RU1791899C - Устройство дл зар да и разр да аккумул торной батареи - Google Patents

Abstract

Использование: в автономных системах электроснабжени , содержащих источники ограниченной мощности и аккумул торные батареи (АБ). Сущность изобретени : устройство содержит соединенные по схеме моста первый и второй блоки управл емых ключей и первый и второй блоки диодов. Третий блок диодов включен в одну диагональ моста, во вторую диагональ которого включен источник ограниченной мощности. Первый и второй блоки управл емых ключей включены параллельно друг другу в первое смежное плечо моста, во второе плечо которого включен переключатель. Устройство работает в трех режимах: источник питает нагрузку и зар жает батарею; нагрузка питаетс  от АБ; нагрузка питаетс  только от источника ограниченной мощности. 1 ил. ел

Description

Изобретение относитс  к области автономных систем электроснабжени , содержащих источники ограниченной мощности и аккумул торные батареи (АБ), и может быть использовано при разработке зар дно-раз- р дных устройств.

Известно зар дно-разр дное устройство , содержащее аккумул торную батарею, источник ограниченной мощности, управл емые ключи, коммутирующие диоды и дроссели фильтра.

Недостатком устройства  вл ютс  большие пульсации напр жени  на выходе источника ограниченной мощности.

Известно также устройство дл  зар да и разр да АБ, которое подключено к соединенным параллельно источнику ограниченной мощности и нагрузке и содержит два блока управл емых ключей, два блока коммутирующих диодов, дроссели фильтра и блок управлени .

Недостаток устройства - низка  эксплуатационна  надежность, так как отказ любого элемента зар дной или разр дной частей приводит к отказу всего устройства в целом.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  зар да и разр да аккумул торной батареи автономной системы электроснабжени  с источником ограниченной мощности, содержащее соединенные в схему моста первый и второй блоки управл емых ключей и первый и второй блоки диодов , блок управлени , выходы которого соединены с входами первого и второго блоVJ

О

S

ю

ков управл емых ключей, переключатель, дроссель, датчик тока и датчик напр жени , выходы которых соединены с входами соответственно переключател  и блока управлени .

Недостатком этого устройства  вл етс  наличие в нем переключател  с двум  замыкающими и двум  размыкающими контактами. При этом в режиме зар да АБ используютс  два последовательно включенных размыка ЮЩйХ ко нтакта, а в режиме разр да АБ-два последовательно включенных замыкающих контакта, т.е. в каждом режиме включены два контакта и соединены они в цепи то а последовательно. Это приводит к снижению надежности устройства .

Цель изобретени  - повышение надежности путем упрощени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  зар да и разр да АБ дополнительно снабжено третьим и четвертым блоками диодов, причем третий блок диодов включен в одну диагональ моста, во вторую диагональ которого подключен источник ограниченной мощности, последова- тельно соединенный с включенным в обратном направлении четвертым блоком диодов, первый и второй блоки управл емых ключей включены параллельно друг другу в первое смежное плечо моста, во второе плечо которого включен первый контакт переключател , между первым смежным плечом моста и первым блоком диодов включен датчик тока, а первый и второй блоки диодов соединены между собой разными электродами, причем между общими точками соединени  второго блока диодов с одной стороны с первым блоком диодов и с другой стороны с первым контактом переключател  включены последовательно соединенные дроссель и аккумул тор батаре , а четвертый блок диодов зашунтирован вторым контактом переключател .

На чертеже представлена схема предложенного устройства дл  зар да аккумул торной батареи.

Устройство дл  зар да и разр да аккумул торной батареи 1 автономной системы электроснабжени  с источником 2 ограниченной мощности содержит соединенные в схему моста первый 3 и второй 4 блоки управл емых ключей и первый 5 и второй 6 блоки диодов, блок 7 управлени , выполненный в виде широтно-импульсных модул торов 8,9 и ключей 10 и 11, переключатель 12 с первым контактом 13, дроссель 14, датчик 15, датчик 16 напр жени , нагрузку 17, конденсатор 18. Дополнительно устройство снабжено третьим 19 и четвертым 20 блоками диодов,- причем третий 19 блок диода включен в одну диагональ моста, во вторую диагональ которого включен источник 2 ограниченной мощности, последовательно соединенный с включенным в обратном направлении четвертым 20 блоком диодов. Параллельно источнику 2 ограниченной мощности включены нагрузка 17 и датчик 16 напр жени . Первый 3 и второй 4 блоки

0 управл емых ключей включены параллельно друг другу в первое смежное плечо моста, во второе плечо которого включен первый контакт 13 переключател  12. Между первым смежным плечом моста и первым 5 бло5 ком диодов включен датчик 15 тока, выход которого соединен с входом переключател  12, Первый 5 и второй 6 блоки диодов соединены между собой разными электродами, причем между общими точками соединени 

0 второго 6 блока диодов с одной стороны с первым 5 блоком диодов и с другой стороны с первым контактом 13 переключател  12 включены последовательно соединенные дроссели 14 и аккумул торна  батаре  1.

