Устройство для заряда аккумуляторной батареи

Устройство для заряда аккумуляторной батареи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

36975У

ОП ИСАЙ ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №

M. Кл. Н Olm 45/04

Н 02j 7i 00

Заявлено 15.Х.1969 (№ 1368563/16.18343/24-7) Приоритет 15.Х.1968, № 170015 и № 6927049, Франция

Комитат по далем иаобрвтеиий и открытий при Совете Мииистров

СССР

УДК 621Л55.163 (088.8) Опубликовано 081!.1973. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 17.VI.1973

Авторы изобретения

Иностранцы

Робер Лапийяд и Пьер Годар (Франция) Иностранная фирма

«Сосьете дэз Аккюмюлятор Фикс э дэ Траксьои» (Франция) F I >

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Известны устройстйа для заряда аккумуляторной батареи, содержащие зарядный блок, подключенный к батарее и к одной из вторичных обмоток питающего трансформатора, другая вторичная обмотка которого соединена с системой управлений зарядным блоком и с реле режимов заряда, и два термочувствительн|ых элемента, выполненных на транзисторах, один из которых служит для измерения температуры окружающей среды, а другой — для измерения температуры аккумуляторной батареи. Однако такие устройства не исключают возможности автоколебаний режимов заряда и несвоевременного срабатывания коммутирующих реле, что отрицательно сказывается на качестве процесса.

Для повышения надежности в предлагаемом устройстве один из транзисторов включен по схеме диода, базы их соединены между собой, эмиттер †базов цепи этих транзисторов включены последовательно с сопротивлением, а на их выход подключен третий транзистор, коммутирующий реле режимов заряда. Кроме того, устройство снабжено дополнительным транзистором, шунтирующим при срабатывании вспомогательного транзисторного узла и реле режимов заряда транзистор, измеряющий температуру окружающей среды.

На фиг. 1 представлен один из вариантов выполнения описываемого устройства; на фиг. 2 — то же, другой вариант; на фиг. 3— принципиальная схема устройства.

Устройство А (см. фиг. 1) выпрямляет и стабилизирует ток, поступающий из силовой цепи. На выходе его получают постоянное напряжение, питающее линии L и Lz. Транзистор Т1 включен по схеме диода посредством

1О соединения его коллектора с базой последовательно с двумя сопротивлениями R< и R и представляет собой зонд S> окружающей температуры, в связи с чем находится в тесном термическом контакте с тепловой массой, эквивалентной тепловой массе батареи Б. Транзистор Т2 находится в тесном термическом контакте с внутренней массой батареи Б и служит зондом S2 батареи. База транзистора

Т, соединена с общей точкой коллектор †ба

20 транзистора Ть а в цепь его коллектора включено сопротивление R>. База транзистора Тв соединена с общей точкой сопротивления Рв и коллектора транзистора Т, а в его коллекторную цепь включена обмотка реле Рь служащего для управления включением режима быстрой зарядки. Реле имеет контакт К1, шунтирующий сопротивление Rq, и контакт Кв, управляющий цепью зарядки батареи.

369757

11ри аварии участка силовой сети батарея разряжается и ее температура t отличается от температуры t окружающей среды, В режиме быстрой зарядки, если разность температур 1 — t íåâåëèêà, то ток, протекающий по сопротивлению RI, разделяется приблизительно поровну между эмиттер — базовыми промежутками транзисторов Т> и Т . Транзистор Т пропускает только небольшую часть тока, протекающего по сопротивлению R;.

Транзистор Тз проводит, и реле Р возбуждается. При повышении температуры транзистора Т напряжение его эмиттер — базы уменьшается. Так как температура и, следовательно, порог транзистора Т, постоянны, то базовый ток транзистора Т увеличивается и ток, проходящий через транзистор Ть уменьшается. Когда разность температур между транзисторами Т и Т достигает приблизительно 12 С, транзистор Т, становится полностью проводящим и весь ток, протекающий по сопротивлению R>, проходит через этот транзистор.. Транзистор Тз закрывается, реле Р< обесточивается, и батарея переходит в режим медленной зарядки, т. е. в режим «поддерживания». При этом в силовой сети имеется напряжение. Устройство регулируют так, чтобы реле замыкалось при разности 1 — /„, меньшей 6 С, а размыкалось при разности этих температур, большей 12 С.

Для надежного срабатывания реле Р и получения требуемых разностей температур между его размыканием и замыканием оно содержит вспомогательный контакт К, который изменяет ток смещения транзисторов Т и Т>.

При включении реле (контакт К разомкнут) ток смещения уменьшается из-за включенного в цепь сопротивления R>. Для срабатывания (выключения) реле необходимо, чтобы температура транзистора Т> поднялась на определенную величину. Если же реле выключено, то ток смещения повышается, поэтому необходимо, чтобы температура транзистора Т> опустилась на определенную величину для возбуждения реле.

