Устройство для разряда аккумуляторных батарей

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ, состоящее из транзисторного регулирующего органа, датчика разрядного тока, подключенного к усилителю сигнала рассогласования , отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и снижения массогабаритов, peJyлиpyюu ий орган выполнен из ряда одинаковых параллельно включенных цепочек, каждая из которых состоит из силового транзистора и включенного в его коллекторную цепь гасящего резистора,, причем выход усилителя сигнала рассогласования соединен с базой каждого транзистора через отдельный операционный усилитель, который по входу , связан также с соответствующим источником опорного напряжения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) SU (1 р

3(5П Н 01 М 10 42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТКОЙ

Е

АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ОПИС

Н АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3468724/24-07 (22) 14.07. 82 (46) 23.10.83. Бюл. В 39 (72) Н. И. Дуплин, С. P., Иванов и H. Я. Пинигин (71) Рязанский радиотехнический институт (53) 621.355.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 705599, кл. Н 02 3 7/10, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

9 372601, кл. Н 02 3 7/36, 1971.

3. Карпов В.И. Полупроводниковые . компенсационные стабилизаторы напряжения и тока, М., Энергия, 1967, с. 92. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕИ, состоящее иэ . транзисторного регулирующего органа, датчика разрядного тока, подключенного к усилителю сигнала рассогласования, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и снижения массогабаритов, регулирующий

Ъ орган выполнен иэ ряда одинаковых параллельно включенных цепочек, каждая иэ которых состоит из силового тран, зистора и включенного в его коллекторную цепь гасящего резистора, причем выход усилителя сигнала рассог ласования соединен с базой каждого транзистора через отдельный операционный усилитель, который по входу,Fg связан также с соответствующим источ ником опорного напряжения.

1050014

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам . заряда и разряда аккумуляторных батарей.

Известны устройства для разряда аккумуляторных батарей, состоящие из силового трансформатора, тиристорного инвертора и схемы управления (1) .

Недостатком таких схем является необходимость приложения громоздких трансформаторов, коммутирующих ем- . костей и дросселей. Разряд аккумуляторов происходит в них импульсным то

1О ком, что не в се гда допустимо, кроме того, разряд возможен только при наличий сети, допускающей передачу в нее энергии (такой сети нет в системах электропитания .многих автономных объектов) .

Известны также устройства для разряда аккумуляторных батарей, вы. долненные на базе балластного резистора (2 .

Недостатком этих устройств является невозможность поддержания тока разряда на постоянном уровне.

Наиболее близким к изобретению ,по технической сущности является устройство, состоящее из регулирую25 щего органа, датчика тока и усилителя рассогласования, которые могут быть использованы для разряда аккумуляторных батарей постоянным током (3g .

Недостатком известных устройств при использовании их для разряда ба30 тарей постоянным током является боль35 шая мощность рассеивания на регулирующих транзисторах, особенно в начале разряда, что приводит к росту массогабаритных показателей элементов теплоохлаждения. При этом такие схеиэ-эа отсутствия резерва.

Целью изобретения является повышение надежности и снижение массогабаритов устройства.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве для разряда аккумуляторных батарей, состоящем иэ транзисторного регулирующего органа, датчика разрядного тока и усилителя сигнала рассогласования, регулирующий орган выполнен нз ряда одинаковых параллельно включенных цепочек, каждая из которых состоит иэ силового транзистора и включенного в его коллекторную цепь гасящего резистора, причем выход усилителя сигнала рассогласования соединен с базой каждого транзистора через отдельный операционный усилитель, который по входу связан также с соответствующим источником опорного напряжения.

На чертеже показана принципиальная схема устройства для разряда аккумуляторных батарей.

Устройство состоит иэ регулирующего органа 1, включающего в себя

65 мы обладают недостаточной надежностью4О силовые транзисторы 2 - 2н и гасящие резисторы 3.4 - 3> датчика 4 разрядного тока, усилителя 5 сигнала рассогласования и операционных усилителей 61 - 6 (.

Регулирующий орган 1 подключен силовыми выводами через датчик 4 тока к зажимам аккумуляторной батареи (UA>) Эмиттеры всех силовых транзисторов 2)-2 к подключены к оцному выводу регулирующего органа, а коллекторы — через соответствующие гасящие резисторы 3 -3 к другому выводу, Базы укаэанных транзисторов соединены с выходами соответствующих операционных усилителей 64 -бр.

Выход датчика 4 разрядного тока связан с одним из входов усилителя

5 рассогласования, на второй вход которого подается опорное напряжение

Цд . Выход усилителя 5 соединен с одноименными входами всех операционных усилителей б, вторые входы которых подключены к соответствующим источникам U, -Ц» напряжения уставки.

Устройство работает следующим образом.

