Автоматическое зарядное устройство “Хинта-М”

02 7/04, 02 7/10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ АВТОМАТИЧЕСКОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ХИНТА-М(73) Патентообладатель Химин Николай Петрович(57) 1. Автоматическое зарядное устройство, содержащее первую и вторую входные клеммы, два выходных контактных зажима для подключения аккумуляторной батареи, зарядный узел, состоящий из понижающего трансформатора, к вторичной обмотке которого подключены входы ветвей выпрямителя, выполненного по мостовой схеме, к первому и второму выходам которого, являющимся 2769 1 соответственно первым и вторым выходами зарядного узла, подключены последовательно соединенные резистор и световой индикатор, и амперметра, включенного между вторым выходом выпрямителя и четвертым выходом зарядного узла, связанным со вторым выходным контактным зажимом, узел защиты, включающий транзистор управления, первый ограничительный резистор, первый вывод которого соединен с коллектором транзистора управления, эмиттер которого связан с первым входом узла защиты, соединенным с первым выходом зарядного узла, и делитель напряжения на двух резисторах, первый вывод которого подключен ко второму входу узла защиты, связанному со вторым выходом зарядного узла, блок автоматического управления, включающий первый элемент сравнения и первый делитель напряжения с первым регулировочным резистором, средний вывод которого является первым выводом первого делителя и соединен с первым входом первого элемента сравнения, второй элемент сравнения и второй делитель напряжения со вторым регулировочным резистором, средний вывод которого является первым выводом второго делителя и соединен с первым входом второго элемента сравнения, диодный сумматор, выходной усилитель, реле и защитный диод, причем регулировочные резисторы первого и второго делителей напряжения снабжены градуированными по выходному напряжению шкалами, закрепленными на их неподвижных частях, и указателями, установленными на их осях, второй вывод первого делителя напряжения, являющийся первым входом блока автоматического управления, связан с замыкающим контактом первой пары нормально разомкнутых контактов реле, неподвижный контакт которой связан со вторым выводом второго делителя напряжения и вторым входом второго элемента сравнения, первый элемент сравнения состоит из последовательно соединенных стабилитрона, ограничительного резистора и усилителя сравниваемого тока с защитным диодом, катод которого подключен к базе, а анодк эмиттеру транзистора усилителя сравниваемого тока и третьему входу первого элемента сравнения, второй элемент сравнения состоит из последовательно соединенных стабилитрона, интегрирующей цепи, содержащей резистор и конденсатор, и усилителя сравниваемого тока, эмиттер транзистора которого подключен к третьему входу второго элемента сравнения, при этом катоды стабилитронов являются первыми входами элементов сравнения, аноды первого и второго диодов диодного сумматора являются первым и вторым его входами и соединены с выходами первого и второго элементов сравнения соответственно,первый вывод резистора сумматора подключен к катодам диодов и является выходом сумматора, связанным с первым входом выходного усилителя, а его второй вывод является третьим входом сумматора, подключенным к третьему выводу первого делителя напряжения, анод защитного диода связан с первым входом блока автоматического управления, а его катод подключен ко вторым входам первого элемента сравнения и выходного усилителя,выход которого связан с первым выводом обмотки реле, третьи выводы первого и второго делителей напряжений подключены ко второму выводу обмотки реле, являющемуся вторым входом блока управления, связанным со вторым выходным контактным зажимом и подключенным к третьим входам первого и второго элементов сравнения и выходного усилителя, вторая пара нормально разомкнутых контактов реле включена между первым выводом первичной обмотки понижающего трансформатора и первым входом зарядного узла, подключенным к первой входной клемме, вторым входом которого является второй вывод первичной обмотки, подключенный ко второй входной клемме, отличающееся тем, что в него введены блок регулировки зарядного тока и переключатель режимов работы, зарядный узел дополнен двумя тиристорами, резистором и световым индикатором, узел защиты снабжен инвертором, защитным и разделительным диодами, вторым и третьим ограничительными резисторами,конденсатором и разрядным резистором, а в выходной усилитель блока автоматического управления введен конденсатор, причем тиристоры, аноды которых связаны с выводами вторичной обмотки понижающего трансформатора зарядного узла, а катоды соединены между собой и являются третьим выходом выпрямителя, совместно с диодной ветвью, аноды диодов которой соединены между собой, образуют управляемый мостовой зарядный выпрямитель, ко второму и третьему выходам которого подключены последовательно