УСТРОЙСТВО ЗАРЯДНОЕ

Предполагаемая полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для зарядки аккумуляторов и проверки напряжения на аккумуляторах.
Известно устройство подзарядное ПЗУ Г43.20.020, изготавливаемое ФГУП «Производственное объединение «Новосибирский приборостроительный завода, содержащее устройство управления, два устройства обогрева и светодиодный индикатор (Подзарядное устройство ПЗУ Г43.20.020 ЭТ, схема электрическая ПЗУ Г43.20.020 ЭЗ).
Устройства такого типа производят заряд аккумуляторов без предварительного разряда их до нулевого порогового уровня заряда, что приводит к снижению технических характеристик аккумуляторов.
Наиболее близким по технической сути к заявляемому - прототипом - является устройство зарядное, содержащее два блока обогрева, вторичный источник питания, выключатель, два аккумулятора, каждый из которых соединен с вторичным источником питания через устройство управления и группу элементов, включающую блок разрядный, блок зарядный, блок индикации, при этом выключатель соединен с устройством управления, блоки обогрева соединены с вторичным источником питания (патент на полезную модель №24897 H02J пр. 04.04.2001).
Наиболее близкое техническое решение имеет следующие недостатки. Отсутствует цифровая индикация величины напряжения на аккумуляторе во время разряда/заряда аккумулятора. Вследствие этого нельзя узнать в любой момент времени степень заряженности аккумулятора. Не автоматизирован процесс разряда/заряда аккумулятора. Нет запоминания времени заряда аккумулятора и времени отсутствия напряжения питания устройства зарядного, вследствие этого, например, при внезапном отключении напряжения питания
устройства зарядного и последующем его восстановлении процесс разряда/заряда аккумулятора начинается заново.
Задача полезной модели - автоматизация разряда/заряда нескольких типов аккумуляторов, контроль величины напряжения на аккумуляторах во время разряда/заряда, определение величины напряжения на аккумуляторах, установленных для проверки уровня заряженности, обеспечение корректного продолжения процесса разряда/заряда аккумуляторов при внезапном отключении напряжения питания устройства зарядного и последующем его восстановлении.
Поставленная задача решается тем, что в устройство зарядное, содержащее вторичный источник питания с входной клеммой, блок обогрева, выключатель, одну или несколько групп элементов, каждая из которых содержит блок разрядный, блок зарядный, блок индикации, клемму для подсоединения заряжаемых аккумуляторов, соединенную с вторичным источником питания через разрядный и зарядный блоки и устройство управления, введены дополнительный вторичный источник питания, выключатель контроля напряжения, в устройства управления введены микроконтроллер, стабилизатор и резервный источник питания, в группу элементов введен выключатель выбора типа аккумулятора, при этом блок разрядный, блок зарядный, блок индикации, выключатель выбора аккумулятора и выключатель контроля напряжения соединены с микроконтроллером, блок обогрева, блок разрядный, блок зарядный соединены с дополнительным вторичным источником питания, вторичный источник питания через выключатель, дополнительный вторичный источник питания и стабилизатор соединен с микроконтроллером, резервный источник питания через выключатель соединен с микроконтроллером, блок индикации выполнен цифровым.
Вторичный источник питания формирует напряжение постоянного тока 24 В, необходимое для работы устройства зарядного. Дополнительный вторичный источник питания формирует напряжение постоянного тока 12 В для питания блока разрядного, блока зарядного, блока обогрева и стабилизатора. Из напряжения постоянного тока 12 В стабилизатор вырабатывает напряжение
постоянного тока 5 В для питания микроконтроллера. Резервный источник питания вырабатывает напряжение постоянного тока 3 В для питания микроконтроллера при внезапном отключении напряжения питания. Это обеспечивает сохранение параметров разряда/заряда аккумуляторов и позволяет проверять уровень заряженности аккумуляторов при отсутствии напряжения питания устройства зарядного.
Микроконтроллер определяет функционирование устройства управления. Он содержит программы разряда/заряда и контроля величины напряжения заряжаемых аккумуляторов или аккумуляторов, установленных для проверки уровня заряженности, предназначен для обработки сигналов управления, поступающих от выключателей контроля напряжения и выбора типа аккумулятора, для выработки сигналов управления разрядом/зарядом, для вывода семисегментного кода информации на цифровой индикатор блока индикации цифрового и выдачи восьми сигналов управления динамической индикацией блока индикации цифрового.
