Система автоматического контроля и заряда аккумуляторных батарей

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для контроля и заряда неограниченного количества типов аккумуляторных батарей, применяемых в переносных, подвижных, стационарных средствах связи и в других областях применения.

Технический результат: расширение функциональных возможностей зарядного устройства путем заряда-разряда сильно разряженных батарей с обеспечением контроля разряда аккумуляторной батареи по напряжению и ее заряда по напряжению и времени за счет введения следящего стабилизатора напряжения и двухтактного усилителя мощности, увеличения срока действия аккумуляторной батареи за счет возможности ее восстановления.

Это достигается тем, что система автоматического контроля и заряда аккумуляторных батарей, содержащая блок питания, зарядно-разрядный блок аккумуляторной батареи, систему управления зарядом и разрядом аккумуляторной батареи, схему управления режимом работы, узел принятия решения имеет зарядно-разрядный блок аккумуляторной батареи с введенными следящим стабилизатором напряжения, измерительным и опорным резисторами двухтактным усилителем мощности, соединенным с дифференциальным усилителем и с цифровым аналоговым преобразователем через измерительный и опорный резисторы с одной стороны, а с другой с аккумуляторной батареей, при этом следящий стабилизатор напряжения подключен к нормирующему усилителю, присоединенному к блоку компараторов аварийного состояния, а блок сохранения режимов при пропадании питания соединен с центральным процессором.

При этом, система автоматического контроля и заряда аккумуляторных батарей имеет систему управления зарядом-разрядом аккумуляторной батареи, выполненную в виде блока контроля и управления, подключенного к центральному процессору, соединенного с блоком выбора режима работы, блоком памяти программ, блоком параметров аккумуляторной батареи.

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использовано для контроля и заряда неограниченного количества типов аккумуляторных батарей, применяемых в переносных, подвижных, стационарных средствах связи и в других областях применения.

Известным является автоматическое зарядное устройство для заряда аккумуляторных батарей, состоящее из цепи формирования опорного напряжения и реального напряжения на аккумуляторной батарее в процессе заряда и чувствительного элемента, управляющего компаратором, который прерывает цепь заряда, когда напряжение аккумуляторной батареи достигает величины опорного напряжения.(Заявка Франции 2009437 кл. H02I 7/02 1970)

Наиболее известной является система автоматического контроля и заряда аккумуляторной батареи, включающая контрольный шунт, источник постоянного тока, блок коммутации, устройство контроля емкости батареи и формирователь опорного напряжения, при этом преобразователь напряжение-частота, счетчик-делитель и счетчик-дешифратор последовательно соединены и подсоединены между контрольным шунтом и устройством сравнения. (Патент России 2061963, МПК G01R 31/36)

К недостаткам данных устройств относится то, что они не могут быть использованы для заряда-разряда сильно разряженных батарей. При заряде-разряде аккумуляторных батарей данными устройствами необходимо проводить ручную коммутацию.

Технический результат: расширение функциональных возможностей зарядного устройства путем заряда-разряда сильно разряженных батарей с обеспечением контроля разряда аккумуляторной батареи по напряжению и ее заряда по напряжению и времени за счет введения следящего стабилизатора напряжения и двухтактного усилителя мощности, увеличения срока действия аккумуляторной батареи за счет возможности ее восстановления.

Это достигается тем, что система автоматического контроля и заряда аккумуляторных батарей, содержащая блок питания, зарядно-разрядный блок аккумуляторной батареи, систему управления зарядом и разрядом аккумуляторной батареи, схему управления режимом работы, узел принятия решения имеет зарядно-разрядный блок аккумуляторной батареи с введенными следящим стабилизатором напряжения, измерительным и опорным резисторами двухтактным усилителем мощности, соединенным с дифференциальным усилителем и с цифровым аналоговым преобразователем через измерительный и опорный резисторы с одной стороны, а с другой с аккумуляторной батареей, при этом следящий стабилизатор напряжения подключен к нормирующему усилителю, присоединенному к блоку компараторов аварийного состояния, а блок сохранения режимов при пропадании питания соединен с центральным процессором.

При этом, система автоматического контроля и заряда аккумуляторных батарей имеет систему управления зарядом-разрядом аккумуляторной батареи, выполненную в виде блока контроля и управления, подключенного к центральному процессору, соединенного с блоком выбора режима работы, блоком памяти программ, блоком параметров аккумуляторной батареи.

