Автономный аккумулятор

Изобретение относится к электротехнике, а именно к самозаряжающимся автономным электрическим аккумуляторам. Автономный аккумулятор содержит размещенный в корпусе гальванический элемент и снабжен, по меньшей мере, одним фотоэлектрическим преобразователем, размещенным на внешней поверхности корпуса и соединенным с электродами гальванического элемента. Корпус аккумулятора предпочтительно имеет цилиндрическую форму, а аккумулятор содержит фотоэлектрические преобразователи, имеющие форму колец, установленных на цилиндрической поверхности корпуса. Аккумулятор дополнительно может быть снабжен размещенным внутри корпуса контроллером заряда-разряда, включенным между фотоэлектрическим преобразователем и электродами гальванического элемента. Изобретение позволяет обеспечить возможность его зарядки в любом его положении по отношению к источнику света. 2 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к самозаряжающимся автономным электрическим аккумуляторам.

На протяжении ряда десятилетий для питания различных приборов, освещения и других потребителей тока в качестве накопителей и для сохранения электрической энергии человек использует аккумулятор.

Аккумуляторы самых различных типов и конструкций необходимо заряжать, используя для этой цели различные зарядные устройства и адаптеры, что в ряде случаев не всегда удобно из-за различных технических трудностей и проблем.

Известны никель-кадмиевые аккумуляторы, которые для восстановления подключают к зарядно-разрядному блоку (см. RU 2165009 С2, Н 01 М 10/54, опубл. 19.07.2002).

Наиболее близким к предложенному является аккумулятор с функцией самовосстановления, содержащий размещенный в цилиндрическом корпусе гальванический элемент и фотоэлектрический преобразователь, соединенный с электродами гальванического элемента, расположенный на внешней поверхности корпуса и выполненный в виде листа, накрученного на цилиндрический корпус (патент США 6380710, опуб. 30.04.2005). Для зарядки аккумулятора фотоэлектрический преобразователь разматывают и подвергают воздействию световых лучей его наружную поверхность.

Техническим результатом изобретения является повышение удобства зарядки и пользования аккумулятором за счет исключения необходимости разматывания листового фотоэлектрического преобразователя и специального размещения его наружной поверхности со стороны воздействия световых лучей и обеспечения возможности его зарядки в любом его положении по отношению к источнику света.

Технический результат достигается тем, что аккумулятор содержит размещенный в цилиндрическом корпусе гальванический элемент и фотоэлектрический преобразователь, размещенный на внешней поверхности корпуса и соединенный с электродами гальванического элемента, при этом аккумулятор содержит фотоэлектрические преобразователи, имеющие форму колец, установленных на цилиндрической поверхности корпуса.

Кроме того, аккумулятор может быть снабжен размещенным внутри корпуса контроллером заряда-разряда, включенным между фотоэлектрическим преобразователем и электродами гальванического элемента.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана функциональная схема предложенного аккумулятора, на фиг.2 показаны внешний вид аккумулятора и схема расположения и компоновки его элементов.

На фиг.1 и 2 обозначены фотоэлектрический преобразователь 1, чип-контроллер 2 заряда-разряда источника постоянного тока и/или постоянного напряжения и корпус 3 аккумулятора. Позицией 4 обозначена линия связи и выводы чип-контроллера 2 и электродов гальванического элемента аккумулятора. Позицией 5 обозначены линия связи и выход фотоэлектрического преобразователя 1 и дополнительного вывода чип-контроллера 2. Позицией 6 обозначен один из выходов чип-контроллера 2, выполненный с возможностью подключения к потребителю для подачи ему от аккумулятора постоянного тока и/или постоянного напряжения.

Фотоэлектрический преобразователь 1 по-другому может называться солнечной батареей.

