Устройство для поэлементного доразряда аккумуляторной батареи

Устройство для поэлементного доразряда аккумуляторной батареи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О. М. Репин, Я. А. Бессараб, А. Г. Козлов, f . Д. Эвенов,.

В. С. Кудряшов и В. С. Шанаврин1

1,-... 1 (72) Авторы изобретениу (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЭЛЕМЕНТНОГО ДОРАЗРЯДА

АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Изобретение относится к электротехнике и,, главным образом, к системам электропитания автономных .объектов.

Известно устройство для поэлементного дораэряда аккумуляторной батареи, состоящей из и последовательно соединенных аккумулято- 5 ров, содержащее и шунтирующих ветвей с коммутирующими элементами, подключенных к соответствующим аккумуляторам и генератор переменного напряжения (1).

Известно также устройство для поэлементного дораэряда аккумуляторной -батареи (AB), содержащее и разрядных резисторов, подключенных к соответствующим аккумуляторам через коммутирующие элементы, генератор переменного напряжения с транспортным выходом с выходными г обмотками, в качестве коммутирующих элементов используются транзисторные ключи, соединенные последовательно с разрядным резистором и доразряжаемым аккуму20 лятором, причем четные выходные обмотки . генератора переменного напряжения подключены началом к базе, а концом — к эмиттеру четных транзисторных ключеи. нечетные выход2 ные обмотки подключены началом к эмиттеру, а концом — к базе нечетных транзисторных ключей. Одной из основных технических характеристик устройства является в жмя доразряда аккумуляторов до 0 — 0,05 В/акк, имеющей важное значение в системах электропитания (СЭП) автономных объектов, особенно, в случае использования в таких системах только одной

АБ (21 °

Однако это устройство обеспечивает доразряд за 24 ч, что неприемлемо для СЭП автономнйх объектов. Кроме того, выход xors бы одного транзисторного ключа (безразлично на обрыв или короткое замыкание) может привести к выходу из строя аккумулятора и снижению характеристик АБ в автономной СЭП.

Целью изобретения является уменьшение времени доразряда и увеличение надежности доразрядного устройства более простыми средствами.

Указанная цель достигается тем, что ячейка доразряда выполнена из двух транзисторных ключей, эмиттеры и коллекторы которых объединены и подключены к аккумулятору, причем

3 93610 каждая ячейка подключается к аккумулятору отдельными проводниками, базовые цепи транзисторных ключей присоединены к выходным обмоткам трансформатора задающего генератора, причем средняя точка обмотки соединена с эмиттерами первого и второго транзистора, а начало и конец обмотки подключены соответственно к базе первого и второго транзистора, Для повышения надежности транзисторные ключи состоят из нескольких параллельно соединенных транзисторов с разделительными резисторами в базовых цепях и токовыравниваю<цими резисторами в эмиттерных цепях, причем в качестве токовыравнивающих резисторов используются плавкие вставки (предохранители) .

Дня ограничения тока служат балластные резисторы, в качестве которых могут быть исиользолань< соединительные проводники и р-и- 20

-переходы транзисторных ключей.

1<а фиг. 1 представлена электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — схема устройства с резервированием элементов.

3opaзряжаемая батарея состоит из несколь- 2э ких аккумуляторов 1--3. Каждая доразрядная ячейка состоит из двух транзисторных клю. чей 4 и 5, разделительных базовых резисторов

6 и 7, плавкнх вставок (предохранителей) 8 и 9. Эмиттсры гранзисторных ключей 4 и 5 у0 объединс <ы и соединень< с отрицательной клеммой аккумулятора 1 отдельным проводником, а также со средней точкой выходной обмотки

10 трансформатора 11, а объединенные коллекторы соединены с положительной клеммой.

Ьазь< транзисторов 4 и 5 чсрсз разделительные резисторы 6 и 7 сосди«сны с концами выходной обмотки 10. Первичная обмотка транзистора 11 подключена к задающему генератору 12, На фиг. 2 - в каждой доразрядной ячейке транзисторы 4 и 5 запараллелены аналогичными транзисторами 13 и 14 соответственно, каждый со своей плавкой вставкой 15 и 16 и разделительными резисторами 17 и 18.

