Устройство для заряда аккумуляторной батареи

Устройство для заряда аккумуляторной батареи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О Il И С А Н Я "Е

Союз Советских

Социалистических

Республик (11).62 9523

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено08.07.75 (21) 2152207/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано25,09,76,Бюллетень № 35 (45) Д,-: а опубликования описания 07.01. 77 (51) М. Кл.

Н 02 и 7/10

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам иэооретений и открытий (53) УДК 621,35.5, .1 64 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

А, П. Лебедев и E. А. Никифорова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ

БАТАРЕИ

20

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано преимущественно для заряда аккумуляторных батарей, а также в качестве бестрансформаторного источника низкого стабилизированного напряжения для питания бытовых приборов и в схемах с изменяк, нимся сопротивлением нагрузки.

Для заряда аккумуляторов применяют управляемые и неуправляемые зарядные устройства.

Известны управляемые зарядные устройства, содержащие операционные усилители, триггеры, и логические элементы (1).

Недостатком таких устройств является сложность схемы. Известны управляемые устройства для заряда аккумуляторов, содержащие генератор постоянного гока, ключевую схему, соединенную последовательно с катушкой возбуждения генератора, и схему, чувствительную к напряжению, выполненную на кремниевом стабилигроне и резисторе (2 ), Однако для этих устройств характерно большое количество электроэлеменгов и их невозможно использовать для заряда аккумуляторов источника переменного тока.

Известны также управляемые устройства для заряда аккумуляторных батарей or псточника переменного гока, содержащие трансформатор, выпрямитель, стабилитрон, фиксирующий процесс заряда и гирисгоры или транзисторы, шунгирующие цепь заряда (3, 4 5 3.

Однако эти устройства имеют тот же чедосгаток, т.е. большое количество электроэлеменгов и, кроме гого, требуют наличия трансформатора при питании ог источника переменного тока.

Сложность схем известных управляемых зарядных устройств обусловлена тем, что в них функции выпрямления напряжения питания аккумулятора и управления процессом заряда разделены и выполняются разными элекгроэлементами, Известны также неуправляемые бестрансформаторные устройства для заряда аккумуляторов, содержащие выполненный íà диодах двухполупериодный мостовой выпрямитель, входная диагональ которого через бал 529523 ластный конденсатор соединена с источником переменного тока, а выходная диагональ - с заряжаемой аккумуляторной батареей (6). Однако в них не предусмотрено автоматическое управление процессом заряда аккумулятора, в связи с чем возможен аварийный режим вследствие перезаряда акку муля тора.

1Яелью изобретения является обеспечение эффективной зашить аккумуляторной батареи от перезаряда.

Это достигается тем, что в два плеча двухполупериодного мостового выпрямителя включены диоды, а в два других его плеча — сгабилигроны, при этом точка соединения анодов диодов образует минусовой выходной зажим, а точка соединения катодов стабилигронов - плюсовой выходной зажим выпрямителя.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Оно содержит двухполупериодный мостовой выпрямитель, в два плеча которого включены диоды 1, 2, а в два других его плеча - кремниевые сгабилитроны 3, 4.

Входная диагональ Ob мостового выпрямителя, в которую включен балластный конденсатор 5, соединена с источником переменного тока, Точка соединения анодов диодов

1, 2 образует минусовой выходной зажим устройства, а точка соединения катодов стабилигронов 3, 4 - его плюсовой выходной зажим. Минусовой и плюсовой выходные зажимы устройства соединяются с отрицательным и положительным электродами заряжаемой аккумуляторной батареи, соот ветственно, г.е. последняя включается в выходную диагональ C. д моста, Величину емкости конденсатора 5 выбирают, исходя из требуемого зарядного гока батареи (J> = - +<< ) по формуле:

C= Ъ250 (МКсР)

U„ где — зарядный ток;

U - напряжение источника переменП ного гока.

Напряженке стабилизации применяемых сгабилигронов 3, 4 должно соответствовать по величине номинальному напряжению аккумуляторной батареи.