В отличие от прототипа введение двухтактного усилителя мощности позволило заряжать и разряжать аккумуляторные батареи без ручной коммутации, а введение опорного и измерительного резисторов привело к возможности изменения направления тока в аккумуляторной батареи без дополнительной коммутации.

На фигуре 1 представлена схема системы автоматического контроля и заряда аккумуляторных батарей.

Система автоматического контроля и заряда аккумуляторных батарей состоит из системы управления 26, включающей блок контроля и управления 15, соединенный с центральным процессором 14 с одной стороны, а с другой стороны по 4-м каналам с узлом принятия решений 22, блоком зарядно-разрядным 23. Аккумуляторная батарея 8 связана с зарядно-разрядным блоком 23, включающим двухтактный усилитель мощности 5 и дифференциальный усилитель 4, соединенный с введенным следящим стабилизатором напряжения 6 и с другой стороны с нормирующим усилителем 9 узла принятия решения 22, соединенным с блоком компараторов аварийного состояния 11 и компаратором контроля напряжения разряда-заряда 12, соединенным через цифро-аналоговый преобразователь 10 с центральным процессором 14. Центральный процессор 14 подключен к цифроаналоговому преобразователю установки тока 3 через блок 21 управления режимом работы, к блоку памяти программ 19, блоку памяти параметров аккумуляторной батареи 20, дешифратору 16, присоединенному к цифровому и световому табло 17, а также к устройству звуковой сигнализации 13. Блок 7 сохранения режимов при пропадании питания подключен к центральному процессору 14. Преобразователь 1 подсоединен к блоку питания 2. Двухтактный усилитель мощности 5 соединен с цифроаналоговым преобразователем 3 через опорный резистор 24 и измерительный резистор 25.

Автоматическая система заряда и разряда батарей работает следующим образом.

Аккумуляторную батарею 8 подключают к системе с помощью адаптеров или кабелей, входящих в комплект поставки. С помощью блока выбора режимов работы 18 устанавливают тип батареи и режим заряда номинальным, средним током или режим быстрого заряда, током равным емкости батареи и производят пуск системы.

Начинает работать центральный процессор 14 и двухтактный усилитель мощности 5 переводится в режим разряда стабильным током путем подключения блока 21 управления заданным режимом работы через цифроаналоговый преобразователь 3 установки тока.

При этом, стабильный ток через опорный и измерительный резисторы поступает в аккумуляторную батарею 8. Начинает работать нормирующий усилитель 9 и компаратор контроля напряжения разряда-заряда 12. Все данные о напряжении разряда и заряда аккумуляторной батареи передаются в блок контроля и управления 15.

Центральный процессор 14 осуществляет слежение за падающим напряжением на аккумуляторной батарее 8 и через дешифратор 16 выводит текущее время разряда батареи на цифровое световое табло 17. По конечному времени разряда аккумуляторной батареи определяют остаточную емкость батареи. При предварительном полном заряде батареи определяют емкость аккумуляторной батареи с учетом потери номинальной емкости в процессе эксплуатации.

При достижении напряжения окончания разряда на аккумуляторной батарее 8 центральный процессор 14 устанавливает режим заряда аккумуляторной батареи 8 стабильным током, подключая цифроаналоговый преобразователь 3 установки тока и блок управления заданным режимом работы 21.

1. Система автоматического контроля и заряда аккумуляторных батарей, содержащая блок питания, зарядно-разрядный блок аккумуляторной батареи, систему управления зарядом и разрядом аккумуляторной батареи, схему управления режимом работы, узел принятия решения, отличающаяся тем, что в зарядно-разрядный блок аккумуляторной батареи введены следящий стабилизатор напряжения, измерительный и опорный резисторы, двухтактный усилитель мощности, соединенный с дифференциальным усилителем и с цифровым аналоговым преобразователем через измерительный и опорный резисторы с одной стороны, а с другой с аккумуляторной батареей, при этом следящий стабилизатор напряжения подключен к нормирующему усилителю, присоединенному к блоку компараторов аварийного состояния, а блок сохранения режимов при попадании питания соединен с центральным процессором.

2. Система автоматического контроля и заряда аккумуляторных батарей по п.1, отличающаяся тем, что система управления зарядом-разрядом аккумуляторной батареи выполнена в виде блока контроля и управления, подключенного к центральному процессору, соединенного с блоком выбора режима работы, блоком памяти программ, блоком параметров аккумуляторной батареи.