Электромагнитное реле Р может быть заменено управляющим транзистором Т (см. фиг, 2). При этом транзистор Тз включается последовательно с сопроти влен иями R< и Rq, Источник смещения транзисторов состоит из сопротивления Кр и диода Д„включенных между общей точкой сопротивлений R< и Rz и общей точкой сопротивления R и коллектора транзистора Т>. Транзистор Т типа р — и — р включен базовым выводом в общую точку сопротивлений R< и Рр, а эмиттерным выводом в линию L>. Коллекторная цепь транзистора

Т4 подключена к регулятору напряжения зарядного устройства. Транзистор Т5 типа р — и — р подключен эмиттером к линии L, коллектором к общей точке сопротивлений R< и Rs, a на его базу поступает напряжение управления, вырабатываемое схемой временной

4 задержки. Конденсатор Ср шунтирует сопротивление Rq.

При открытом транзисторе Т> ток, протекающий через сопротивление Кр и диод Др, увеличивается, что приводит к уменьшению тока, протекающего по сопротивлению R,. Это эквивалентно действию контакта Кь Транзистор

Т< смещается и подает команда на изменение режима зарядки. При работе схемы задержки транзистор Тр закрыт. Оп становится проводящим в конце времени задержки и закорачивает сопротивление R5, что приводит к закрытию транзистора Т .

Для немедленного включения режима быстрой зарядки после возвращения тока в силовую сеть, даже в случае преобладающей разрядки батареи в быстром режиме, что вызывает ее нагревание, необходимо, чтобы нагрев тепловой массы, контролирующей температуру окружающей среды и имеющей тепловую инерцию, сравнимую с тепловой инерцией батареи, осуществлялся при помощи шунта, включенного между выходом батареи и потребителем. Шунт должен иметь мощность, равную нескольким ваттам, что достаточно для нагрева зонда окружающей температуры. Переход на режим быстрой зарядки после разрядки батареи при таком шунте происходит немедленно при возвращении питания в сеть.

При резком изменении температуры окружающей среды изменения температуры элемента в функции от времени близки изменениям температуры элемента в функции от времени близки изменениям температуры батареи в состоянии покоя или в режиме «поддерживания». Нагрев элемента при помощи шунта позволяет в некоторой степени накопить количество теплоты, соответствующее теплоте разрядки.

При помощи выпрямительного моста ÂI (см. фиг. 3) производится запитка батареи, а мост Вп снабжает линии LI u Lg напряжением после фильтрации и стабилизации. Транзистор

Т> контролирует температуру t батареи,,а

Т вЂ” температуру г „ щей среды. Транзистор Т-„управляется от транзистора Т и возбуждает реле Р .

После возвращения напряжения в сеть, когда t повышается в конце зарядки, реле Р срабатывает. Оно должно оставаться в этом состоянии до следующей аварии сети, иначе могут возникнуть автоколебания двух режимов зарядки. Если t высока в момент включения сети, то реле Р срабатывает немедленно. При понижении 1в до величины t 6 C реле Р отпускается (переходит в нерабочее состояние). Ток, .протекающий по сопротивлениям RI, R> и R7, разделяется между промежутками эмиттер — база транзисторов Тз и Т>, когда разница их температур невелика. Через транзистор Т протекает почти весь ток, циркулирующий по сопротивлению Rq. Транзистор

Тр "à-êðûò,,и реле Р находится в состоянии покоя (контакт К замкнут).

369757

Температура t и, следовательно, порог срабатывания транзистора Т2 постоянны. Ток, протекающий через транзистор, увеличивается.

При увеличении t ток базы транзистора Т. уменьшается. Когда разность температур — достигает 12 С, транзистор Т начинает закрываться, ток, проходящий по сопротивлению R3, смещает транзистор Тз, и реле

Р1 срабатывает: контакт К размыкается, а контакт К замыкается.

Для надежного функционирования, срабатывания и отпускания реле при требуемых температурных разницах в его цепь включень1 последовательно сопротивление R> и диод Д, соединяющие общую точку сопротивлений R, и R с концом обмотки реле Рь соединенным через сопротивление Rg с коллектором транзистора Тэ Другой конец обмотки реле подсоединен к базе транзистора Т через сопротивление R«. При срабатывании реле сопротивление 4 забирает часть тока, протекающего по сопротивлению Я1. При этом ток, протекающий по сопротивлениям R> и R7, уменьшается, и смещение транзистора Т> также уменьшается.

Транзистор Т, подзакрывается, и базовый ток транзистора Тз увеличивается.

Таким образом, необходимо, чтооы температура транзистора Т1 уменьшилась, тогда транзистор Т> начинает проводить и забирать большую часть тока, протекающего по сопротивлению R«, что приводит к запиранию транзистора Т„и отпусканию реле Р1.

