СИСТЕМА ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРА

Предлагаемая полезная модель относится к технике заряда аккумуляторных батарей и может быть использована для поддержания различных аккумуляторных батарей в заряженном состоянии в радиоэлектронных устройствах, источниках питания устройств автоматики, а также в автомобильной технике.
Известна система заряда аккумуляторной батареи, которая содержит источник постоянного тока, генератор импульсов, распределитель, блок коммутации, схемы управления, транзисторные ключи, источник эталонного напряжения, схему И-НЕ и ключевой элемент. Система обеспечивает импульсный заряд аккумуляторов батареи с одновременным контролем степени их заряженности. По мере заряда аккумуляторов происходит ускорение процесса заряда оставшихся аккумуляторов. Патент РФ RU 2234783 С2, H02J 7/10, 2004.08.20.
Наиболее близкой к предложенной системе является система заряда, содержащая объединенные общей шиной адресов и данных ЭВМ и М функциональных модулей, каждый из которых имеет силовой и дополнительный источники питания и объединенные собственной локальной шиной адресов и данных контроллер, аналого-цифровой преобразователь и 1-J зарядно-коммутационных блоков со стабилизаторами тока и коммутаторами для подключения зарядных ячеек и световых индикаторов. ЭВМ выполнена с возможностью контроля степени заряженности аккумуляторных батарей по напряжению релаксации на выводах коммутаторов. Патент РФ RU 2183887 С2, H02J 7/00, 2002.06.20.
Недостатком данной системы является то, что контроль степени заряженности аккумулятора производится непосредственно после прерывания процесса заряда, т.е. для контроля степени заряженности аккумулятора процесс заряда необходимо приостанавливать.
Задачей полезной модели является обеспечение контроля заряда аккумулятора, позволяющего осуществить полный заряд аккумулятора в автоматическом режиме, не останавливая процесс заряда, и исключить его перезаряд.
Поставленная задача в предлагаемой системе заряда аккумулятора, содержащей зарядное устройство, соединенное с коммутационным блоком, выводы которого служат для подключения к клеммам аккумулятора, микроконтроллер, соединенный с коммутационным блоком, решается тем, что введены генератор импульсов, который подключен к микроконтроллеру и к передающему пьезоэлектрическому преобразователю, приемный пьезоэлектрический преобразователь, соединенный с усилителем, выход которого подключен к микроконтроллеру.
На фиг.1 показана функциональная схема автоматической системы заряда аккумулятора на основе микроконтроллера с подключенным к нему аккумулятором, при помощи которой осуществляют заряд.
На фиг.2 показана блок-схема алгоритма работы микроконтроллера в автоматической системе заряда аккумулятора для первого примера конкретной реализации.
На фиг.3 показана блок-схема алгоритма работы микроконтроллера в автоматической системе заряда аккумулятора для второго примера конкретной реализации.
Система заряда аккумулятора с подсоединенным к ней аккумулятором 1 содержит подключенный к аккумулятору 1 коммутационный блок 2, который соединен с зарядным устройством 3, микроконтроллер 4, соединенный с коммутационным блоком 2 и подключенный к генератору импульсов 5, который подключен к передающему пьезоэлектрическому преобразователю 6, установленному на боковой поверхности аккумулятора 1. Система заряда аккумулятора имеет также приемный пьезоэлектрический преобразователь 7, установленный на боковой поверхности аккумулятора 1 и соединенный с усилителем 8, выход которого соединен со входом микроконтроллера 4.
Все перечисленные выше блоки могут быть выполнены по известным, опубликованным в литературе схемам и имеют не приведенные на фиг.1 источники электропитания.
Рассмотрим работу первого и второго примеров конкретной реализации системы заряда аккумулятора.
