УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ САМОРАЗРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
ACCUMULATOR SELF-DISCHARGE COMPENSATION DEVICE

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в устройствах для подзаряда аккумуляторных батарей, находящихся на хранении, с целью компенсации их саморазряда.
Известно устройство для компенсации саморазряда аккумуляторных батарей (Патент РФ №2555323 C1 H02J 7/18 от 10.07.2015 Бюл. №19), содержащее фотоэлемент в качестве источника тока, диод защиты от инверсного включения аккумуляторной батареи, последовательно соединенные дроссель и диод, включенные между плюсовым выводом фотоэлемента и анодом диода защиты, накопительный элемент, включенный между анодом диода защиты и минусовой шиной, коммутирующий транзистор, включенный между средней точкой соединения дросселя и диода и минусовой шиной, к базе которого подключены выходы задающего генератора и порогового устройства, вход которого подключен параллельно накопительному элементу.
Недостатком данного устройства является узкий диапазон освещенности работы устройства, что снижает его применяемость.
Известно также устройство для компенсации саморазряда аккумуляторных батарей (Патент РФ №2604204 C1 H02J 7/18 от 10.12.2016 Бюл. №34), отличающееся от представленного выше наличием схемы защиты от коротких замыканий и имеющее аналогичный недостаток.
Технический результат направлен на расширение диапазона освещенности работы устройства и его применяемости.
Технический результат достигается тем, что в устройство для компенсации саморазряда аккумуляторных батарей, содержащее фотоэлемент в качестве источника тока, диод защиты от инверсного включения аккумуляторной батареи, последовательно соединенные дроссель и диод, включенные между плюсовым выводом фотоэлемента и анодом диода защиты, накопительный элемент, включенный между анодом диода защиты и минусовой шиной, коммутирующий транзистор, включенный между средней точкой соединения дросселя и диода и минусовой шиной, к базе которого подключены выходы задающего генератора и порогового устройства, вход которого подключен параллельно накопительному элементу, дополнительно введены второй фотоэлемент, ключевой транзистор, управляющий транзистор, стабилитрон, реле и резистор; причем обмотка реле и коллекторная цепь ключевого транзистора соединены последовательно и включены между положительной и отрицательными шинами устройства, а база ключевого транзистора подключена между средней точкой последовательно соединенных резистора и управляющего транзистора, стабилитрон включен между базой управляющего транзистора и фотоэлементом, соединенным с минусовой шиной, а контакты реле соединены с выводами фотоэлементов.
Отличительными признаками является то, что в схему устройства для компенсации саморазряда аккумуляторных батарей, содержащую фотоэлемент в качестве источника тока, диод защиты от инверсного включения аккумуляторной батареи, последовательно соединенные дроссель и диод, накопительный элемент, коммутирующий транзистор, задающий генератор и пороговое устройство дополнительно введены второй фотоэлемент, ключевой транзистор, управляющий транзистор, стабилитрон, реле и резистор.
Введение указанных элементов расширяет диапазон освещенности работы устройства и его применяемость, так как второй фотоэлемент в зависимости от освещенности включается параллельно или последовательно с первым фотоэлементом. В последнем случае при низкой освещенности увеличивается суммарная ЭДС фотоэлементов.
На чертеже представлена схема устройства для компенсации саморазряда аккумуляторных батарей.
Устройство содержит фотоэлементы 1 в качестве источника тока, диод 2 защиты от инверсного включения аккумуляторной батареи. Между плюсовым выводом фотоэлемента 1 и анодом диода 2 защиты включены последовательно соединенные дроссель 3 и диод 4, а между анодом диода 2 и минусовой шиной 5 устройства включен накопительный элемент 6. Между средней точкой соединения дросселя 3 и диода 4 и минусовой шиной 5 включен коммутирующий транзистор 7, к базе которого подключены выходы задающего генератора 8 и порогового устройства 9, состоящего из резистора 10, потенциометра 11, стабилитрона 12, диода 13, резистора 14, транзистора 15. Причем на входе порогового устройства 9 включен регулируемый делитель напряжения из резистора 10 и потенциометра 11, подключенный параллельно накопительному элементу 6. Между средней точкой соединения резистора 10 и потенциометра 11 и минусовой шиной 5 включены последовательно соединенные стабилитрон 12, диод 13 и резистор 14, подключенный параллельно переходу база-эмиттер транзистора 15. Выход порогового устройства 9 через коллектор транзистора 15 подключен к базе коммутирующего транзистора 7. Резистор 16 задает смещение на базе коммутирующего транзистора 7. Между положительной и отрицательными шинами устройства включены последовательно соединенные обмотка реле 19 и коллекторная цепь ключевого транзистора 20, а база ключевого транзистора 20 подключена между средней точкой последовательно соединенных управляющего транзистора 21 и резистора 23, стабилитрон 22 включен между базой управляющего транзистора 21 и фотоэлементом 1, соединенным с минусовой шиной, а контакты реле 19 соединены с выводами фотоэлементов 1.
