Зарядно-пусковое устройство
Назначение: изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для заряда аккумуляторных батарей (АБ). Сущность изобретения: в устройство дополнительно введены двухпозицирнный переключатель, силовая RC- цепь, второй усилитель мощности, третий и четвертый компараторы, генератор пилообразного напряжения, две диодно-резисторные цепочки и два токоограничивающих резистора, выход второго компаратора соединен с входом синхронизации генератора пилообразного напряжения, выходом подключенного к входу первого компаратора, Изобретение относится к электротехнике , в частности к устройствам для заряда аккумуляторных батарей. Известно зарядно-пусковое устройство, содержащее последовательно включенные между входными и выходными выводами преобразователь переменного напряжения в регулируемое постоянное и датчик тока, последовательно соединенные через разделительный диод выпрямитель и стабилизана вход которого подается отрицательное напряжение смещения, инверсный вход третьего компаратора и прямой вход четвертого компаратора соединены со входом неуправляемого выпрямителя, входы первого и второго усилителя мощности через соответствующие диодно-резисторные цепочки подключены к выходам третьего и четвертого компараторов, а через соответствующие токоограничивающие резисторы - к выходу первого компаратора, выходы первого и второго усилителей мощности соединены с соответствующими управляющими входами управляемого выпрямителя, общий вход двухпозиционного переключателя подключен к свободному выводу управляемого выпрямителя, первый выход - ко второму выходному выводу устройства, а второй выход - к одному выводу включенных параллельно резистору и конденсатору силовой RC-цепи, другой вывод которой соединен с первым выходным выводом устройства . Предлагаемое устройство позволяет автоматизировать процесс заряда АБ и повысить надежность работы. 2 ил. тор напряжения, компаратор, конденсатор, RC-триггер, усилитель мощности, выходом соединенные с управляющим входом преобразователя переменного напряжения в регулируемое постоянное, регулятор тока, входами подключенный к выходам задатчика и датчика тока, а выходом к первому входу элемента совпадений, выход которого соединен со входом RS-триггера, прямым выходом подключенного через дифференел VI о oS ю 00
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ С0 О 00 (21) 4881990/07 (22) 11,11,90 (46) 30.01,93. Бюл. № 4 (71) Завод и м. Орджоникидзе (72) Ю.Н.Лавковский (56) Авторское свидетельство СССР ¹ 1534632„кл. Н 02 3 7/10, 1987. Авторское свидетельство СССР N 1647768,,кл. Н 02 J 7/10,,1988. (54) ЗАРЯДНО-ПУСКОВОЕ УСТРОЙСТВО (57) Назначение: изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для заряда аккумуляторных батарей (АБ), Сущность изобретения: в устройство дополнительно введены двухпозиционный переключатель, силовая RCцепь, второй усилитель мощности, третий и четвертый компараторы, генератор пилообразного напряжения, две диодно-резисторные цепочки и два токоограничивающих резистора, выход второго компаратора соединен с входом синхронизации генератора пилообразного напряжения, выходом подключенного к входу первого компаратора, Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для заряда аккумуляторных батарей, Известно эарядно-пусковое устройство, содержащее последовательно включенные между входными и выходными выводами преобразователь переменного напряжения в регулируемое постоянное и датчик тока, последовательно соединенные через разделительный диод выпрямитель и стабилиза„„5U „„ 1791898 А1 на вход которого подается отрицательное напряжение смещения, инверсный вход третьего компаратора и прямой вход четвертого компаратора соединены со входом неуправляемого выпрямителя, входы первого и второго усилителя мощности через соответствующие диодно-резисторные цепочки подключены к выходам третьего и четвертого компараторов, а через соответствуашие гокоограничивающие резисторы — к вь:ходу f1cpBof0 компаратора, выходы первого и ьторого усилителей мощности соединены = соответствующими управляющими входами управляемого выпрямителя, общий вход двухпозиционного переключателя подключен к свободному выводу управляемого выпрямителя, первый выход — ко второму выходному выводу устройства, а второй выход — к одному выводу включенных параллельно резистору и конденсатору силовой RC-цепи, другой вывод которой соединен с первым выходным выводом устройства. Предлагаемое устройство позволяет автоматизировать процесс заряда АБ и повысить надежность работы. 