Когда реле Р1 находится в состоянии покоя, при наличии напряжения в силовой сети реле

Р,, находится в рабочем положешш, сопротивление R>1 короткозамкнуто и зарядное устройство В1 находится в положении рехкима зарядки сильным током, что сигнализируется зажиганием лампы Л1 и гашением лампы Л2.

Как только температура t достигает величины, соответствующей окончанию зарядки, реле Р1 срабатывает и вызывает переход в режим «поддерживания». Реле в этом случае находится в рабочем положении до ближайшей аварии силовой сети для предотвращения последовательных изменений режима зарядки, частота которых соответствует тепловой инерции батареи. Если температура батареи равна или выше определенной величины при возвращении напряжения в силовую сеть, то необходимо после охлаждения батареи разрешить переход реле в нераоочее положение для зарядки в сильном режиме. Это осуществляется посредством транзисторов Т,— Т,, вспомогательных контактов реле Р1 и Р,, и конденсаторов С> и С2 задергкки. Контакт К> реле Р1 замыкает цепь, идущую от линии Ь через эмиттерно-коллекторный переход транзистора Т„ диод Д и сопротивление R1 к линии I . Сопротивления Я«и 1 ; зашунтированы конденсатором С1 и их общая точка соединена с базой транзистора Т5. Вторая цепь, начинающаяся от линии I2, проход:.т через сопротивления

R1s и R«, зашунтированные конденсатором С .

Предмет изобретения

Устройство для заряда аккумуляторной батареи, содержащее зарядный блок, подключенный к батарее и к одной пз вторичных обмоток пита1ощего трансформатора, другая вторичная оомотка 1 Оторого соед1!нена с с11с Гемой управления заряд::ым блоком и с реле режимов заряда, и два термочувствительных сопротивление К1;, диод Дз, коллектор — эмиттер транзистора Т5 и сопротивление R, а эмиттер — к линии L1. Линия L1 подсоединена также к общей точке сопротивления R1-, и диода

Д, через контакт К„.

Работа устройства может быть схематизнро10 вана следующим образом:

a) возвращение напряжения в сеть, батарея

«горячая».

Реле Р„ немедленно срабатывает, реле Р,, срабатывает и переходит в состояние покоя.

Конденсатор С. не имеет времени для зарядки, и транзистор Т„остается закрытым (время замыкания вспомогательного контакта К, реле Р, недостаточно). Конденсатор С, не запитан, и транзисторы Т, и Тб остаются закрытыми. б) охлаждение батареи (илн возвращение напряжения в сеть при «холодной» батарее).

Реле Р1 отпускается (или остается в положении покоя), реле Р,,срабатывает. Конденсатор С. заря>каетсл, и через несколько секунд транзистор Т4 начинает проводить. Вспомогательный контакт Кз реле Р> пе замыкается, конденсатор С, не заряжается. Транзисторы

Т, и Т» остаются в закрь1том состоянии. в) повышение температуры батареи в кo11це зарядки.

Реле Р1 срабатывает, реле Р,, переходит в состояние покоя. Транзистор Т> получает смещение от конденсатора С. .н заряжает конденсатор С1. Транзистор Т, закорачивается вспомогательным контактам реле Р,,для поддержания в заряженном состоянии конденсатора

С2. Транзистор Т» практически забирает весь ток смещения транзистора Т,, который поэто40 му не может больше откоытьсл. Реле P1 пстается возбужденным на время, в течение которого сохраняется напряжеьп1е в сплавной сети. и не зависит от температуры батареи. г) аваоия силовой сети на время, меньшее

45 1,у,пн.

Конденсаторы С, и С. не полнссть1о раз1яжены, реле Р; срабатывает немедленно при поступлении напряжения в сеть. Зарядное устройство остается в режиме «поддерживания». д) авария силогой сети на время, большее

1 лик.

Конденсаторы С1 и С не смещают транзисторов Т, — Т»,. Если батарея нагрета, то цикл

SS повторяется по и. а, если холодная, то по п. б.

369757

Фиг. 1

Г элемента, выполненных на транзисторах, один из которых служит для измерения температуры окружающей среды, а другой — для измерения температуры аккумуляторной батареи, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности процесса, один из транзисторов включен по схеме диода, базы их соединены между собой, эмиттер — базовые цепи этих транзисторов включены последовательно с сопротивлен ием, а на их выход подключен третий транзистор, коммутирующий реле режимов заряда, и оно снабжено дополнительным транзистором, шунтирующим при срабатывании вспомогательного транзисторного узла и реле режимов заряда транзистор, измеряющий температуру окружаю1цей среды.

369757

Составитель И. Найдииа

Редактор А. Пейсочеико Техред Т. Курилко Корректор Л. Царькова

Заказ 1990/2 Изд. К 1492 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2