 сравнения соединен с входом системы 11 управления выпрямителем 1. Один вход 36 регулятора " тока заряда 34 подключен к выходу задатчика 37 тока, другие входы 38 и

Устройство работает следующим образом, При включении питающих напряжений на выходах программного блока 18 формируются сигналы, при которых импульсы управления на вентили 6 и 7 инвертора не подаются, и ток на выходе выпрямителя 1,максимальная величина которого определяется уставкой датчика 37 тока протекает через вентили

4 и 5 инвертора 3 и аккумуляторную батарею 10 заряжая ее.

При этом, если напряжение на аккумуляторной батарее больше величины определяемой задатчиком 15 напряжени5т, то выходной сигнал регулятора напряжения изменяется до тех пор, пока не устанавливается такой ток заряда, при котором напряжение на аккумуляторной батарее равно заданному. Если напряжение аккумуляторной батареи 10 меньше заданного, то величина тока заряда определяется уставкой задатчика 37 тока.

При формировании зарядного импуль„.а тока включен электронный ключ 28, на входы регуляторов тока заряда и разряда подается сигнал, пропорциональный зарядному току аккумулятор.

851634 ной батареи. При этом электронный ключ 27 закрыт, В момент времени, определяемый схемой работы программного блока, на его выходе 40 формируется сигнал, который переводит выпрямитель в инверторный режим и подготавливает включение формирователя импульсов 16 (выход 42) .

При этом напряжение на выходе выпрямителя 1 и пропорциональное ему напряжение на выходе 24 системы 11 управления, начинает уменьшаться, отслеживая одну из фазных синусоид питающего выпрямитель 1 напряжения.

После того, как напряжение на выходе

24 системы 11 управления становится 15 больше величины сигнала на выходе регулятора 26 тока разряда, напряжение на выходе интегратора 43 начинает изменяться и при достижении величины, определяемой порогом срабатывания . 20 нуль-органа на выходе узла сравнения появляется сигнал, включающий формирователь импульсов, который осуществляет включение вентилей 6 и 7 инвертора 3, При включении вентилей б и 7 происходит запирание вентилей 4 и 5 (так как к ним прикладывается обратное напряжение аккумуляторной батареи) и формируется разрядный импульс тока, который протекает через вентили б и

7, аккумуляторную батарею и инвертированный выпрямитель 1, При этом на входы 32 и 33 схемы совпадений подаются сигналы, которые изменяют ее состояние. Электронный ключ 28 выключается, а электронный ключ 27 включается, и на соответствующие входы регуляторов тока подается сигнал, пропорциональный разрядному импульсу тока аккумуляторной ба- 4О тареи, формула изобретения

Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током, содержащее выпрямитель, систему управления выпрямителем, один выход которой подключен к управляющим входам вентилей выпрямителя, датчик тока, регулятор тока заряда, один вход которого соединен с выходом зацатчика тока, инвертор, вход которого соединен с выходом выпрямителя через сглаживающий реактор, а выход подключен к выходным выводам, узел сравнения, один вход которого соединен с другим выходом системы управления выпрямителем, выход - с одним входом формирователя импульсов, другой вход которого подключен к выходу программного блока, а выход соединен с управляющими входами вентилей инвертора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с.целью

I сокращения времени заряда путем заряда аккумуляторной батареи асимметричным током по методу постоянства

Таким образом, ключи 27 и 28 подключают выход датчика тока к соот,ветствующим входам регуляторов тока, в зависимости от режима работы — за- 4$ рядный или разрядный импульс тока протекает через аккумуляторную батарею, По иере увеличения (по абсолютной .величине) напряжения на выходе выпрямителя ток разрядного импульса уу уменьшается до нуля.

По сигналу нуль-тока с датчика 21 тока программный блок возвращается в исходное состояние и блокирует работу формирователя 16 (импульсы управления вентилями б и 7 инвертора снимаются), Выпрямитель вновь открывается и происходит формирование зарядного импульса тока. Ток заряда..-протекает по вентилям 4 и 5 инвертора. При этом снова открыт ключ 28, а.ключ 27 40 закрыт.

Таким образом, эа один цикл работы программного блока на входе регу лятора тока заряда формируется сигнал,пропорциональный разности между 65 величиной уставки и средним значением тока заряда аккумуляторной батареи а на входе регулятора тока разряда формируетая сигнал, пропорциональный разности зарядного и разрядного импульсов тока.

До выхода на режим стабилизации напряжения регулятор тока заряда стабилизирует среднее значение тока заряда аккумуляторной батареи, При этом сигнал на выходе регулятора тока разряда пропорционален зарядному импульсу тока, т.е. регулятор тока разряда обеспечивает пропорцйональность между зарядным и разрядным импульсом тока аккумуляторной батареи.

После выхода на режим стабилизации напряжения ток заряда аккумуляторной батареи начинает постепенно. уменьшаться. При этом уменьшается и сигнал на выходе ключа 28, что приводит к уменьшению сигнала "на выхо-, де регулятора тока разряда 26, а следовательно, и разрядных импульсов тока.

Таким образом, по мере заряда аккумуляторной батареи среднее значение тока заряда аккумуляторной батареи уменьшается, становится меньше величины определяемой установкой задатчика 37, а сигнал на выходе регу" лятора тока заряда становится положительным и не влияет на работу системы 11 управления, элемент 35 сравнения, т.е. выпрямитель, работает в режиме стабилизации напряжения до полного заряда аккумуляторной батареи с постепенным уменьшением среднего тока заряда до нуля. При этом асимметричный характер тока заряда аккумуляторной батареи сохраняется в течение всего цикла заряда, 851634

Составитель .И. Найдина

Редактор Л. Пчелинская Техредй.Пекарь КорректорС, Корниенко

Заказ 6380/80 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 напряжения, в него введены регулятор напряжения, эадатчик напряжений, первый и второй электронные ключи, регулятор тока. разряда, элемент .сравнения и схема совпадений, причем один вход регулятора напряжения соединен с выходными выводами, другой с задатчиком напряжения, выход подключен к одному входу элемента сравнения,Входы электронных ключей соединены с выходом датчика тока, выход с другими входами регулятора тока заряда и регулятора тока разряда, выход кото рого подключен к другому входу узла сравнения, управляющие входы электронных ключей подключены соответственно к прямому и инверсному выходу схемы совпадений, один вход которой соединен с выходом узла сравнения, другой с выходом программного блока, а выход регулятора тока заряда соединен с другим входом элемента сравнения, выход которого подключен ко входу системы управления выпрямителем.

Источники информадии, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 656154, кл, Н 02 Т 7/00, 1976, Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2690314/07, кл. Н 02 7 7/02, 1978.