соединенные световой индикатор и резистор, а третий выход выпрямителя, являющийся третьим выходом зарядного узла, связан с первым выходным контактным зажимом, анод защитного диода узла защиты соединен с третьим входом узла защиты, связанным с третьим выходом зарядного узла, а его катод подключен ко второму выводу делителя напряжения на двух резисторах, средний вывод которого через второй ограничительный резистор связан с первым входом инвертора, второй и третий входы которого подключены к первому и второму входам узла защиты соответственно, а выходчерез третий ограничительный резистор связан с базой транзистора управления, коллектор которого является первым выходом узла защиты, анод разделительного диода соединен со вторым выводом первого ограничительного резистора, а его катод, связанный со вторым выходом узла защиты, подключен к первым выводам конденсатора и разрядного резистора, вторые выводы которых соединены со вторым входом узла защиты, первый вывод конденсатора выходного усилителя блока автоматического управления связан с коллектором транзистора,являющимся выходом выходного усилителя блока автоматического управления, а его второй вывод подключен к третьему входу выходного усилителя и второму выводу обмотки реле, первый вход блока регулировки зарядного тока соединен с первым выходом узла защиты, а второй его вход связан со вторым выходом зарядного узла, третий вход блока регулировки зарядного тока подключен ко второму выходу узла защиты, а его четвертый вход связан со вторым выходным контактным зажимом, при этом в качестве датчика тока для блока регулировки зарядного тока используются последовательно соединенные шунт амперметра и соединительный провод,оканчивающийся вторым выходным контактным зажимом, первый и второй выходы блока регулировки зарядного тока соединены с третьим и четвертым входами зарядного узла, связанными с управляющими электродами тири 2 2769 1 сторов, а его третий выход соединен с пятым входом зарядного узла, связанным с катодами тиристоров, первый контакт пары размыкающих контактов переключателя режимов работы подключен к первому входу блока автоматического управления, второй ее контакт связан с первым выходным контактным зажимом, а пара замыкающих контактов переключателя режимов работы подключена параллельно контактам второй пары нормально разомкнутых контактов реле блока автоматического управления. 2. Автоматическое зарядное устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок регулировки зарядного тока содержит стабилизатор напряжения, образованный соединенными между собой стабилитроном и резистором, второй вывод которого связан с первым входом блока регулировки зарядного тока, фазоимпульсный генератор, включающий времязадающую цепь, состоящую из конденсатора и регулировочного резистора, делитель напряжения из соединенных между собой двух резисторов, первый вывод которого, связанный с первым и вторым выводами регулировочного резистора и являющийся первым входом фазоимпульсного генератора, подключен к катоду стабилитрона, являющемуся первым выходом стабилизатора напряжения, и пороговую схему, состоящую из первого и второго транзисторов и резистора, первый вывод которого, соединенный со вторым выводом делителя напряжения и первым выводом конденсатора времязадающей цепи, является вторым входом фазоимпульсного генератора,соединенным с анодом стабилитрона, являющимся вторым выходом стабилизатора напряжения, связанным со вторым входом блока регулировки зарядного тока, второй вывод резистора, являющийся выходом фазоимпульсного генератора, подключен к эмиттеру второго транзистора, база которого соединена с коллектором первого транзистора, база которого связана со средним выводом делителя напряжения и коллектором второго транзистора,а эмиттер первого транзистора, связанный со вторым выводом конденсатора и третьим выводом регулировочного резистора времязадающей цепи, является третьим входом фазоимпульсного генератора, разделительный импульсный усилитель, включающий входную разделительную цепь, состоящую из конденсатора и резистора, транзистор и импульсный трансформатор с тремя обмотками, при этом первый вывод конденсатора, являющийся первым входом разделительного импульсного усилителя, связан с выходом фазоимпульсного генератора, первый вывод резистора, соединенный с эмиттером транзистора, является вторым входом разделительного импульсного усилителя, связанным со вторым входом блока регулировки зарядного тока, вторые выводы конденсатора и резистора,соединенные между собой, связаны с базой транзистора, коллектор которого соединен с первым выводом первичной обмотки импульсного трансформатора, второй вывод которой связан с третьим входом блока регулировки зарядного тока, первые выводы первой и второй вторичных обмоток импульсного трансформатора связаны с первым и вторым выходами блока регулировки зарядного тока соответственно, а их вторые выводы, соединенные между собой, связаны с третьим