2 ил. тор напряжения, компаратор, конденсатор, RC-триггер, усилитель мощности, выходом соединенные с управляющим входом преобразователя переменного напряжения в регулируемое постоянное, регулятор тока, входами подключенный к выходам задатчика и датчика тока, а выходом к первому входу элемента совпадений, выход которого соединен со входом RS-триггера, прямым выходом подключенного через дифферен1791898 55 цирующую RS-цепочку к входу логического элемента НЕ, второй вход элемента совпадений и S-вход триггера объединены, первый вход компаратора, соединен через установочный резистор с выходным выводом, второй вход с одним выходом стабилизатора, усилитель мощности включен между выходом выпрямителя и выходом логическог элемента НЕ. Н едостат ком устройства является н изкая надежность работы, сложность настройки, невозможность автоматизации процесса заряда аккумуляторной батареи по методу постоянства тока до заданного уровня напряжения. Наиболее близким к изобретению является зарядно-пусковое устройство, содержащее последоьательно подключенные к входным выводам. согласующий трансформатор с первичной и вторичной обмотками, управляемый выпрямитель и датчик тока, свободным выводом подключенный к первому выходному выводу, последовательно соединенные через разделительный диод неуправляемый выпрямитель, подключенный к вторичной обмотке согласующего трансформатора и стабилизатор напряжения, первый и второй компараторы, первый усилитель мощности, регулятор тока заряда, входами подключенный к выходам задатчика и датчика тока, выходом к входу первого компаратора, регулятор напряжения, входами соединенный с выходом задатчика напряжения и выходом управляемого выпрямителя, выходом со входом первого компаратора, входы второго компаратора подключены к выходу неуправляемого выпрямителя и стабилизатору напряжения, Недостатками этого устройства являются невозможность автоматизации процесса заряда аккумуляторных батарей, невысокая надежность устроиства из-за зависимости устойчивости работы системы управления QT конкретных параметров cocTBBllRK)tJINx от электрорадио изделий (следовательно, система управления требует довольно сложной настройки), а также от колебаний напряжения питающей сети и температуры окружающей среды. Цель изобретения — автоматизация процесса заряда аккумуляторных батарей и повышение надежности работы устройства, Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно подключенные к входным выводам согласующий трансформатор с первичной и вторичной обмотками, управляемый выпрями ель и датчик тока, свободным выводом подключенный к первому выходному выводу после5 40 довательно соединенные через раздели. тельный диод неуправляемый выпрямитель. подключенный к вторичной обмотке согла. сующего трансформатора и стабилизатор. первый и второй компараторы, первый усилитель мощности, регулятор тока заряда входами подключенный к выходам задатчика и датчика тока, выходом ко входу первого компаратора, регулятор напряжения, входами соединенный с выходом задатчика напряжения и выходом управляемогс выпрямителя, выходом со входом первого компаратора, входы второго компаратора подключены к выходу неуправляемого выпрямителя и стабилизатору напряжения, дополнительно введены двухпозиционный переключатель, силовая RC-цепь, второй усилитель мощности, третий и четвертый компараторы, генератор пилообразного напряжения, две диодно-резисторные цепочки и два токоограничивающих резистора, выход второго компаратора соединен с входом синхронизации генератора пилообразного напряжения, выходом подключенного к входу первого компаратора, на вход которого подается также отрицательное напряжение смещения, инверторный вход третьего компаратора и прямой вход четвертого компаратора соединены с входом неуправляемого выпрямителя, входы первого и второго усилителей мощности через соответствующие диодн о-резистор н ые цепочки подключены к выходам третьего и четвертого компараторов, а через соответствуашие резисторы к выходу первого компаратора, выходы первого и второго усилителей мощности соединены с соответствующими управляющими входами управляемого выпрямителя, общий вход двухпозиционного переключателя