устройство для заряда аккумулятора

Формула изобретения

Устройство для заряда аккумулятора, содержащее включенный между источником энергии и выводами для подключения аккумулятора регулятор, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления, выводы питания которого подключены к стабилитрону, соединенному с токоограничительным резистором, отличающееся тем, что стабилитрон и токоограничительный резистор подключены к источнику энергии, а точка их соединения к базе введенного транзистора, коллектор и эмиттер которого через резисторы подключены между выводами для подключения аккумулятора, между коллектором и базой включен конденсатор, а коллектор соединен с входом блока управления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике и используется в основном для заряда аккумулятора.

Известно устройство для заряда аккумулятора [1] содержащее включенный между источником энергии и заряжаемым аккумулятором регулятор, в качестве которого использован тиристорный выпрямитель, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления, имеющего биметаллические реле с двумя нагревательными элементами, первый из которых включен в цепь тока заряда, а второй в цепь, чувствительную к напряжению на аккумуляторе. Устройство обеспечивает заряд аккумулятора на первой стадии импульсами тока, длительность которых определяется величиной тока в импульсе и инерционностью теплового реле, а пауза инерционностью теплового реле. Затем заряд протекает непрерывно до тех пор, пока напряжение на аккумуляторе не достигнет заданного. При этом вступает в действие цепь, чувствительная к напряжению и устройство вновь переходит в импульсный режим, предохраняя аккумулятор от перезаряда.

Недостатком известного устройства является формирование сигналов управления инерционным тепловым реле, что вынуждает увеличивать установленную мощность регулятора (тиристоров, трансформатора), который должен выдерживать многократные перегрузки в течение времени срабатывания теплового реле при подключении неисправного аккумулятора, коротком замыкании выхода и в других нестационарных режимах.

Наиболее близким по существенным признакам к заявляемому является устройство для заряда аккумулятора [2] содержащее включенный между источником энергии и заряжаемым аккумулятором регулятор, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления, который получает питание от стабилитрона подключенного через первый резистор к заряжаемому аккумулятору, а через второй резистор и кнопочный выключатель к источнику энергии.

Устройство обеспечивает заряд аккумулятора стабилизированным током и ограничивает зарядное напряжение. Для работы устройства необходимо подключение к нему аккумулятора с напряжением не менее половины номинального, так как блок управления получает питание от заряжаемого аккумулятора. Наличие кнопочного выключателя, позволяющего запитать блок управления через второй резистор непосредственно от источника энергии, позволяет производить проверку работоспособности устройства при подключении к нему активной нагрузки, не имеющей собственной ЭДС, например, лампы накаливания.

Недостатками известного устройства являются ограниченные функциональные возможности и недостаточная эксплуатационная надежность. Работа устройства на активную нагрузку возможна только при нажатой кнопке, а нажатием кнопки можно перегрузить регулятор и вывести его из строя, пытаясь, например, включить устройство при коротком замыкании в нагрузке или при подключении аккумулятора в противоположной полярности.

Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что в устройстве для заряда аккумулятора, содержащем включенный между источником энергии и выводами для подключения аккумулятора регулятор, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления, выводы питания которого подключены к стабилизатору, соединенному с токоограничительным резистором, согласно заявке, указанные стабилитрон и токоограничительный резистор подключены к источнику энергии, а точка их соединения подключена к базе введенного транзистора, коллектор и эмиттер которого через резисторы подключены между выводами для подключения аккумулятора, между коллектором и базой включен конденсатор, а коллектор соединен с входом блока управления.

Изменением связей известных элементов и введением новых элементов, соединенных указанным способом, достигается расширение функциональных возможностей устройства и увеличение эксплуатационной надежности. Кроме основного назначения заряда аккумуляторов, устройство можно использовать для питания нагрузок, не имеющих собственной ЭДС, например, ламп накаливания. При этом регулятор устройства не включается, если подключенный аккумулятор имеет напряжение ниже заданного, если на выходе короткое замыкание или сопротивление нагрузки менее заданного, если аккумулятор подключен в противоположной полярности.

Предлагаемое устройство для заряда аккумулятора содержит (см. чертеж) включенный между источником энергии и выводами для подключения аккумулятора регулятор 1, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления 2, выводы питания которого подключены к стабилитрону 3, соединенному с токоограничительным резистором 4, в котором согласно изобретению указанные стабилитрон 3 и токоограничительный резистор 4 подключены к источнику энергии, а точка их соединения подключена к базе введенного транзистора 5, коллектор и эмиттер которого через резисторы 6 и 7 подключены между выводами для подключения аккумулятора, между коллектором и базой включен конденсатор 8, а коллектор соединен с входом блока управления 2.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. При подключении устройства к источнику энергии блок управления 2 получает питание от стабилитрона 3 через резистор 4. Одновременно от стабилитрона 3 через резистор 6 начинает заряжаться конденсатор 8. Дальнейшая работы устройства зависит от состояния выхода устройства. Рассмотрим следующие варианты.

К выходу устройства подключен аккумулятор в правильной полярности и имеющий соответствующее напряжение. В этом случае, под действием напряжения аккумулятора, открывается транзистор 5 по цепи аккумулятор стабилитрон 3-база-эмиттер транзистора 5-резистор 7-аккумулятор. Отпирание транзистора ограничивает напряжение на конденсаторе на уровне, недостаточном для инициации входа блока управления 2 м последний вырабатывает сигнал, управляющий регулятором 1 таким образом, чтобы обеспечить заданный режим заряда аккумулятора.

Если подключенный аккумулятор не развивает напряжение, достаточное для отпирания транзистора 5, или аккумулятор подключен в противоположной полярности, то напряжение на входе блока управления 2 нарастает, и через некоторое время блок управления 2 запирает регулятор 1, отключая аккумулятор от источника энергии. Время действия возникающей при этом однократной перегрузки регулятора 1 зависит от постоянной времени цепи резистор 6 - конденсатор 8 и от порогового напряжения входа блока управления 2. Выбором указанных параметров обеспечивают безопасное для регулятора время действия однократной перегрузки. Если, например, регулятор выполнен на тиристорах, время действия перегрузки ограничивают двумя-тремя полупериодами напряжения питающей сети (20-30 мс при частоте сети 50 Гц).

Аналогично устройство работает в том случае, если к выходу подключена нагрузка с сопротивлением меньше номинального, в частном случае короткое замыкание выхода. При этом напряжение, развиваемое на выходе устройства не достигает напряжения стабилитрона 3, транзистор 5 остается закрытым, и через время, определяемое указанным выше параметрами схемы, блок управления 2 запирает регулятор 1.

В том случае, если сопротивление нагрузки, подключенной к выходу устройства достаточно большое, чтобы напряжение достигало напряжения стабилитрона 3, транзистор 5 открывается и ограничивает напряжение на конденсаторе 8 на уровне, недостаточном для срабатывания блока управления 2 по входу, т.е. устройство обеспечивает питание нагрузки, не имеющей собственной ЭДС.

Таким образом, по сравнению с прототипом, устройство обеспечивает расширенные функциональные возможности (питание нагрузки, на имеющей собственной ЭДС) и повышенную эксплуатационную надежность (время действия перегрузок в аварийных режимах ограничено, перегрузка однократная). Кроме того, упрощается процесс эксплуатации (исключен орган управления кнопочный выключатель).