Устройство для заряда аккумуляторной батареи

 

1 .;.. те

" = .сная

6..С ;:ноте.,,„, Союз Соаетскик

Социалистнческик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

«я743114 (6 I) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 220578 (21) 2618165/24-07 с присоединением заявки № (51)М. Кл.2

Н 02 7 7/00 (53) УДК 621 . 355 . . 1.64 (088 . 8) (23) Приоритет

Опубликовано 25068Ц Бюллетень ¹23

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 250680 (72) Авторы изобретения

Б.М. Сухарев, A Ã. Николаев и В.К. Быстров (71) Заявитель (54) УСТРОЯСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЯ

БАТАРЕИ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при заряде аккумуляторных батарей ,от источника постоянного тока, напряжение которого меньше зарядного напряжения аккумуляторной батареи (АБ) °

Известно устройство для заряда AS, напряжение источника постоянного то- 1 ка которого меньше зарядного напряжения AS. В этом устройстве AS разбивается на несколько секций, к которым с помошью управляемых ключей поочередно прикладывается напряжение. источника постоянного тока.

Напряжение источника должно быть выше напряжения эаряжаемой секции

AS (1) . .Однако разделение АБ на равные секции, не всегда возможно, напри- 20 мер для батарей, составленных из пяти., семи, одиннадцати, тринадцати аккумуляторов.

Недостатками этого устройства являются необходимость дополнительных выводов AS и неравенство зарядных токов в секциях АБ.

Известны также устройства, позволяющие получать удвоенное, утроенное и т. д. значения напряжения, по ЗО сравнению с амплитудным значением напряжения источника переменного тока (2) .

Однако они рассчитаны на работу от источников переменного тока.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для заряда АБ асимметричным током, содержащее две входные клеммы для подключения ксточннка постоянного тока (выпрямителя) и две выходные клеммы для соединения с эаряжаемой АБ, два линейных дросселя, конденсатор, вентили в цепи заряда AS, преимущественно управляемые тиристоры, причем катоды двух вентилей соединены с отрицательной клеммой источника, а их аноды — с обкладками конденсатора, и блок контроля напряжения и управления тиристорами . Формирование асимметричного тока в этом устройстве осуществляется. с помощью инвертора путем периодического разряда батареи на.индуктивно-емкостную цепочку, конденсатор которой перезаряжается (3) .

Устройство характеризуется относительно низкими удельными энергетическими показателями из-эа недос743114 таточно эффективного использования элементов инвертора, энергии: разрядных импульсов АБ и мощности зарядного источника.

Целью изобретения является улучшение удельных энергетических показателей при заряде АБ от источника постоянного тока, напряжение которого меньше напряжения AB путем лучшего использования типовой мощности источника и энергии разрядных импульсов AS.

Это достигается тем, что в предложенном устройстве обмотки линейных дросселей снабжены отводами от части витков, при этом отвод обмотки одного линейного дросселя соединен с положительной клеммой источника, а другие выводы этой обмотки - с анодами двух других тиристоров, катоды которых соединены соответственно с обкладками конденсатора, отвод обмотки другого линейного дросселя соединен с анодом одного тиристора вентильной ячейки, образованной третьей парой включенных последовательно и сог-. ласно тиристоров, катод другого тиристора вентильной ячейки соединен с одним выводом обмотки этого линейного дросселя, а другой ее вывод .образует положительную выходную клемму устройства. Точка.. сое" динения тиристоров вентильной ячейки подключена к одной обкладке упомянутого конденсатора, другая обкладка которого образует отрицательную выходную клемму устройства, связанную с одним выводом обмотки другого линейного дросселя через дополни-. тельный тиристор, подключенный катодом к катоду другого тиристора вентильной ячейки.

Схема предложенного устройства показана на на фиг. l; на фиг. 2 то сже, вариант.

В этом устройстве источник постоянного тока 1 подключен положительным зажимом к средней"точке обмотки линейного дросселя 2, имеющего на общем магнитопроводе две намотанные в противоположные стороны обмотки 3 и 4. Инверторная ячейка содержит тиристоры 5 и 6 для одного направления заряда накопительного конденсатора 7 и тиристоры

8 и 9 для противоположного направ1 ленир его заряда. При отпирании тири%тора 10 накопительный конденсатор 7 через линейный дроссель 11 разряжается на АБ 12. Тиристор 13 служит для выравнивания напряжения, а тиристор 14 — для разряда AS на конденсатор 7 через дроссель 11.

Блок 15 контроля напряжения связан с генератором 16 тактовых импульсов, который подает сигнал к устройству 17 временного сдвига импульсов, выполненному, например, на кольцевом счетчике 18 и дешифраторе 19.

Конденсатор 7 разряжен, а с дешифратора 19 подаются управляющие импульсы на тиристоры 5 и 6 (фиг. 1) .

