Устройство для заряда аккумуляторных батарей

 

(72) Авторы изобретения

В. И. Глейзер, И. А. Корбут и В. П. Белокуро е е г

Всесоюане и ордена Трудового Красного Знамени науедо; нсмгыейгейЬекнй институт горной геомеханики и мар1<шейдерского де (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ

Изобретение относится к устройствам, применяемым для заряда аккумуляторных бата.рей, в частности к зарядным устройствам, применяемым в маркшейдерских гирокомпасах в

Известно устройство с двойным регулиро ванием, в котором с одной стороны, при помощи схемы стабилизатора тока поддерживается постоянным ток нагрузки, а с другой стороны; используется автоматически регулируемый источник постоянного напряжения, 1О величина которого регулируется так, чтобы напряжение на регулирующем транзисторе поддерживалось постоянным (1).

Однако применение двойного регулирования в устройствах для заряда аккумуляторных батарей нежелательно, так как приводит к

: серьезному. усложнению схемы и требует дополнительно большого числа сложных элементов. го

Известно устройство для заряда аккумуляторной батареи содержащее выпрямитель и

I стабилизатор тока, позволяющее заряжать стабилизированным током аккумуляторную батарею при ее правильном подключении к выходным клеммам устройства (2).

Известно зарядное устройство для аккумуляторных батарей, содержащее сетевой трансформатор с вторичной обмоткой, снабженной тремя выводами, выпрямитель, одна иэ входных клемм которого соединена с первым выводом вторичной обмотки трансформатора и реле с перекидным контактом, включенным между второй входной клеммой выпрямителя и вторым и третьим выводами вторичной обмотки трансформатора, причем обмотка реле подключена к выходным клеммам устройства. Указанное подключение реле позволяет автоматизировать процесс переключения вторичных обмоток трансформатора в зависимости от числа подключаемых к выходным клеммам зарядного устройства аккумуляторов. Причем, при подключении двух батарей число витков вторичной обмотки трансформатора увеличивается (Э).

Недостатком данного устройства является нестабильность зарядного тока так как по

J мере заряда существенно изменяется MC u

9211 мителя 5.

3 95 внутреннее сопротивление батареи. Изменение тока заряда затрудняет контроль емкости

Ф заряжаемой батареи, и отрицательно сказывается на долговечности самой батареи. Подклю. чение обмотки реле параллельно заряжаемой батарее усугубляет указанную несрабильность тока заряда, так как по мере изменения сопротивления батареи происходит перераспределение тока между обмоткой реле и аккумулятором.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для заряда аккумуляторной батареи, позволяющее заряжать аккумуляторную батарею при ее произвольном подключении. к выходным клеммам зарядного устройства, содержащее стабилизатор тока, устройство определения полярности подключаемой батареи и коммутирующее устройство (41.

Недостатком данных устройств является уменьшение КПД в тех случаях когда устройство используется для заряда как одной, так и нескольких батарей, или батарей с различным числом элементов. Так, при эксплуатации маркшейдерских гирокомпасов, первичным источником питания которых являются аккумуляторные батареи, возникает необходимость заряжать либо одну, либо две аккумуляторные батареи. При этом зарядные устройства, входящие в комплект приборов, проектируются с учетом изменения нагрузки в два.раза, что вызывает увеличение габаритов из-за увеличения площади радиатора регулирующего транзистора и снижение КПД зарядного устройства при заряде одной батареи (30--40%).

4 ле свободная входная клемма выпрямителя подключена к третьему и второму выводам

3 вторичной обмотки трансформатора.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит сетевой трансформатор 1 с вторичной обмоткой, имеющей три вывода 2 — 4 трансформатор., 1 выводом 2 непосредственно соединен с входом выпрямителя 5, к выходным концам которого подсоединен емкостной фильтр 6. Клеммы емкостного фильтра 6 связаны с входами стабилизавора тока 7, в котором база. регулирующего транзистора 8 соединена с выходом транзисторного усилителя обратной связи 9, Э вход которого подключен к выходу схемы

10 сравнения, один вход которой связан с эталонным резистором 11, а другой с од.ной из выходных клемм зарядного

,:устройства 12, к которым подсоединяются аккумуляторные батареи 13. Обмотка реле 14 одним концом подсоединена к одному из выходных концов выпрямителя, а другим — через параллельно соединенные резистор.15 и замыкающий контакт 16 к. выходной цепи транзисторного усилителя обратной связи 9. Перекидным контактом 17 третий вывод 4 вторичной обмотки трансформатора 1 соединен с вторым входом выпряЗарядное устройство работает следующим образом.

При подключении двух аккумуляторных батарей 13 к выходным клеммам 12 (положение 1) через аккумуляторные батареи 12

Цель изобретения — повышение КПД устройства путем автоматического изменения напряжения на входе выпрямителя при изменении числа заряженных батарей и сохранение стабильности тока заряда.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для заряда аккумуляторных батарей, содержащее силовой трансформатор с вторичной обмоткой, имеющий три вывода, выпрямитель с емкостным фильтром, одна из входных клемм которого непосредственно соединена с первым выводом вторичной обмотки трансформатора и стабилизатора зарядного тока с последовательным регулирующМм транзистором и транзисторным усилителем обратной связи, дополнительно введено реле с замыкающим и перекидным контактами, причем один конец обмопси реле подсоединен,к одной из выходных клемм выпрямителя, а другой через параллельно соединенные резистор и замыкающий контакт реле к выходу транзисторного усилителя обратной связи, при этом через перекидной контакт ре