5 Выход датчика 16 напр жени  соединен с входами блока 7 управлени , выходы которого в свою очередь подключены к цеп м управлени  первого 3 и второго 4 блоков управл емых ключей. Четвертый 20 блок уп0 равлени  зашунтирован вторым контактом 21 переключател  12.

Устройство в зависимости от величины текущей мощности нагрузки и степени зар женное™ аккумул торной батареи может

5 работать в следующих режимах.

Мощность нагрузки меньше номинальной мощности источника, при этом избыток мощности источника поступает в АБ (режим А);

0Мощность нагрузки больше номинальной мощности источника, при этом недостающа  мощность обеспечиваетс  аккумул торной батареей (режим Б);

Мощность нагрузки равна номинальной

5 мощности источника, нагрузка при этом получает питание только от источника (режим Б).

Устройство работает следующим образом .

0 В режиме А по сигналу в блок 7 управлени , например, на ключ 10 подаетс  сигнал с выхода датчика 16 напр жени  в широтно-импульсный модул тор, который формирует сигналы управлени  дл  первого

5 3 блока управл емых ключей. При этом датчик 15 тока не запитан, первый контакт 13 переключател  12 разомкнут, а его второй контакт 21 замкнут. При замкнутом состо нии ключей блока 3 создаетс  цепь тока: положительна  шина системы электроснабжени , замкнутый контакт 21, ключи блока 3, третий 19 блок диодов, дроссель 14, аккумул торна  батаре  1, отрицательна  шина системы. Дроссель 14 накапливает энергию . В момент размыкани  ключей блока 3 модул тором 8 накопленна  в дросселе 14 энерги  поступает в АБ 1 через второй блок 6 диодов. Очередное открытие ключей блока 3 приводит к повторению рассмотренных процессов,

В режиме Б происходит разр д аккумул торной батареи 1 за счет работы второго блока управл емых ключей. Когда при разр де АБ 1 ток начинает протекать через датчик 15 тока, срабатывает переключатель 12, замыка  свой первый контакт 13 и размыка  второй контакт 21. При замкнутом состо нии ключей блока 4 создаетс  цепь тока: плюс АБ 1, дроссель 14, первый 5 блок диодов, датчик 15, второй 4 блок управл в- мых ключей, замкнутый контакт 13, минус АБ 1. Дроссель 14 накапливает энергию. В момент размыкани  ключей блока 4 модул тором 9 накопленна  в дросселе 14 энерги  и энерги  от АБ 1 поступает в нагрузку 17. Ток при этом протекает по цепи: плюс АБ 1, дроссель 14, первый 5 блок диодов, датчик Штока, четвертый 20 блок диодов, нагрузка 17, минус АБ 1. Очередное открытие транзисторов 4 вновь приводит к накоплению энергии в дросселе 14 и т.д. Управление вторым 4 блоком управл емых ключей осуществл етс  блоком 7 управлени  по сигналам датчика 16 напр жени .

В режиме В ключи 10, 11 и ключи 3 и 4 посто нно разомкнуты и питание нагрузки 17 осуществл етс  непосредственно только от источника 2 ограниченной мощности.

Так как первый 3 и второй 4 блоки управл емых ключей соединены параллельно, работать они могут поочередно либо одновременно . В случае поочередной работы при выходе одного из блоков из стро  второй блок может его заменить. При этом измен етс  соответствующим образом работа блока 7 управлени .

Таким образом, из рассмотренного выше пор дка работы предлагаемого устройства видно, что в нем дл  протекани  тока используетс  лишь один контакт переклю- чател  как в режиме разр да, так и в режиме зар да АБ.

В предлагаемом устройстве при зар де АБ используетс  структура преобразовател  понижающего типа, а при разр де АБ - структура преобразовател  повышающего типа. Однако, очевидно, что легко реализовать дл  зар да АБ структуру преобразовател  повышающего типа, а при разр де АБ - понижающего типа. Дл  этого дроссель подключаетс  непосредственно к шине источника ограниченной мощности и соответствующим образом измен етс  подключение электродов блоков диодов и управл емых ключей при сохранении в представленном выше виде структуры моста . - -.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  зар да и разр да аккумул торной батареи автономной системы электроснабжени  с источником ограниченной мощности, содержащее соединенные в схему моста первый и второй блоки управл емых ключей и первый и второй блоки диодов, блок управлени , выходы которого соединены с входами первого и второго блоков управл емых ключей, переключатель, дроссель, датчик тока и датчик напр жени , выходы которых соединены с входами соответственно переключател  и блока управлени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности путем упрощени , оно дополнительно снабжено третьим и четвертым блоками диодов, причем третий блок диодов включен в одну диагональ моста , в другую диагональ которого подключен источник ограниченной мощности, последовательно соединенный с включенным в обратном направлении четвертым блоком диодов, первый и второй блоки управл емых ключей включены параллельно друг другу в первое смежное плечо моста, во второе плечо которого включен первый контакт переключател , между первым смежным плечом моста и первым блоком диодов включен датчик тока, а первый и второй блоки диодов соединены между собой разными электродами, причем между точкой их соединени  и первым контактом переключател  включены последовательно соединенные дроссель и аккумул торна  батаре , а четвертый блок диодов зашунтирован вторым контактом переключател .