Устройство работает следующим образом.

Когда задающий генератор переменного на- пряжения 12 не работает, переходы база-эмиттер каждого транзисторного ключа 4 и 5 зашунтированы выходной обмоткой 10 и транзисторы 4 и 5 заперты.

При включении генератора 12 на его выходных обмотках появляется переменное прямоугольное напряжение. В первую половину периода отпираются транзисторы одного плеча (например 4), во вторую половину периода отпираются транзисторы другого плеча (5). Таким образом, в первый полупериод аккумулятор разряжается через ключи 4, во второй через ключ 5, направление тока не меняется, 1 4 т,е,, несмотря на импульсное управление ключами, разряд аккумулятора происходит непрерывно. Аналогичным образом работают и другие ячейки.

Каждая ячейка соединена с соответствующим аккумулятором отдельным проводником. Такое соединение выводов аккумуляторов с ячейками позволяет устранить возможность появления токов перетекания и переполюсовку отдельных аккумуляторов в конце доразряда, что существенно для сохранения емкостных характеристик аккумуляторов.

В случае пробоя и короткого замыкания транзисторного ключа 4 выгорает плавкая вставка 8 и разряд происходит через оставшийся транзистор, т.е. выход одного элемента ячейки из строя не приводит к потере работоспособности всего устройства.

При выгорании транзистора 13 доразряд аккумулятора происходит через оставшиеся транзисторы 5 и 14, т,е. даже выход половины доразряднои ячейки из строя не приводит к потере работопособности всего устройства, а только к увеличению доразряда.

Налнчие в каждой доразрядной ячейке двух транзисторных ключей с резервированием, соединение их с аккумулятором отдельными проводниками вдвое снижает время доразряда, исключает возможность псреполюсовки аккумуляторов в конце доразряда и значительно повышает надежность устройства в целом. Устройство может потерять работоспособность при наличии четырех последовательных отказов транзисторов 4, 5, 13 и 14.Габариты и масса устройства снижаются за счет использования в качестве балластных резисторов соединительных проводников и р-ипереходов ключей.

Испытание показывает надежность функционирования устройства и возможность вдвое снизить время дораэряда, Формула изобретения

1. Устройство для поэлементного доразряда аккумуляторной батареи, состоящей из и-последовательно соединенных аккумуляторов, содержащее и доразрядных ячеек, подключенных к соответствующим аккумуляторам через коммутирующие элементы в виде транзисторных ключей и управляемых задающим генератором переменного напряжения с трансформаторным выходом с и выходными обмотками, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цепью сокращения времени доразряда аккумуляторов, в каждую доразрядную яЧейку введен дополнительный транзисторный ключ, причем змиттеры и коллекторы транзисторных клю5 936!01. 6 чей каждой доразрядной ячейки объединены и токовыравннвающими резисторами в эмит и подключены к аккумулятору отдельными терных цепях. проводниками, а базовыми выводами подсоеди- 3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а юнены к соответствующей выходной обмотке щ е е с я тем, что, с целью упрощения схетрансформагора задающего генератора, средняя мы, в качестве токовыравнивающих резистоточка которой соединена с эмиттерными вы- ров в эмиттерных цепях транзисторов испольводами этих транзисторов. зуются плавкие вставки (предохранители) .

Источники информации, 2. Устройство по. п. 1, о т л и ч а ю щ е- принятые во внимание при экспертизе е с я тем; что, с целью повышения надежности,>< 1. Авторское свидетельство СССР Р712877, транзисторные ключи состоят из нескольких кл. Н 01 М 10/42, 1978. параллельно соединенных транзисторов с раз- 2. Авторское свидетельство СССР Р632018, делительными резисторами в базовых цепях кл. H 01 М 10/42, 1977.

Фиг Л

ВНИИПИ Заказ 4230/60

Тираж 76! Подписное

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