В зависимости от выходного напряжения.операционного усилителя б;,силовой транзистор 2; может быть либо полностью открыт, либо полностью зак рыт, либо находиться в активной области работы. При этом по транзистору

2; может протекать часть разрядного тока аккумуляторной батареи, опредеОдз ляемая величинами 0 — —,: где R>, 034 активное сопротивление гасящего ре.зистсра.,3; . Максимальная величина общего разрядного тока определяется суммой токов, протекающих по транзисторам 2(-2М..

И () рад.макс дь |.

Р .

При одинаковых резисторах 3 имеем

UAS ра .макс йЗ

При отключенной аккумуляторной ба-. тарее ток разряда отсутствует, поэтому напряжение с датчика:4 тока равно нулю, а напряжение с усилителя 5 рассогласования Ц максимально.

Напряжения источников U - U разнесены между собой таким образом, что

tJ U c0><...,при этом О,,„=0; +дц

При 0 = U ùö„i О„выходнйе напряжения всех усилйтелей б положительны, а транзисторы 21-2з открыты.

Подключение аккумуляторной батареи вызывает протекание разрядного тока по датчику 4 и увеличение его выход ного напряжения (абдт . По мере увеличения Одт уменьшается выходное напряжение усилителя 5 Уу, Уменьшение Ug до величины Og сопровождается

1050014

Составитель И. Найдина

Редактор И. Николайчук Техред Т.Маточка Корректор О. Билак

Заказ 8439/51 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 снижейием выходного напряжения уси- лителя 6 и плавным переходом транзистора 2 иэ полностью открытого состояния в полностью закрытое, что вызывает,уменьшение разрядного тока на величину -P . Дальнейшее снижение выходного напряжения усилителя 5 приводит к поочередному плавному переходу из открытого в закрытое состояние транзисторов 2 1, 2 . и т.д. B установившемся режиме напря- 1О жение на выходе датчика тока отличается от опорного значения Uoq только на величину ошибки регулирования Я, при этом первая часть транзисторов 2,2, ...,2) 1 находит- 15 ся в полностью открытом состоянии, вторая часть 2,2 ),... l 2 hl — в полностью закрытом состоянии, а транзистор 2) работает в активной области. Всякое изменение разрядного 2О

1тока (например, иэ-эа изменения напряжения аккумуляторной батареи приводит. к изменению выходного напряжения усилителя 5, при этом изменяется состояние одного или несколь- ких транзисторов вплоть до того, по,ка ток разряда не установится на заданном уровне, определяемом величиной lian

Преимущества предложенного устройства перед известным состоят в следующем. В известном устройстве регулирующий орган выполнен на основе одного или нескольких параллельно соединенных транзисторов и одного гасящего резистора, при этом на тран- З5 эисторной части рассеивается мощность равная 1 А@3 (Dpg U ) р где

Uq — напряжение на гасящем резисторе.

Так как напряжение Ой принципиально не может быть выше, чем величина 4р

"д 8 „ -0„з„,„ц, где 0 кз щин — минимально йеобходимое напряжение на транзисторе, то мощность, рассеиваемая на транзисторах, получается значительной, что требует введения гро- 4 моздких теплоотводящих радиаторов.

Это приводит к увеличению массогабаритов всего устройства.

В,предложенном устройстве все, кроме одного, транзисторы находятся

3Тйбо в открытом, либо закр;= .. coc тояниях, поэтому на них практически не выделяется никакой мощности. Б активной области работает только один транзистор но так как протекаю I

1 щий по нему ток составляет -ц- часть общего разрядного тока, то и мощность потерь на ьем в М раз меньше.

Мощности, рассеиваемые на силовых элементах известного и предложенного устройства, одинаковы и равны величине 0 З ° Эре . Однако гасящие резисторы допускают больший температурный, перегрев по сравнению с транзисторами, поэтому увеличение доли потерь на резисторах за счет разгрузки силовых транзисторов приводит к снижению массогабаритных показателей предложенного устройства.

Предложенное устройство более надежно; Отказ одного и даже нескольких транзисторов не приводит к отказу всей схемы или к изменению уровня разрядного тока. Так, пробой одного транзистора, закрытого для данного режима работы, приводит к уве-. личению разрядного тока íà часть.

При этом снижается напряженяе на выходе усилителя 5, что приводит к призакрыванию или полному закрыванию другого транзистора иэ числа ранее включенных. Таким образом ток разряда поддерживается на постоянном уров-. не при пробое одного или нескольких транзисторов.

При обрыве одного или нескольких транзисторов или резисторов ток, разряда уменьшается, а сигнал рассогласования 0,- увеличивается. Это приводит к дополнительному открыванию одного или нескольких транзисторов иэ числа ранее закрытых, что обеспечивает увеличение тока до заданного уровня. Поэтому в целом надежность предложенного устройства выше, чем известного,в котором отказ одного элемента (например, пробой транзистора) приводит к выходу иэ строя всего устройства.

Таким образом, предложенная схема позволяет улучшить массогабаритные и надежностные показатели устройства разряда аккумуляторных батарей.