Способ заряда аккумуляторной батареи

Способ заряда аккумуляторной батареи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

т п 475694

Оп И САН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических рерну оик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 28.05.73 (21) 1920898/24-7 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30.06.75. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 23.09.75 (51) М. Кл. Н 01m 45/04

Н 02j 7/02

Н 031 3/335

Государственный комитет

Совета Министров СССР ."о ленам изобретений и открытий (53) УДК 621.35.5.163 (088.8) (72) Автор изобретения

А. Г. Николаев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОИ БАТАРЕИ

Изобретение относится к восстановлению емкости электротехнических накопителей, например аккумуляторных батарей, используемых в качестве источника питания для целого ряда радио- и электротехнических устройств.

Известные способы заряда аккумуляторной батареи путем регулирования выпрямленного напряжения изменением соотношения между напряжениями источника и заряжаемой батареи не позволяют полностью использовать зарядную мощность источника, что приводит к увеличению его веса и снижает коэффициент его использования.

По предлагаемому способу с целью улучшения удельных энергетических показателей системы заряда в процессе заряда изменяют соотношение между мгновенным значением напряжения источника и напряжением батареи, для чего в каждом полупериоде напряжения источника измеряют его мгновенное значение, полученный результат сравнивают с эталонным напряжением и фиксируют два момента достижения равенства сравниваемых напряжений в первой и второй половинах полупериода соответственно, а изменение соотношения между напряжениями источника и батареи осуществляют исключением из цепи заряда части батареи в первой половине полупериода от его начала до первого фиксируемого момента и исключением второй части батареи ме>кду вторым фиксируемым моментом и концом полупериода.

На фиг. 1 представлен один из возможных вариантов блок-схемы зарядного устройства, реализующего данный способ; на фиг.

2 в графики зарядного тока.

Батарея 1 заряжается от источника переменного напряжения 2 через токоограничивающий резистор 3 и выпрямитель 4. Изменение соотношения напряжений осуществляется р е гул я тор о м 5.

В состав регулятора входит измеритель мгновенного значения напряжения источника, источник эталонного напряжения и сравнивающее устройство, выходной сигнал которого управляет переключениями в системе заряда. Характср влияния этих переключений на величину н форму тока заряда показан на диаграммах фнг. 2. В том случае, когда регулятор 5 отключен, ток в накопителе имеет вид детектированной синусоиды (фиг. 2, а). Здесь длительность зарядного импульса уменьшается по мере заряда накопи25 тел я.

По предлагаемому способу производится измерение мгновенного значения напряжения источника и сравнение его с эталонным напряжением. На протяжении отрезка времени

Зр 0 — t (фиг. 2, б) эталонное напряжение выше

3 мгновенного значения. В соответствии с сигналом сравнивающего устройства регулятор

5 исключает из зарядной цепи одну полубатарею (например, верхнюю на фиг. 1). Благодаря этому мгновенное значение источника превышает напряжение оставшейся в цепи заряда полубатареи и ток заряда появляется значительно раньше, чем в случае подключения полной батареи накопителя (фиг. 2, б).

Момент достижения равенства сравниваемых напряжений (момент 11) фиксируется сравнивающим устройством, в соответствии с этим регулятор 5 производит коммутацию и в цепь заряда включаются обе полубатареи. Такое состояние системы сохраняется до тех пор, пока сравнивающее устройство на выдаст сигнал о фиксации .второго момента равенства сравниваемых напряжений (момент 1 на фиг. 2, б).

В соответствии с этим в интервале времени

t> — tz производится заряд всей батареи, в результате чего величина зарядного тока не превышает допустимого значения. Момент 4 во второй половине полупериода фиксируется аналогично, регулятором 5 отключается вторая полубатарея из цепи заряда и, начиная с момента tz, осуществляется заряд лишь одной половины батареи (например, верхней на фиг. 1).