Блок обогрева автоматически поддерживает температуру заряжаемых аккумуляторов на заданном уровне.
На рисунке представлена структурная блок - схема предлагаемого устройства зарядного.
1-n
1-n
1-n
1-n
1-n
1-n
1-n
1-n
Устройство зарядное содержит вторичный источник питания 1, который подключается к сети через входную клемму 2, дополнительный вторичный источник питания 3, устройство управления 4 с микроконтроллером 5, стабилизатором 6 и резервным источником питания 7, блок обогрева 8, несколько групп элементов 9, каждая из которых содержит блок разрядный 10, блок зарядный 11, блок индикации цифровой 12, выключатель выбора типа аккумулятора 13, клемму для аккумулятора 14. Количество групп элементов определяется количеством клемм для аккумуляторов 14, к которым подсоединяются заряжаемые аккумуляторы. На рисунке изображены первая, вторая и последняя группы элементов. Клеммы для аккумуляторов 14
1-n
1-n
1-n
1-n
1-n
1-n
соединены через разрядный 10 и зарядный 11 блоки, микроконтроллер 5 и стабилизатор 6 устройства управления 4, дополнительный вторичный источник питания 3, выключатель 15 с вторичным источником питания 1. Блок обогрева 8, блоки разрядные 10, блоки зарядные 11 соединены с дополнительным вторичным источником питания 3. Выключатель контроля напряжения 16, выключатели выбора типа аккумулятора 13 и блоки индикации цифровые 12 соединены с микроконтроллером 5. Резервный источник питания 7 соединен через выключатель 15 с микроконтроллером 5.
1
В качестве примера работы устройства зарядного рассмотрим зарядку аккумуляторов типа НЛЦ - 0,9 или НМГЦ - 1,5, подсоединенных к клемме для аккумуляторов 14. Устройство зарядное работает следующим образам. При включении выключателя 15 происходит включение устройства зарядного. Вторичный источник питания 1, подсоединенный через входную клемму 2 к питающей сети, формирует напряжение постоянного тока 24 В, необходимое для работы устройства зарядного. Дополнительный вторичный источник питания 3 формирует напряжение постоянного тока 12 В для питания устройства управления
1-n
1-n
4, блока обогрева 8, блока разрядного 10, блока зарядного 11. Из напряжения постоянного тока 12 В стабилизатор 6 вырабатывает напряжение постоянного тока 5 В для питания микроконтроллера 5.
1
1
1
По включению выключателя выбора аккумулятора 13 производится выбор типа аккумулятора и через пять секунд автоматически начинается цикл разряда и, по окончании разряда, цикл заряда аккумулятора. Напряжение с заряжаемого аккумулятора поступает на микроконтроллер 5 устройства управления 4, где анализируется энергетическое состояние аккумулятора и формируется сигнал управления. Если напряжение заряжаемого аккумулятора находится в пределах (...1,4)В, то микроконтроллер 5 выдает сигнал управления разрядом на блок разрядный 10, при этом начинается цикл разряда аккумулятора. При разрядке аккумулятора до напряжения 1 В микроконтроллер 5 формирует сигнал управления зарядом, который поступает на блок зарядный 11 и начинается цикл
1
заряда аккумулятора. Микроконтроллер 5 прекращает формировать сигнал управления зарядом при достижении на аккумуляторе максимально допустимого значения напряжения либо по истечении времени заряда аккумулятора согласно ТУ на аккумулятор. Все режимы устройства зарядного отображаются на блоке индикации цифровом 12.
Проверка величины напряжения на аккумуляторе осуществляется включением выключателя контроля напряжения 16, независимо от наличия напряжения питания устройства зарядного.
Резервный источник питания 7 вырабатывает напряжение постоянного тока 3 В для питания микроконтроллера 5 для обеспечения сохранения параметров разряда/заряда аккумуляторов при внезапном отключении напряжения питания устройства зарядного и последующем его восстановлении и для проверки уровня заряженности аккумуляторов при отсутствии напряжения питания устройства зарядного.
Положительный эффект предлагаемого технического решения заключается в том, что автоматизирован процесс заряда нескольких типов аккумуляторов, введена цифровая индикация информации, в любой момент можно определить состояние готовности заряжаемых аккумуляторов. Кроме того, данное устройство можно использовать в качестве устройства контроля величины напряжения аккумуляторов, в том числе и при отсутствии напряжения питания устройства зарядного.