Принцип функционирования автономного аккумулятора заключается в следующем. Преобразующий световую энергию в электрическую фотоэлектрический преобразователь 1 посылает полученный электрический сигнал по линии 5 связи чип-контроллера 2 заряда-разряда источника постоянного тока и/или постоянного напряжения, который позволяет не только контролировать включение и выключение заряда гальванического элемента 6, но и регулировать функцию «мягкости» начала заряда-разряда и функцию «мягкости» конца заряда-разряда. Все эти режимы осуществляются с помощью регулятора напряжения, который входит в состав чип-контроллера 2. Вследствие приведенного выше алгоритма функционирования аккумулятора на выходе 7 чип-контроллера 2, являющемся и выходом аккумулятора, появляется электрический сигнал, соответствующий значениям постоянного тока и/или постоянного напряжения от аккумулятора.

В случае применения совместной компоновки аккумулятор с корпусом 3 цилиндрической формы имеет напряжение, например, 1,2 вольта и емкость 0,6 ампер и нанесенных на его поверхность 4-5 фотоэлектрических преобразователей в виде колец с рабочим напряжением каждого 2-2,5 вольта и силой тока 50-60 мА, что вполне достаточно для постоянной его зарядки в течение светового дня. При этом следует иметь в виду, что для увеличения срока службы аккумулятора и практического отсутствия в нем так называемых циклов заряда-разряда внутри корпуса устройства для эксплуатации аккумулятора находится регулятор напряжения контроллера, позволяющий не только контролировать включение и выключение зарядки, но и имеющий функцию «мягкости» начала заряда-разряда и функцию «мягкости» конца заряда-разряда аккумулятора 3.

Вместе с этим в чип-контроллере 2 заряда-разряда источника постоянного тока и/или постоянного напряжения имеется функция отключения аккумулятора от потребителя в случае понижения напряжения и емкости в нем ниже допустимого предела, т.е. ниже их заданных значений. В связи с этим при работе всего устройства и входящего в него аккумулятора их невозможно вывести из строя при глубоком разряде аккумулятора.

Таким образом, в данном устройстве отсутствуют циклы «заряд-разряд», полный разряд аккумулятора, имеется возможность заряда (самовосстановления) аккумулятора без каких-либо зарядных устройств, возможность заряда аккумулятора 3 без демонтажа из корпуса всего устройства для эксплуатации аккумулятора, возможность заряда аккумулятора 3 в любом положении, в каком бы он не находился по отношению к источникам света.

Использование данного изобретения позволяет также увеличить срок службы аккумулятора и устранить циклы «заряд-разряд» аккумулятора.

В случае применения аккумулятора, не имеющего эффекта памяти, рассчитанного на большой запас циклов заряд-разряд и не боящегося глубокой разрядки и перезарядки или уже имеющего в своей конструкции устройство контроля зарядкой и разрядкой, чип-контроллер 2 зарядки-разрядки может быть исключен из функциональной схемы автономного аккумулятора.

Предложенный аккумулятор имеет следующие особенности.

а) встроенный в корпус сверхмалый солнечный источник тока,

б) встроенный в корпус чип-контроллер - регулятор напряжения,

в) отсутствие у аккумулятора циклов заряд-разряд,

г) отсутствие полного разряда аккумулятора,

д) возможность заряда (самовосстановления) аккумулятора без применения каких-либо дополнительных зарядных устройств,

е) возможность заряда аккумулятора без демонтажа из корпуса в устройстве-потребителе в случае применения прозрачного корпуса изделия,

ж) стоимость применяемого в аккумуляторе дополнительного оборудования - фотопреобразователь, чип-контроллер заряда-разряда, ничтожно мала и составляет менее 10% от стоимости всего изделия, следовательно, будет доступна широкому кругу потребителей,

з) возможность заряда аккумулятора в любом положении, в каком бы он не находился по отношению к свету, благодаря кольцеобразной схеме расположения фотопреобразователя.

1. Аккумулятор, содержащий размещенный в цилиндрическом корпусе гальванический элемент и, по меньшей мере, один фотоэлектрический преобразователь, размещенный на внешней поверхности корпуса и соединенный с электродами гальванического элемента, отличающийся тем, что содержит фотоэлектрические преобразователи, имеющие форму колец, установленных на цилиндрической поверхности корпуса.

2. Аккумулятор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен размещенным внутри корпуса контроллером заряда-разряда, включенным между фотоэлектрическим преобразователем и электродами гальванического элемента.