выходом блока регулировки зарядного тока, и ограничитель максимального зарядного тока, включающий первый транзистор, резистор, первый конденсатор, второй транзистор, второй конденсатор и подстроечный резистор, при этом первый вывод резистора, являющийся первым входом ограничителя максимального зарядного тока, связан с первым выходом стабилизатора напряжения, а его второй вывод, связанный с первым выводом первого конденсатора и коллектором второго транзистора, подключен к базе первого транзистора, коллектор которого, с присоединенными к нему вторым выводом первого конденсатора, эмиттером второго транзистора и первым выводом второго конденсатора, является вторым входом ограничителя тока,присоединенным ко второму выходу стабилизатора напряжения, база второго транзистора связана со вторым выводом второго конденсатора и первым выводом подстроечного резистора, второй и третий выводы которого связаны с четвертым входом блока регулировки зарядного тока, эмиттер первого транзистора, являющийся выходом ограничителя максимального зарядного тока, связан с третьим входом фазоимпульсного генератора. Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматической зарядки и автоматического поддержания аккумуляторной батареи (АБ) в заряженном состоянии в периоды ее хранения. Известно автоматическое зарядное устройство для зарядки малым током и автоматического поддержания АБ в заряженном состоянии в периоды ее хранения 1. Оно содержит первую и вторую входные клеммы, две выходные клеммы для подключения АБ, зарядный узел, состоящий из понижающего трансформатора, к вторичной обмотке которого подключены входы выпрямителя, выполненного по мостовой схеме, к выходам которого, являющимся первым и вторым выходами зарядного узла, подключены последовательно соединенные резистор и световой индикатор, и амперметра, включенного между первым выходом выпрямителя и третьим выходом зарядного узла, связанного с первой выходной клеммой, узел защиты выпрямителя, содержащий транзистор, база которого связана со средним выводом делителя напряжения на двух резисторах, первый вывод которого подключен к эмиттеру транзистора и первому входу узла, связанному с третьим выходом зарядного узла и первой выходной клеммой, а его второй вывод связан с выходом узла, подключенным ко второй выходной клемме, и анодом тиристора, катод которого подключен ко второму входу узла, связанному со вторым выходом зарядного узла, а управляющий электрод его через ограничительный резистор связан с коллектором транзистора, и блок автоматического управления, включающий первый элемент сравнения и первый делитель напряже 3 2769 1 ния с первым регулировочным резистором, средний вывод которого является первым выводом первого делителя и соединен с первым входом первого элемента сравнения, второй элемент сравнения и второй делитель напряжения со вторым регулировочным резистором, средний вывод которого является первым выводом второго делителя и соединен с первым входом второго элемента сравнения, диодный сумматор, выходной усилитель,реле и защитный диод, причем регулировочные резисторы первого и второго делителей напряжений снабжены градуированными по выходному напряжению шкалами, закрепленными на их неподвижных частях, и указателями, установленными на их осях, второй вывод первого делителя напряжения, являющийся первым входом блока автоматического управления, связан с замыкающим контактом первой пары нормально разомкнутых контактов реле, неподвижный контакт которой связан со вторым выводом второго делителя напряжения и вторым входом второго элемента сравнения, первый элемент сравнения состоит из последовательно соединенных стабилитрона, ограничительного резистора и усилителя сравниваемого тока с защитным диодом, катод которого подключен к базе, а анод - к эмиттеру транзистора усилителя сравниваемого тока и третьему входу первого элемента сравнения, второй элемент сравнения состоит из последовательно соединенных стабилитрона, интегрирующей цепи, содержащей резистор и конденсатор, и усилителя сравниваемого тока, эмиттер транзистора которого подключен к третьему входу второго элемента сравнения, при этом катоды стабилитронов являются первыми входами элементов сравнения, аноды первого и второго диодов диодного сумматора являются первым и вторым входами сумматора и соединены с выходами первого и второго элементов сравнения соответственно,первый вывод резистора сумматора подключен к катодам диодов и является выходом сумматора, связанным с первым входом выходного усилителя, а его второй вывод является третьим входом сумматора, подключенным к третьему выводу первого делителя напряжения, анод защитного диода связан с первым входом блока автоматического управления, а его катод подключен ко вторым входам первого элемента сравнения и выходного усилителя, выход которого связан с первым выводом обмотки реле, третьи выводы первого и второго делителей напряжений подключены ко второму выводу обмотки реле, являющемуся