SU1735966A1 - Система зар да - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к устройствам зар да аккумул торных батарей от фотоэлектрических генераторов в наземных услови х. Цель изобретени  - улучшение массогабаритных и энергетических характеристик устройства. Устройство содержит последовательно соединенные первую выходную клемму, датчик тока, первичный источник питани  - фотоэлектрический генератор, диод и первый силовой вывод регулирующего элемента, управл ющий вход которого подключен к выходу схемы сравнени , один вход которой соединен с выходом датчика тока, а другой с выходом источника опорного напр жени , датчик конца разр да, выход которого подключен к входу установки в нуль счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом формировател  импульсов, и вторую выходную клемму. В устройство также введены логическа  схема И, логическа  схема ИЛИ-НЕ и цепь предварительной установки , причем фотоэлектрический генератор снабжен дополнительным выводом, источник опорного напр жени  выполнен управл емым, а формирователь импульсов выполнен в виде преобразовател  напр жение-частота , вход которого соединен с выходом датчика тока, дополнительный вывод генератора подключен к второму силовому выводу регулирующего элемента, втора  клемма подключена к входу датчика конца разр да и к первому силовому выводу регулирующего элемента, выход счетчика импульсов соединен с первым входом схемы ИЛИ-НЕ, выход которой подключен к первому управл ющему входу управл емого ис- точника опорного напр жени , второй управл ющий вход которого соединен с выходом схемы И, первый вход которой подключен к инверсному выходу цепи предварительной установки, пр мой выход которой соединен с входом установки датчика конца разр да, выход которого подключен ко вторым входам схем И и ИЛИ-НЕ. При зар де аккумул торной батареи мощность , рассеиваема  на регулирующем элементе , близка к нулю, в св зи с чем его масса и габариты незначительны.2 ил. СП С vi со ел о о о

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  зар да аккумул торных батарей от фотоэлектрических генераторов, например, в полевых услови х .

Целью изобретени   вл етс  улучшение малогабаритных и энергетических характеристик устройства.

На фиг. 1 приведена функциональна  схема предлагаемой системы зар да; на

фиг. 2 - схема выполнени  цепи предварительной установки.

Система зар да состоит из последовательно соединенных первой выходной клеммы 1 датчика 2 тока; фотоэлектрического генератора (ФГ) 3; диода 4 и второй выходной клеммы 5, к которой подключены вход (вывод UD) датчика 6 конца разр да (ДКР) и первый силовой вывод регулирующего элемента 7, второй вывод которого соединен с дополнительным выводом ФГ 3, а управл ющий вход - с выходом схемы 8 сравнени , первый вход которой подключен к выходу датчика тока 2, а второй вход - к выходу управл емого источника 9 опорного напр жени  (УИОН), выход датчика 2 также соединен через преобразователь 10 напр жение - частота со счетным входом (вывод С) счетчика 11 импульсов, выход которого (вывод Q) подключен к первому входу логической схемы ИЛИ-НЕ 12, выход которой соединен с первым управл ющим входом УИОН 9, второй управл ющий вход которого подключен к выходу логической схемы И 13, первый вход которой соединен с инверсным выходом цепи 14 предварительной установки (ЦПУ), пр мой выход которой подключен к входу установки (вывод S) ДКР 6, выход которого (вывод Q) соединен с вторыми входами схем И 13 и ИЛИ-НЕ 12. Зар жаема  аккумул торна  батаре  (АБ) 15 подключаетс  к клеммам 1 и 5. В совокупности датчик 2, преобразователь 10, счетчик 11 представл ют собой измеритель количества электричества, емкость которого равна номинальной зар дной емкости зар жаемой АБ 15, т.е. это датчик конца зар да. В совокупности датчик 2, УИОН 9, схема 8 элемент представл ют собой управл емый стабилизатор тока 16 с частичным шунтированием источника первичной энергии. Электропитание узлов устройства может, например, осуществл тьс , как показано на фиг. 1 - входы одного стабилизатора 17. I напр жени  подключены непосредственно к ФГ 3, а выходы его (потенциальный обозначен U.1, а общий OU) соединены (на фиг. 1 не показано) с цеп ми питали  датчика 2, схемы 8 УИОН 9 преобразовател  10, т.е. к узлам, не имеющим элементов пам ти, а входы другого стабилизатора 17.2 напр жени  подключены к ФГЗ через диод 4, а выходы его (потенциальный обозначен U.2, а общий OU) соединены с цеп ми питани  узлов, имеющих элементы пам ти и их установки , а также слаботочных узлов - ДКР, счетчик 11, схемы 12, 13 ЦПУ 14. Такой вариант питани  обеспечивает незначительные расходы энергии АБ 15 при затенени х ФГЗ.

