Устройство для контроля напряжения аккумуляторной батареи

 

Использование: для контроля напряжений аккумуляторных батарей, в том числе эксплуатируемых на транспортных средствах. Сущность изобретения: устройство содержит фильтр питания, два компаратора, неинвертирующие входы которых подключены к источнику опорного напряжения, инвертирующие к регулируемому делителю напряжения, а выходы нагружены на светодиодный блок индикации. Выход компаратора, срабатывающего при более высоком напряжении контролируемой батареи соединен диоднорезисторной цепочкой с инвертирующим входом другого компаратора, генератор на однопереходном транзисторе, транзисторный ключ и блок развязки. Напряжения питания эмиттера и второй базы транзистора генератора подаются от выходов компараторов, а напряжение питания транзисторного ключа от контролируемой аккумуляторной батареи через блок индикации и блок развязки. Устройство индицирует разряженное, недозаряженное, нормальнозаряженное и перезаряженное состояние аккумуляторной батареи двумя светодиодами с разным цветом свечения. 1 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть применено для контроля напряжений аккумуляторных батарей, в том числе эксплуатируемых на транспортных средствах.

Известно устройство для контроля напряжения аккумулятора, содержащее два компаратора, объединенные неинвертирующие входы которых соединены с положительной клеммой контролируемого аккумулятора, а на инвертирующие входы поданы напряжения, определяющие пороги срабатывания веpхнего и нижнего уровней напряжения (1). Выходы компараторов связаны с входами управления запуском управляемого генератора, реализованного на элементах И-НЕ. Выход управляемого генератора соединен с выводом р-n перехода красного цвета светодиода с управляемым цветом свечения, у которого вывод р-n перехода зеленого цвета подключен к выходу элемента И. Один вход элемента И соединен с выходом компаратора нижнего уровня, а другой через элемент НЕ с выходом компаратора верхнего уровня. Недостатком устройства является малое количество индицируемых уровней напряжения.

Известно устройство для контроля напряжения автомобильной аккумуляторной батареи, содеpжащее два компаратора, источник опорного напряжения, блок индикации на двух светодиодах, подключенных к выходам компараторов, регулируемый делитель напряжения, диодно-резисторную цепочку и фильтр питания (2). Устройство индицирует четыре состояния аккумуляторной батареи: разряженное, недозаряженное, нормальнозаряженное и перезаряженное посредством комбинаций светящихся и(или) несветящихся светодиодов. Недостатком устройства является индицирование одного из состояний аккумуляторной батареи (разряженного) несветящимися светодиодами.

С целью повышения информативности путем индицирования каждого из четырех состояний напряжения аккумуляторной батареи таким состоянием блока индикации, при котором по крайней мере один из его светодиодов светится, устройство, содержащее фильтр питания, источник опорного напряжения, подключенный к неинвертирующим входам двух компараторов, нагруженных на светодиодный блок индикации, регулируемый делитель напряжения, подключенный к инвертирующим входам компараторов, диодно-резисторную цепочку, соединяющую выход компаратора, срабатывающего при более высоком напряжении контролируемой батареи, с инвертирующим входом другого компаратора, снабжено дополнительно генератором на однопереходном транзисторе, нагруженным на транзисторный ключ, и блоком развязки, причем напряжения питания эмиттера и второй базы транзистора генератора подаются от выходов компараторов, а напряжение питания транзисторного ключа от контролируемой батареи через блок индикации и блок развязки. Так как при этом компараторы управляют генератором и через него транзисторным ключом, то при напряжениях батареи, соответствующих напряжениям на делителе, меньшим опорного, генератор включен, светодиоды светятся прерывистым свечением под действием импульсов тока, текущего через блоки индикации и развязки и через транзисторный ключ. При прочих напряжениях аккумуляторной батаpеи генератор выключен, состояние светодиодов определяется уровнем напряжения батареи, при этом по крайней мере один из светодиодов светится непрерывным свечением (цвета свечения светодиодов различны).

На чертеже приведена схема электрическая принципиальная устройства с объединением ее элементов фукнциональные узлы.

Устройство содержит фильтр питания 1, источник опорного напряжения 2, регулируемый делитель напряжения 3, в котором резисторы R4, R6 служат для установки пороговых напряжений, диодно-резисторную цепочку 4, компараторы 5 и 6, генератор 7, блок индикации 8, блок развязки 9, транзисторный ключ 10.