подключен к свободному выводу управляемого выпрямителя, первый выход ко второму выходному устройству, а второй вход к одному выводу включенных параллельно резистору и конденсатору "v,j,овой RC-цепочки. другой вывод которой соединен с первым выходным выводом устройства. На фиг. 1 представлена схе. э заряднопусковог. устройства; на фиг, — времена ые диа граммы ра боть. устройства. Зарядно-пусковое устоойство содержит последовательно подкл с генныо v, входным клеммам 1 и 2 согласующий грансформатор 3 с перьичной 4 и вторичной 5 обмотками, управляемый выпрямитель 6 и датчик тока 7, свободным выводом подключенный к первому ьыходному выводу 8 устройства. последовательно соединенные через разделительный диод 9 неуправляемый выпрямитель 1 О, подключенный к Втооичной 1791898 55 обмотке 5 согласующего трансформатора 3, и стабилизатор напряжения 11, первый 12 и второй 13 компараторы, первый усилитель мощности 14, регулятор тока заряда 15, входами подключенный к выходам задатчика 16 и датчика 7 тока, выходом ко входу первого компаратора 12, регулятор напряжения 17, входами соединенный с выходом задатчика напряжения 18 и выходом 19 управляемого выпрямителя, Выход регулятора напряжения со входом первого компаратора 12, входы второго компаратора 13 подключены к выходу неуправляемого выпрямителя 10 и стабилизатора напряжения 11. Кроме того, в устройство введены две диодно-резисторные цепочки 20 и 21, два токоограничи вающих резистора 22 и 23, второй усилитель мощности 24, двухпозиционный переключатель 25, силовая RC-цепь 26, третий и четвертый компараторы 27 и 28, генератор пилообразного напряжения 29, выход второго компаратора 13 соединен со входом 30 синхронизации генератора пилообразного напряжения 29, выходом подключенного ко входу первого компаратора 12, на вход которого подается также отрицательное напряжение смещения, Инверторный вход третьего компарэтора 27 и прямой вход четвертого компаратора 28 соединены со входом 31 неуправляемого выпрямителя, входы первого и второго делителей мощности 14 и 24 через соответствующие диодно-резисторные цепочки 20 и 21 подключены к выходам третьего и четвертого компараторов 27 и 28, а через соответствующие токоограничивающие резисторы 22 и 23 — к выходу первого компаратора 12. Выходы первого и второго усилителя мощностей 14 и 24 соединены с соответствующими управляющими входами управляемого выпрямителя 6, общий вход 32 двухпозиционного переключателя 26 подключен к выходу 19 управляемого выпрямителя 6. Первый выход 33 двухпозиционного переключателя соединен с вторым выходным выводом 34 устройства, а второй выход 35 подключен к одному выводу включенных параллельно резистору и конденсатору силовой RC-цепи 26, другой вывод которой соединен с первым выходным выводом 8 устройства. В режиме пуска двигателя аккумуляторная батарея запускаемого автомобиля подключается к третьему и четвертому выходным выводам 36 и 37 устройства. На временных диаграммах работы устройства приняты следующие обозначения: 38 — сигналы на входе компаратора 13; 39— импульсы на выходе генератора пилообразного напряжения 29; 40 — напряжение на 50 выходе генератора пилообразного напряжения 29; 41, 42 — напряжения на выходе регулятора напряжения 17 и регулятора тока 15; 43 — импульсы на выходе компаратора 12: 44, 45 — напряжение на выходе третьего и четвертого компараторов 27 и 28; 46, 47 импульсы на выходе усиления мощности 14 и 24; 48 — напряжение на выходе управляемого выпрямителя 6; 49 — ток через заряжаемую аккумуляторную батареию. Устройство работает следующим образом. При включении напряжения питающей сети на входы компаратора 13 подаются в соответствующем масштабе сигналы (фиг.2, поз. 38) с положительного выхода неуправляемого выпрямителя 10 и с отрицательного выхода стабилизатора напряжения 11. Под их воздействием на выходе компаратора 13 вырабатываются тактовые импульсы (фиг. 2, поз 39) с частотой 2 сети. Этим импульсы подаются на вход 30 синхронизации генератора пилообразного напряжения 29, На другой вход генератора пилобразного напряжения подается отрицательное напряжение с выхода стабилизатора напряжения, Б результате, на выходе генератора вырабатывается напряжение пилообразной формы,фиг. 2, поз 40) синхронизированное с частотой питающей сети. Это напряжение подается на вход компаратора 12, На другие входы компартора 12 подаются