Таким образом, от момента t> до 4 выпрямитель заряжает всю батарею, а когда мгновенное напряжение источника мало, регулятор тока отключает одну ее половину.

Диаграммы фиг. 2, б иллюстрируют увеличение среднего значения тока заряда (интегральное значение тока численно равно площади заштрихованной фигуры), а также показывают возможности регулирования величины среднего зарядного тока путем изменения моментов коммутации t< и tz регулятора 5.

Можно ограничиться делением батареи на две равные части, коммутируемые па каждом полупериоде; ток в такой системе изменяется по кривым фиг. 2, б, и обе половины батареи заряжаются одинаково, что обеспечивает равную степень заряженности всей батареи. Дальнейшее упрощение зарядного устройства может быть также достигнуто в случае заряда батареи током, изменяющимся во времени по диаграмме фиг. 2, в. Здесь в начале полупериода заряжается вся батарея, а затем из зарядной цепи исключается одна ее половина, что увеличивает зарядный ток в другой половине батареи. В следующем полупериоде изменение тока достигается исключением из зарядной цепи другой половины батареи, в результате чего обеспечивается одинаковая степень заряженности обеих половин батареи.

Очевидно, что ограничение зарядного тока реактивными токоограничителями, включаемыми в каждую фазу источника, уменьшает потери энергии по сравнению с устройствами с резистивным ограничением тока; к. п. д. устройств при этом повышается.

475694 где Iср, д — среднее и действующее значения тока соответственно за весь полупериод изменения напряжения источника;

Кф -- —

1ф — коэффициент формы кривой тока за его период или соответственно за полупериод;

U,= —

П2 — относительное значение зарядного напряжения накопителя (батареи); — действительное значение напряжения заряжаемой батареи; — амплитудное значение напряжения источника;

L m кф

dU — частная производная от коэфз фициента формы тока по относительному зарядному напряжению.

Для управления величиной I,ð по указан45 ному закону потребуется применить замкнутую или параметрическую систему управления зарядом, включив ее в состав регулятора 5. Регулирования величины 1,р можно достичь управлением величиной эталонного на50 пряжения, Предмет изобретения

Способ заряда аккумуляторпой батареи путем регулирования выпрямленного тока источника переменного напряжения изменением соотношения между напряжениями источника и заряжаемой батареи, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью улучшения удельных энергетических показателей систем заряда, в процессе заряда изменяют соотношение между мгновенным значением напряжения источника и напряжением батареи, для чего в каждом полупериоде напряжения источника измеряют его мгновенное значение, полу4

В случае ограничения тока линейным дросселем ток не совпадает по фазе с напряжением источника. Предлагаемый способ (см. фиг. 2, г) позволяет достичь повышения удельных энергетических показателей систем и при таком ограничении.

Из рассмотренных примеров реализации предлагаемого способа заряда следует, что изменение в каждом пол упериоде напряжений источника -m и накопителя U позволяет улучшить коэффициент формы тока Кф, приводит к более полному использованию мощности источника. Для достижения этого требуется непрерывное изменение соотношения напряжений, в результате которого среднее значение зарядного тока изменяется в функции его действующего значения по закону".

1 ср—

20 с/Кф

dU„

475694

Фиг. 1 г) Фиг. 2

Составитель И. Найдина

Корректоры: Е. Давыдкина и В. Петрова

Техред Е. Подурушина

Редактор В. Левятов

Заказ 2225/12 Изд. № 1557 Тираж 833 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4i5

Типография, пр, Сапунова, 2 ченный результат сравнивают с эталонным напряжением и фиксируют два момента достижения равенства сравниваемых напряжений в первой и второй половинах полупериода соответственно, а изменение соотношения между напряжениями источника и батареи осуществляют исключением из цепи заряда части батареи в первой половине полупериода от его начала до первого фиксируемого момента и исключением второй части батареи между вторым фиксируемым моментом и концом полупериода.