Оба тиристора отпираются, а ток от источника постоянного тока l через линейный дроссель 2(через полуобмотку дросселя 3), тиристоры 5 и 6 потечет в конденсатор 7. Последний заряжается практически до двойного

1О напряжения источника (без учета падения напряжения на тиристорах) . При этом зарядный ток изменяется по синусоидальному закону, а время заряда накопительного конденсатора за Я висит от величины индуктивности полуобмотки линейнсго дросселя и емкости конденсатора. После заряда накопительного конденсатора тиристоры

5 и 6 запираются, а управляющие щ импульсы подаются на отпирание тиристоров 8 и 9. -При этом ток в накопительном конденсаторе 7 протекает в противоположном направлении и его напряжение станет больше удвоенного напряжения источника постоянного тока.

Величина напряжения заряда определяется числом зарядных циклов конденсатора 7 и добротностью 4 контура Р,L иС.

3© При резонансном .перезаряде конденсатора огибающая амплитуда зарядного напряжения изменяется по экспоненциальному закону. Выгодно работать на прямолинейном участке этой кри35 вой, поэтому кратность умножения напряжения всегда выбирают несколько меньшей максимально возможной .

После заряда конденсатора 7 до требуемОга уровня тиристор 10 от"О пирают и происходит резонансный. разряд конденсатора 7 через линейный дроссель ll на И3. Индуктивность линейного дросселя 11 выбирают из условий полной передачи запаЯ сенной энергии накопительного конденсатора в AS 12. Тиристор 13 предохраняет конденсатор 7 от перезаряда и обеспечивает протекание тока за счет энергии„ запасенной в поле ур дросселя 11. при разряде конденса— тора на батареЮ. При отпирании тиристора 14 происходит резонансный разряд AS через occåëü 11 на конденсатор 7, который заряжается до двойного напряжения AS. Энергия, накопленная в конденсаторе 7 при разряде AS 12, в дальнейшем используется для формирования ее зарядных импульсов. Если напряжения на конденсаторе 7 недостаточно для последую46 щего заряда батареи, производится дальнейший подзаряд накопительного конденсатора 7 при поочередном отпирании тиристоров 8, 9 и 5, 6.

В устройстве для заряда АБ по

Я фиг . 2 лучше используется мощность

743114 источника питания за счет применения двухячеечного инвертора.

Две инверторйые ячейки, поочередно заряжая конденсаторы резонансным путем от источника постоянного тока, могут осуществить заряд АБ, при напряжении, большем напряжения источника питания. Выбором параметров линейных дросселей 2 и 11, а также конденсаторов 7 можно заряжать AS в режиме как непрерывного, так и импульсного тока.

Тиристор 20 необходим для разряда накопительного конденсатора 7 второй ячейки, а тиристор 21 — для заряда конденсатора 7 той же ячейки от батареи .

Устройство позволяет сформировать импульсы тока при разряде AS через линейный дроссель 11 на один или два конденсатора 7 либо при многократном перезаряде конденсатора от 20

AS. В последнем случае длительность импульса разрядного тока AS существенно возрастает.

Таким образом, устройство для заряда AS обеспечивает его работу,- 2 когда напряжение источника питания меньше зарядного напряжения АБ, имеет высокий КПД, так как заряд конденсаторов производится резонансным способом, формирует асимметричный зарядный ток АБ, полностью-утилизирует энергию разрядных импульсов АВ, а также допускает регулирование величин разрядных и зарядных токов в широком диапазоне.

Формула из обретения

Устройство для заряда аккумуляторной батареи, содержащее источник постоянного тока, две выходные клеммы для соединения с заряжаемой аккумуляторной батареей, два линейных дросселя, конденсатор, тиристоры в цепи заряда аккумуляторной батареи, причем катоды двух тиристоров соединены с отрицательной клеммой источника, а их аноды — с обкладками конденсатора, и блок контроля напряжения и управления тиристорами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения удельных энергетических показателей при заряде аккумуляторной батареи от источника постоянного тока, напряжение которого меньше напряжения аккумуляторной батареи, обмотки линейных дросселей снабжены отводами от части витков, при этом отвод обмотки одного линейного дросселя соецинен с п:ложительной клеммой источника, а другие выводы этой обмотки с анодами двух других тиристоров, катоды которых соединены соответственно с обкладками конденсатора, отвод обмотки другого линейног дросселя соединен с анодом одного тиристора вентильной ячейки, образованной третьей парой включенных последовательно и согласно тиристоров, катод другого тиристора вентильной ячейки соединен с одним выводом обмотки этого линейного дросселя, а другой ее вывод соединен с положительной выходной клеммой устройства, при этом точка соединения тиристоров вентильной ячейки подключена к одной обкладке упомянутого конденсатора, другая обкладка которого подключена к отрицательной выходной клемме устройства, связанной с одним выводом обмотки другого линейного дросселя через дополнительный тиристор, подключенный катодом к катоду другого тиристора вентильной ячейки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР .

Р 269263, кл. Н 02 Т 7/34, 1970.

2. Чиженко И.М. и др. Основы преобразовательной техники. М., Высшая школа, 1974, с. 336, рис. 11.4.

3. Авторское свидетельство СССР

У 431588, кл. Н 01 М 10/44, 1974 (прототип) 743114

Составитель И. Найдина

Редактор Е. Кравцова Техред И.Асталош Корректор М, Шароши

Заказ 3479/47 Тирах 783 Подписи ое

ЦИНИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ухгород, ул. Проектная, 4