В первом примере конкретной реализации системы заряда аккумулятора после включения система переходит в режим заряда. В процессе заряда аккумулятора 1, когда коммутационный блок 2, осуществляющий прерывание зарядного тока и управляемый микроконтроллером 4, включен, стабилизированный постоянный ток протекает от зарядного устройства 3 к аккумулятору 1, при этом аккумулятор 1 заряжается. Микроконтроллер 4, осуществляющий выработку управляющего сигнала для коммутационного блока 2 и генератора импульсов 5 на основе анализа сигнала, полученного от усилителя 8, подает сигнал генератору импульсов 5. После того, как микроконтроллер 4 послал управляющий сигнал генератору импульсов 5, в микроконтроллере 4 увеличивается на единицу значение пропущенных зондирующих импульсов, и выжидается пауза. Генератор импульсов 5, в свою очередь, посылает зондирующий импульс на передающий пьезоэлектрический преобразователь 6, преобразующий электрический сигнал, полученный от генератора импульсов 5 в акустический сигнал ультразвуковой частоты. Ультразвуковой сигнал от передающего пьезоэлектрического преобразователя 6 проходит через аккумулятор 1 и принимается с помощью приемного пьезоэлектрического преобразователя 7, преобразующего акустический сигнал ультразвуковой частоты в электрический сигнал. Так как амплитуда сигнала на выходе приемного пьезоэлектрического преобразователя 7 мала, сигнал усиливается с помощью усилителя 8. Усиленный сигнал подается на микроконтроллер 4.
Если зондирующий импульс от генератора импульсов 5 достигает приемного пьезоэлектрического преобразователя 7, то в микроконтроллере 4 значению пропущенных импульсов присваивается «0», и счет начинается снова. Если зондирующий импульс от генератора импульсов 5 не достиг приемного пьезоэлектрического преобразователя 7, то значение пропущенных импульсов увеличивается на «1». Таким образом, при прохождении сигнала через электролит значение счетчика изменяется следующим образом: 0-1-0-1-0-1… При наличии пузырьков и, следовательно, отражении зондирующих импульсов значение пропущенных импульсов изменяется следующим образом: 0-1-2-3… Если значение пропущенных зондирующих импульсов достигает 20, микроконтроллер 4 отключает коммутационный блок 2, процесс заряда аккумулятора прекращается.
Таким образом, первый пример конкретной реализации системы заряда аккумулятора позволяет осуществить полный однократный заряд аккумулятора и исключить его перезаряд. Тем самым обеспечивается оптимизация режима заряда аккумулятора, при этом на заряд может быть поставлен аккумулятор с любой степенью заряженности.
Выбор количества пропущенных зондирующих импульсов производился экспериментально. При значении пропущенных зондирующих импульсов не менее 20 обеспечивается полный заряд аккумулятора и исключается его перезаряд. При значении пропущенных зондирующих импульсов менее 20 полная заряженность аккумулятора не будет достигнута.
Второй пример конкретной реализации системы заряда аккумулятора предназначен для поддержания аккумулятора в заряженном состоянии в автоматическом режиме.
Второй пример конкретной реализации системы заряда аккумулятора отличается от первого тем, что после прекращения процесса заряда аккумулятора выдерживается пауза не менее 30 минут, и процесс заряда возобновляется.
Выбор значения интервала времени, в течение которого выдерживается пауза, обусловлен тем, что менее чем за 30 минут заряженный аккумулятор не сможет полностью разрядиться.
Таким образом, второй пример конкретной реализации системы заряда аккумулятора позволяет осуществить полный заряд аккумулятора, исключить его перезаряд, а также поддерживать аккумулятор в постоянно заряженном состоянии в автоматическом режиме.
Питание составных узлов схемы от дополнительных источников исключает паразитное влияние на слаботочные цепи контроля и управления процессом заряда импульсных бросков напряжения в силовых цепях заряда аккумулятора.
Схема представляет собой гибкую, наращиваемую, перестраиваемую структуру и обеспечивает:
- включение режима заряда стабилизированным током как одного аккумулятора, так и аккумуляторной батареи;
- прекращение заряда зарядившихся аккумуляторов.
Таким образом, предложенная система заряда аккумулятора обеспечивает контроль заряда аккумулятора, позволяет осуществить полный заряд аккумулятора в автоматическом режиме, не останавливая процесс заряда, и исключить его перезаряд.