Схема выполнени  ЦПУ 14 состоит из одновибратора 18, вход которого подключен через управл емый механический ключ 19 к шине питани  (к потенциальной или

общей в зависимости от схемотехнического выполнени  одновибратора 18). При замыкании ключа 19 одновибратор 18 вырабатывает на своем пр мом выходе импульсный сигнал логической единицы, длительность

0 которого не менее времени, необходимого

дл  подключени  АБ 15 к клеммам 1 и 5.

Система работает следующим образом.

Перед подключением АБ 15 к клеммам

1,5 производитс  начальна  установка уст5 ройства с помощью ЦПУ 14 (замыкаетс  ключ 19), при этом на выходе ДКР 6 вырабатываетс  логическа  единица, счетчик 11 обнул етс , на выходах схем И 13, ИЛИ-НЕ 12 - логический нуль, стабилизатор 16 тока

0 обеспечивает на врем  импульса на выходе ЦПУ 14 нулевой ток в цепи передачи энергии . Затем подключаетс  АБ 15 к клеммам 1,5. С окончанием импульса на выходе ЦПУ 14 с выхода схемы И 13 на управл емый

5 вход УИОН 9 поступает сигнал логической единицы, что включает стабилизатор 16 в режим стабилизации разр дного тока. В момент окончани  режима предварительного разр да АБ 15, т.е. когда напр жение на АБ

0 15 станет соответствовать разр женному состо нию, срабатывает ДКР 6, на его выходе сигнал измен етс  с логической единицы на нуль, при этом на выходе схемы И 13 вырабатываетс  логический нуль, на выходе

5 схемы ИЛИ-НЕ 12 -единица, стабилизатор 16 переходит в режим стабилизации зар дного тока, счетчик импульсов 11 начинает регистрировать сообщаемое АБ 15 количество электричества. При сообщении АБ 15

0 номинальной емкости на выходе счетчика 11 вырабатываетс  сигнал логической единицы , на выходе схемы ИЛИ-НЕ 12 -логический нуль, стабилизатор 16 обеспечивает нулевой ток в цепи передачи энергии (ре5 жим конца зар да). Зар женна  АБ 15 отключаетс  от клемм 1 и 5, ЦПУ 14 приводитс  в исходное состо ние (ключ 19 размыкаетс ) процесс зар да окончен. Процесс регулировани  (стабилизации) тока ФГ

0 3 осуществл етс  следующим образом. Генерируемый под действием поступающего излучени  ток шунтируемой части ФГ 3 может протекать по двум ветв м - через диод 4 в батарею 15 и через последовательно

5 соединенные диод 4 и элемент 7. Так как ток фотоэлектрических преобразователей, из которых состоит ФГЗ, при любом напр жении на них ограничен по величине, то при максимальном сопротивлении элемента 7 весь генерируемый ток поступает в батарею

15 при сопротивлении элемента 7, равном статическому сопротивлению шунтируемой части ФГ 3, при текущем значении напр жени  на ней весь ток, генерируемый ей, течет через элемент 7 (дл  нагл дности принимаетс  допущение, что сопротивление диода 4 и открытом состо нии равно нулю), а при промежуточных между этими значени ми сопротивлени  элемента 7 ток соответственно перераспредел етс  между батареей 15 и элементом 7. Ток, генерируемый нешунтируемой частью Ф Г 3, равен току, отда- ваемому шунтируемой частью ФГ 3 в батарею 15, так как эта часть ФГЗ и батаре 

15составл ют последовательную цепь.