При включении источника переменного тока, когда конденсатор 5 зарядигся, в выходной диагонали моста установится постоянный ток, величина которого определяется сопротивлением конденсатора 5. Аккумулятор 6 заряжается постоянным током, Действительно, стабилитроны 3, 4 работают на участке харакгеристики с большим сопротивлением, так как напряжеб

lO

И

26

ЗО

ЭЬ ние стабилизации сгабилигронов выбрано по величине большим напряжения разряженного аккумулятора. Поэтому при положительной полуволне напряжения весь ток практически замыкается через малое прямое сопротивление диода 2, а при отрицательной полуволне - через прямое сопротивление диода 1, аккумулятор 6 и прямое сопротивление стабилитрона 4. Ток заряда J> практически не изменяется в течение всего времени заряда аккумулятора, Выбором конденсатора 5 можно задавать требуемые токи в широком диапазоне величин (до нескольких ампер), при этом конденсатор 5 практически нагреваться не будет, посколь ку является реактивным элементом, не рассеивающим активную мощность, Когда аккумулятор 6 зарядится, напряжение на нем восстановится и достигнет заданного уровня, соответствующего напряжению стабилизации стабилигронов 3, 4, последние пробьются. При этом весь ток как для положительной, гак и для отрицательной полуволны напряжения источника питания про ходит через стабилигроны 3, 4. Ток, проходящий через аккумулятор 6, практически равен нулю, т,е, процесс заряда аккумулягора автоматически прерывается, Благодаря этому обеспечивается эффективная защита аккумулятора от перезаряда, Функции выпрямления напряжения и автоматического управления процессом заряда аккумулятора выполняются теми же элементами, что позволяет существенно упростить схему уст ройства и в то же время обеспечить эффективное автоматическое управление процессом заряда.

B конкретном случае реализации предлагаемое устройство содержало диоды 1, 2 типа Д 229, сгабилигроны 3, 4 типа

Д815Е, емкость конденсатора 5 составляла 15 мкф, Устройство было использовано для заряда кадмий«никелевого аккумулятора на номинальное напряжение 13,5 в при токе заряда 1а, Испытания показали, что предлагаемое устройство обладает высокой надежностью и полностью исключает возможность перезаряца аккумулятора.

Благодаря гому, что в режиме стабилизации напряжения сетевое напряжение отсекается стабилигронами на низком уровне (8-15 в), т,е, при максимальной крутизне синусоидального напряжения, достигается высокая степень стабильности выходного напряжения с хорошей нагрузочной способ» ностью, Поэтому предлагаемое устройство может быть использовано не только как за рядное устройство, íî Tàêæå как простой бестрансформаторный источник низкого стабилизированного напряжения для питания

529523

Составитель И. Найдина

Редактор Е. Кравцова Техред М. Ликович Корректор ll Ме:ьннченко

Заказ 5341/92 Тираж 882 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 бытовых электро- и радиоприборов и в схемах с изменяющимся сопротивлением нагрузки. б

Формула изобретения

Устройство для заряда аккумуляторной батареи, содержащее двухполупериодный мостовой выпрямитель, входная диагональ которого через балластный конденсатор соединена с источником переменного тока, а выходная диагональ - с заряжаемой аккумул торной батареей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения эффективной зашиты аккумуляторной батареи от перезаряда, в два плеча двухполупериодного мостового выпрямителя включены диоды, а в два других его плеча — стабилитроны, при этом точка соединения анодов диодов образует минусовой выходной зажим, а точка соединения катодов стабилитронов — плюсовой выходной зажим выпрямителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1 . Патент США № 3680072, кл.

340-249, 1972.

2 . Патент Великобритании № 1155840, кл, Н2 Н, 1970, 3, Патент США № 3 652 91 5, кл.

320-31, 1972.

4 . Патент Великобритании ¹ 1274756, кл, Н 2 Н, 1972.

5 . Авторское свидетельство ¹ 400936, кл. Н 02 J 7/10, 1973

6 . Орлов В. А, "Малогабаритные источники тока", Воениздат, стр. 192, 1970 (прототип).