Аккумуляторная батарея 17 подключается к устройству между плюсовой клеммой 18 и минусовой шиной 5.
Устройство работает следующим образом. Фотоэлементы 1 вырабатывают напряжение, и при достаточной освещенности под действием ЭДС фотоэлемента 1, соединенного с минусовой шиной, пробивается стабилитрон 22 и открывается управляющий транзистор 21, а ключевой транзистор 20 закрывается и ток через обмотку реле 19 не протекает. Контакты реле 19 остаются в исходном состоянии и фотоэлементы 1 включаются параллельно. При низкой освещенности ЭДС фотоэлемента 1, соединенного с минусовой шиной, уменьшается стабилитрон 22 и управляющий транзистор 21 закрываются, а ключевой транзистор 20 открывается и через обмотку реле 19 протекает ток. Контакты реле 19 переключаются и фотоэлементы 1 включаются последовательно, увеличивая ЭДС на выходе устройства. ЭДС фотоэлементов 1 при открытом состоянии коммутирующего транзистора 7, вызывает ток через дроссель 3. Коммутирующий транзистор 7 периодически открывается и закрывается под действием управляющих импульсов задающего генератора 8. В момент закрытия коммутирующего транзистора 7 на дросселе 3 наводится ЭДС, по величине значительно большая напряжения фотоэлементов 1. Под действием ЭДС дросселя 3 заряжается накопительный элемент 6 через диод 4. Диод 4 исключает разряд накопительного элемента 6 через фотоэлемент 1. В качестве накопительного элемента используются конденсаторы большой емкости или ионисторы. Величина напряжения заряда накопительного элемента выставляется с помощью потенциометра 11 порогового устройства 9. Как только напряжение на накопительном элементе 6 достигнет требуемой величины, стабилитрон 12 пробивается, транзистор 15 открывается, а коммутирующий транзистор 7 закрывается и заряд накопительного элемента 6 прекращается. Диод 2 защищает схему устройства от инверсного включения аккумуляторной батареи. Диод 13 имеет температурный коэффициент для увеличения напряжения на накопительном элементе 6 при понижении температуры с целью лучшего заряда аккумуляторной батареи.
На заряд для компенсации саморазряда устанавливаются исправные аккумуляторные батареи в заряженном состоянии. С помощью потенциометра 11 устанавливают уровень напряжения на накопительном элементе 6, равный ЭДС заряженной батареи. Соответствующий уровень напряжения определяют по нулевым показаниям миллиамперметра, который при этом включается последовательно с батареей к выходу устройства.
Затем в процессе саморазряда батареи величина ЭДС снижается, и она начинает заряжаться от накопительного элемента 6, напряжение на нем тоже снижается, что приводит к закрытию стабилитрона 12 и транзистора 15. При этом начинает работать задающий генератор 8 и переключаться коммутирующий транзистор 7, а на дросселе 3 наводится ЭДС, что приводит к заряду накопительного элемента 6 до установленного уровня.
Таким образом, введение в устройство для компенсации саморазряда аккумуляторных батарей дополнительных элементов, а именно второго фотоэлемента, ключевого транзистора, управляющего транзистора, стабилитрона, реле и резистора позволяют обеспечить требуемое напряжение подзаряда при разной освещенности, так как при низкой освещенности фотоэлементы соединяются последовательно, увеличивая ЭДС на выходе устройства, что расширяет диапазон освещенности работы устройства и применяемость устройства.