Устройство работает следующим образом.

При напряжении на контролируемой аккумулятоpной батарее, меньшем определенного значения, составляющем, например, 11 В (разряженное состояние), напряжение на любом из резисторов R5, R7 резистивного делителя 3 меньше напряжения на источнике опорного напряжения 2, поэтому на выходах компараторов 5 и 6 присутствует высокий уровень напряжения, достаточный для питания генератора 7. Конденсатор С2 генератора 7 начинает заряжаться по цепи: выход компаратора 6 резисторы R10, R11 аккумуляторная батарея, и по достижении на нем напряжения 5-6 В разряжается через цепь: эмиттер-база транзистора VTI резисторы R13, R11. Возникающий при этом базовый ток управляет транзисторным ключом 10, в коллекторной цепи которого через диоды VD3, VD4 блока развязки 9 включен блок индикации 8. По окончании разряда конденсатор С2 вновь начинает заряжаться и процесс повторяется. Оба светодиода светятся прерывистым свечением. Резисторы R16, R17 блока индикации 8 ограничивают токи светодиодов HL1, HL2, а диоды VD3, VD4 развязывают цепи светодиодов HL1, HL2 между собой и от компараторов 5 и 6. При напряжении на батарее, достигающем определенного уровня, например, 11 В, напряжение на резисторе R7 делителя 3 становится равным опорному и на выходе компаратора 5 устанавливается низкий уровень напряжения, недостаточный для питания базовой цепи транзистора VT1, вследствие чего генератор 7 выключается, по цепи "+" аккумуляторной батареи светодиод HL1 резистор R14 выход компаратора 5 течет ток, вызывая непрерывное свечение светодиода HL1. Этот режим действует при напряжениях аккумуляторной батареи, например, 11-12,5 В (недозаряженное состояние), не вызывающих увеличения напряжения на резисторе R5 делителя 3 до величины опорного напряжения. При большем напряжении аккумуляторной батареи, например, 12,6 В, напряжение на резисторе R5 делителя 3 достигает опорного, на выходе компаратора 6 устанавливается низкий уровень, вызывая непрерывное свечение светодиода HL2. Одновременно через цепочку VD2, R9 снижается напряжение на инвертирующем входе компаратора 5 и на его выходе устанавливается высокий уровень, чем гасится светодиод HL1. Генератор 7 при этом по-прежнему не работает, так как отсутствует напряжение питания в эмиттерной цепи тpанзистора VТ1. Этот режим действует для батареи, напряжение которой находится в интервале значений, напримеp, 12,6-14,8 В (нормальнозаряженное состояние). При большем напряжении батареи (перезаряженное состояние) на выходе компаратора 5 вновь устанавливается низкий уровень, так как напряжение на резисторе R7 вновь достигает опорного. Оба светодиода светятся непрерывным светом, генератор 7 не работает, так как отсутствуют напряжения питания в цепях эмиттера и базы. Таким образом, при любом состоянии аккумуляторной батареи, по крайней мере, один из светодиодов блока индикации светится, т.е. разряженное состояние прерывисто светятся оба светодиода, недозаряженное состояние непрерывно светится один из светодиодов, нормальнозаряженное состояние непрерывно светится другой светодиод, перезаряженное состояние непрерывно светятся оба светодиода.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ, содержащее фильтр питания, источник опорного напряжения, подключенный к неинвертирующим входам двух компараторов, нагруженных на светодиодный блок индикации, регулируемый двигатель напряжения, подключенный к инвертирующим входам компараторов, диодно-резисторную цепочку, соединяющую выход компаратора, срабатывающего при более высоком напряжении контролируемой батареи с инвертирующим входом другого компаратора, при этом источник опорного напряжения и регулируемый делитель напряжения подключены к клеммам для подключения аккумуляторной батареи через фильтр питания, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности, оно снабжено дополнительно генератором на однопереходном транзисторе, нагруженным на транзисторный ключ, и блоком развязки, причем напряжения питания эмиттера и второй базы транзистора генератора подаются от выходов компараторов, напряжение питания транзисторного ключа от контролируемой батареи транзисторного ключа от контролируемой аккумуляторной батареи через блок индикации и блок развязки.

РИСУНКИ

Рисунок 1