5$ протекает ток заряда. Схема 10 сравнения сравнивает падение напряжения на эталонном резисторе 11 с опорным напряжением, образуя сигнал рассогласования. Этот сигнал усиливается до требуемой величины транзисторным усилителем обратной связи 9 я подается в соответствующей фазе на базу регулирующего транзистора 8, у которого меняется сопротивление коллекторно-эмиттерного перехода так, что рассогласование устраняется. При этом падение напряжения на регулирующем транзисторе не превышает заранее заданной номинальной величины (на практике эта величина не превышает 5 — 6 В). Режим работы по постоянному току транзисторного усилителя обратной связи 9 определяется в основном величиной омического сопротивления обмотки реле 14 и последовательно соединенным с ним резистором 15. Контакты реле 16 и 17 находятся в исходном состоянии и третий выход 4 вторичной обмотки трансформатора 1 через контакт 17 подсоединен к входной цепи выпрямителя 5, обеспечивающего через емкост5 9 ной фильтр 6 максимальную величину напряжения питания на входе стабилизатора тока 7.

При подключении вместо двух аккумуляторных батарей 13 одной (положение 2) к выходным клеммам 12, напряжение на клеммах 12 почти в два раза меньше по сравнению с предыдущим случаем, остальное напряжение падает на регулирующем транзисторе

8, вследствие этого почти в два раза увеличивается ток в выходной (коллекторной) цепи транзисторного усилителя обратной связи

9, протекающий и через обмотку реле 14.

При тисом увеличении тока срабатывает реле

14. Его контакт 17 переходит в положение, при котором второй вывод 3 вторичной обмотки трансформатора 11 подсоединяется к входу выпрямителя 5. Напряжение на входе и соответственно. на выходе выпрямителя

5 уменьшается. При этом уменьшается и перепад напряжения. на регулирующем транзисторе, и соответственно, ток, протекающий через обмотку реле 14, однако сила тока ие достигает величины тока отпускания реле. Надежное удержание реле 14 обеспечивается еще и тем, что при его срабатьтвании замыкающий .контакт 16 шунтирует рези тор 15.. Ток через обмотку реле 14 при этом незначительно повышается и тем caMbIM обеспечивает надежность удержания реле 14.

Напряжение на клеммах емкостного фильтра

6 сохраняется в тот момент, когда ttepetttttr;. ной контакт 17 переходит от вывода 4 к выводу 3 вторичной обмотки. трансформато-ра 1. Поэтому ток в обмотке реле 14 не прерывается и не возникает никаких колебательных режимов работы устройства.

При отключении аккумуляторов, ток в выходной цепи транзисторного усилителя обратной связи резко падает и реле возвра.щается в свое исходное состояние.

В тех случаях, когда напряжение переменного тока сети оказывается ниже нормы и заряд двух.,батарей невозможен, заряд одной батареи может быть осуществлен, так как реле 14 не срабатывает в этом случае и на выходных клеммах 12 — максимально возможное напряжение.

Таким образом, дополнительное введение в зарядное устройство реле с двумя контактами позволяет облегчить режим работы регулирующих транзисторов в тех случаях, korea приходится заряжать различное число аккул муляторных батарей, если батареи больше

59211 6 двух, то всегда иэ любого требуемого их количества можно выделить такую группу, которая заряжается при подключении только части вторичной обмотки входного сетевого трансформатора, в то время как для заряда всех аккумуляторов используется вторичная обмотка полностью. Тем самым повы-. шается надежность работы устройства и увеличивается его КПД, когда устройство рабо1р тает при пониженной нагрузке, а эа счет того, что. уменьшается избыток тепловой энергии, рассеиваемой на регулирующем транзисторе, появляется возможность уменьшить площадь радиатора, а следовательно и габариты устройства.

Формула изобретения

Устройство для заряда аккумуляторных батарей, содержащее сетевой трансформатор с вторичной обмоткой, имеющей три вывода, выпрямитещ с емкостным фильтром, одна из входных клемм которого непосредственно соединена с первым выводом вторичной обмотки трансформатора, и стабилизатор зарядного тока с последовательным регулирующим транзистором и транзисторным усилителем обратной связи, о т л и ч а ю щ,е е с я тем, что, с целью повышения КПД устройства, в него дополнительно введено реле с замыкающим и перекидным контактами, причем один конец обмотки реле подсоединен к одной из выходных клем выпрямителя, а другой через параллельно соединенные резисМ тор и замыкающий контакт реле — к выходу транзисторного усилителя обратной связи, при этом через перекидной контакт реле свободная входная клемма выпрямителя подключена ко второму и третьему выводам вторич40 ной обмотки трансформатора.

Источники информации, принятые во, внимание при экспертизе

1. Источники электропитания на полупровод4З пиковых приборах, под ред.. С. Д. Додика и др. "Советское радио", М., 1969, с. 198 — 199.

2. Патент США У 3781631, кл. 320 — 25, 1973.

3. Патент Франции У 2050865, кл. Н 01.1 7/О, 50 1971..

4. Авторское. свидетельство СССР Р 562896, кл. Н 02 Ю 7)10, 1975.

959211 ег !

Составитель И. Найдина

Техред Т. Фанта Корректор А. Ференц

Редактор Н. Воловик

Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7020/72

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