В режимах зар да и конца зар да регулирующий элемент 7, измен   свое внутреннее сопротивление, регулирует величину тока, поступающую в АБ 15, распредел   ток шунтируемой части генератора 3 между батареей 15 и элементом 7, поддержива  зар дный ток АБ 15, текущий через датчик тока 2, на заданном УИОН 9 уровне. В режиме предварительного разр да АБ 15 внутреннее сопротивление регулирующего элемента 7 таково (близкое к минимальному), что на нешунтируемую часть ФГ 3 прикладываетс  напр жение от АБ 15 и она оказываетс  в режиме пр мого смещени , что соответствует не генерации энергии, а потреблению энергии, ток АБ 15 при этом вытекающий. При изменении пол рности напр жени  на выводах датчика 2 тока (изменени  направлени  протекающего тока) при действии одного и того же дестабилизирующего фактора направление движени  регулирующего элемента 7 по выходному сигналу схемы 8 сравнени  противоположно , например, при попытке увеличени  абсолютной величины тока АБ 15 во врем  режима зар да регулирующий элемент 7 уменьшает свое внутреннее сопротивление , а во врем  разр да - увеличивает. Диод 4 предназначен дл  блокировани  разр дного тока АБ 15 через ФГ 3 при его затенении. Затенение ФГ 3 стабилизатор

16воспринимает как снижение выходной мощности (рабочего тока) ФГЗ вплоть до нул , увеличива  внутреннее сопротивление регулирующего элемента 7 до необходимой величины в режиме предварительного разр да и до максимально возможного значени  в режиме зар да или конца зар да.

Таким образом, в св зи с использованием ФГ в качестве радиатора и отсутствием

мощных силовых регулирующих транзисторов значительно улучшаютс  массогаба- ритные характеристики устройства; уменьшаютс  потери на регулирующем устройстве , что улучшает его энергетические

ха ра ктеристи ки.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Система зар да, содержаща  последовательно соединенные первую выходную клемму, датчик тока, первичный источник

   питани  - фотоэлектрический генератор, диод и первый силовой вывод регулирующего элемента, управл ющий вход которого подключен к выходу схемы сравнени , один вход которой соединен с выходом датчика

   тока, а другой - с выходом источника опорного напр жени , датчик конца разр да, выход которого подключен к входу установки в нуль счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом формировател 

   импульсов, и вторую выходную клемму, о т- личающа с  тем, что, с целью улучшени  массогабаритных и энергетических характеристик , введены логическа  схема И, логическа  схема ИЛ И-НЕ и цепь предварительной установки, причем фотоэлектрический генератор снабжен дополнительным выводом, источник опорного напр жени  выполнен управл емым, а формирователь импульсов выполнен в виде преобразовател 

   напр жение-частота, вход которого соединен с выходом датчика тока, дополнительный вывод генератора подключен к второму силовому выводу регулирующего элемента, втора  клемма подключена к входу датчика

   конца разр да и к первому силовому выводу регулирующего элемента, выход счетчика импульсов соединен с первым входом схемы ИЛИ-НЕ, выход которой подключен к первому управл ющему входу управл емого источника опорного напр жени , второй управл ющий вход которого соединен с выходом схемы И, первый вход которой подключен к инверсному выходу цепи предварительной установки, пр мой выход

   которой соединен с входом установки датчика конца разр да, выход которого подключен к вторым входам схем И и ИЛИ-НЕ.