напряжения с выходом регулятора тока 15 и регулятора напряжения 17, а также отрицательное напряжение смещения. С выхода компаратора 12 снимаются импульсы управления (фиг. 2, поз. 43) с углами управления, определяемыми суммой напряжений на выходах регулятора тока и регулятора напряжения. Эти импульсы управления через токоограничивающие резисторы 22 и 23 одновременно подаются на входы усилителей мощности 14 и 24, На инверторный вход компаратора 27 и прямой вход компаратора 28 подается переменное напряжение со входа 31 неуправляемого выпрямителя 10, под воздействием которого с выходов компаратора 27 и 28 снимаются противофазные напряжения прямоугольной формы (фиг. 2, поз.44, 45), а также синхронизированные с частотой питающей сети. Эти напряжения через диодно-резисторные цепочки 20 и 21 подаются на входы усилителей мощности 14 и 24 соответственно, В результате, под воздействием импульсов управления, снимаемых с компаратора 12, включается то усилитель мощности, к входу которого подключена диодно-резисторная цепочка, смещенная в обратном направлении положительным 1791898 10 50 напряжением с выходам компаратора 27 или 28. При этом импульс управления с выхода включившегося усилителя мощности (фиг. 2, поз. 46, 47) подается на тот тиристор управляемого выпрямителя, анод которого положителен отноcèòåëüío катода, то есть происходит распределение импульсов между тиристорами управляемого выпрямителя. Таким образом, осуществляется управление работой управляемого выпрямителя в зависимости от напряжений регулятора тока и регулятора напряжения, Устройство обеспечивает автоматизацию процесса заряда аккумуляторных батарей по оптимальному циклу: заряд по меттоду постоянства зарядного тока до заранее заданного уровня напряжения: автоматический переход при достижении заданного уровня напряжения, на метод постоянства напряжению; заряд по методу постоянства напряжения до полного заряда аккумуляторной батареи. При этом устройство работает следующим образом, Первоначально органы управления устройством устанавливаются в исходные положения; двухпозиционный переключатель 25 в положение, при котором замыкаются его выводы 32 и 35 (к выходу управляемого выпрямителя 6 подключается RC-цепь 26), задатчик тока 16 — положение, при котором сигнал, снимаемый с него, максимален (по модулю); задатчик напряжения 18 в поло>кение, при котором сигнал, снимаемый с него, равен нулю, При этом, как показано на фиг. 2 импульсов управления на выходе компаратора 12 нет, и напряжение на выходе управляемого выпрямителя равно нулю, Затем задатчик напряжения устанавливается в положение, при котором сигнал, снимаемый с него, соответствует конечному напря>кению заряда и в этом положении остается до конца заряда, Под везде;, .ствием этого сигнала система управления выработает импульсы управления с такими углами управления, что на выходе управляемого выпрямителя устанавливается (задается) конечное напряжение заряда, соответствующее сигналу установки с задатчика напряжения (фиг. 2 " установка(задание) конечного напряжения заряда"). RC-цепь 26 необходима для того, чтобы получить на выходе управляемого выпрямителя требуемое конечное напряжение заряда при оптимальном номинальном напряжении вторичной обмотки трансформатора 3. После задания конечного напряжения заряда задатчик тока устанавливается в по15 45 ложение, при котором сигнал, снимаемый с него, равен нулю, напряжение на выходе управляемого выпрямителя также становится равным нулю, и переключатель 25 устанавливается в положение, при котором замкнуты его контакты 32 и 33 (к выходу управляемого выпрямителя подключается эаряжаемая аккумуляторная батарея), 3атем задатчик тока устанавливается в положение, при котором сигнал, снимаемый с него, соответствует требуемому току заряда. Под воздействием сигнала с задатчика тока система управления вырабатывает импульсы управления с такими углами управления, что через АБ протекает стабилизированный зарядный ток, соответствующий сигналу установки с задатчика тока (фиг, 2 "Заряд по методу постоянства тока"). По мере заряда АБ стабилизированным током напряжение на выходе управляемого выпрямителя возрастает, то есть возрастает и напряжение обратной связи, подаваемое на регулятор напряжения, Когда напряжение обратной связи станет больше по модулю ранее выставленного сигнала с задатчика напряжения (при этом на фиг. 2), напряжение на выходе регулятора напряжения будет изменяться таким образом, чтобы напряжение на выходе управляемого выпрямителя не превышало ранее заданного конечного напряжения заряда, Одновременно, в результате нескомпенсированности сигнала с задатчика тока сигналом обратной связи по участку, напря>кение на выходе регулятора тока будет увеличиваться до напряжения насыщения, Таким образом, происходит переход в режим стабилизации выходного напряжения и дальнейший заряд АБ при стабилизированном выходном напряжении (фиг, 2 "автоматический переход и заряд по методу постоянства напряжения"), Наличие в устройстве RC-цепи, двухпозиционного переключателя, общий вход которого подключен к свободному выводу управляемого sûïðÿìèråëÿ, первый выход ко второму выходному выводу устройства, а второй выход к одному выводу включенных параллельно резистору и <онденсатору RCцепи и первоначальная установка органов управления в требуемые положения в указанной выше последовательности, позволяет автоматизировать процесс заряда АБ по оптимальному циклу, При необходимости, устройство позволяет вести заряд только по методу постоянства тока или по методу постоянства напряжения. Наличие в устройстве генератора пилообразного напряжения, синхронизиро1791898 40 50 55 ванного с частотой питающей сети, третьего и четвертого компараторов, двух диодно-резисторных цепочек, двух токоограничивающих резисторов и двух усилителей мощности, подключенных к соответствующим входам управляемого выпрямителя, обеспечивает надежную работу устройства независимо от конкретных параметров элементов, составляющих систему управления, а также от колебаний напряжения питающей сети и температуры окружающей среды. Испытание макетного образца устройства подтвердили автоматизацию процесса АБ и показали надежность работы устройства в различных условиях. Формула изобретения Зарядно-пусковое устройство, содержащее последовательно подключенные к входным выводам согласующий трансформатор с первичной и вторичной обмотками, управляемый выпрямитель и датчик тока, свободным выводом подключенный к первому выходному выводу, последовательно соединенные через разделительный диод неуправляемый выпрямитель, подключенный к вторичной обмотке согласующего трансформатора, и стабилизатор напряжения, первый и второй компараторы. первый усилитель мощности, регулятор тока заряда, входами подключенный к выходам задатчика и датчика тока, выходом — к входу первого компаратора, регулятор напряжения, входами соединенный с выходом задатчика напряжения и выходом управляемого выпрямителя, выходом — с входом первого компаратора, входы второго компаратора подключены к выходам неуправляемого выпрямителя и стабилизатора напряжения,отл ича ю щеес я тем, что, с целью автоматизации процесса заряда и повышения надежности работы устрой5 ства, в него введены двухпозиционный переключатель, силовая RC-цепь, второй усилитель мощности, третий и четвертый компараторы, генератор пилообразного напряжения, две опорно-резисторные це10 почки и два токоограничивающих резистора, выход второго компаратора соединен с входом синхронизации генератора пилоообразного напряжения, выходом подключенного к входу первого компаратора, на 15 вход которого подается отрицательное напряжение смещения, инверсный вход третьего компаратора и прямой вход четвертого компаратора соединен с входом неуправляемого выпрямителя, входы пер20 aoro и второго усилителя мощности через соответствующие диодно-резисторные цепочки подключены к выходам третьего и четвертого компараторов, а через соответствующие токоограничивающие резисторы 25 — к выходу первого компаратора, выходы первого и второго усилителей мощности соедичены с соответствующими управляющими входами управляемого выпря ли-еля. общий BxGg двухпозиционного пеоеключа30 теля подключен к свободному EblBLäó управляемого выпрямителя, первый выход — к второму выходному выводу устройства, а второй выход — к одному выводу включенных параллельно резистору и конденсатору 35 силовой RC-цепи, другой вывод которой соединен с первым выходным выводом устройства. 1791898! -, г 1791898! 29 fi + YYyjilб gl l! 1 ! !! ! "l ! Г" ) kc . () "(1 Составитель Г. Дамская Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор А, Мотыль Редактор Заказ 156 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101