вторым входом блока управления,связанным со второй выходной клеммой и подключенным к третьим входам первого и второго элементов сравнения и выходного усилителя, вторая пара нормально разомкнутых контактов реле включена между первым выводом первичной обмотки понижающего трансформатора и первым входом зарядного узла, подключенным к первой входной клемме, вторым входом которого является второй вывод первичной обмотки, подключенный ко второй входной клемме. Однако известное устройство, предназначенное для автоматической зарядки АБ малыми токами обладает ограниченными возможностями, так как не позволяет заряжать АБ различной емкости номинальными токами, а также заряжать АБ, у которых напряжение оказалось ниже нижнего уровня напряжения автоматического подключения устройства к электросети. Задача изобретениярасширить возможности устройства по автоматической зарядке номинальными токами АБ различной емкости и зарядке глубоко разряженных АБ при повышении его КПД и надежности. Автоматическая зарядка АБ различной емкости как малыми, так и номинальными токами может быть обеспечена, если для управления величиной зарядного тока, протекающего через тиристор узла защиты, в устройство ввести блок регулировки зарядного тока, содержащий параметрический стабилизатор напряжения, фазоимпульсный генератор с регулируемой временной задержкой импульсов тока, управляемых работой тиристора, и ограничитель максимального зарядного тока. Но с возрастанием регулируемого зарядного тока, полностью протекающего через тиристор узла защиты, на нем возрастают потери электроэнергии, выделяемые в виде тепла и снижается КПД устройства. Потери электроэнергии на тиристоре узла защиты можно исключить, если функции выпрямления и регулировки зарядного тока, а также функцию защиты зарядного выпрямителя объединить в управляемом выпрямителе. Управляемый мостовой выпрямитель можно получить из неуправляемого диодного мостового выпрямителя, в котором два диода, катоды которых соединены между собой и являются плюсовым выходом выпрямителя, заменяются тиристорами. Для работы такого управляемого выпрямителя необходимо, чтобы блок регулировки зарядного тока и транзистор управления узла защиты питались от дополнительного выпрямителя, имеющего общий с управляемым выпрямителем минусовый выход. Наличие общего минусового выхода у двух мостовых выпрямителей (управляемого и неуправляемого) позволяет две пары диодов, аноды которых соединены между собой объединить в одну, участвующую одновременно в работе двух выпрямителей. Так как катоды тиристоров в мостовом управляемом выпрямителе находятся под положительным напряжением, а фазоимпульсный генератор вырабатывает положительные пусковые импульсы относительно минусового выхода выпрямителя, то для обеспечения запуска тиристоров необходим разделительный каскад, входящий в состав блока регулировки тока. Таким каскадом может быть разделительный импульсный усилитель с импульсным трансформатором, имеющим отдельные обмотки для запуска каждого тиристора. При одновременной подаче пусковых импульсов на управляющие электроды двух тиристоров открывается только тот тиристор, к аноду которого в данный момент приложена положительная полуволна переменного напряжения. Для работы ограничителя максимального зарядного тока блока регулировки тока в устройство необходимо ввести датчик тока. Но с возрастанием величины зарядного тока на датчике тока будут возрастать потери электроэнергии, выделяемые в виде тепла. Введение в устройство специального датчика тока можно избе 4 2769 1 жать, если в качестве датчика тока использовать последовательное соединение шунта амперметра и соединительного провода, оканчивающегося вторым выходным контактным зажимом, непосредственно подключаемым к АБ. Для обеспечения управления узлом защиты от АБ, при питании транзистора управления от дополнительного выпрямителя, в узел защиты необходимо ввести инвертор, входная цепь которого питается через ограничительный резистор от присоединенной к устройству АБ, а его выходная цепь питается от дополнительного выпрямителя и связана с базой транзистора управления через ограничительный резистор. Входная цепь инвертора должна быть защищена диодом от подключения АБ в неправильной полярности. Из-за большого коэффициента усиления выходного усилителя и малой инерционности реле, применяемого в блоке автоматического управления, интегрирующая цепь второго элемента сравнения не всегда обеспечивает полное исключение дребезга контактов реле при зарядке АБ номинальными токами, что может привести к сокращению срока службы реле. Исключение дребезга контактов реле при отключении устройства от электросети в конце зарядки АБ номинальными токами и большом коэффициенте усиления выходного усилителя возможно осуществить увеличением инерционности реле, когда оно не реагирует на импульсы зарядного тока. Это может быть достигнуто подключением параллельно выводам обмотки реле конденсатора достаточной емкости. При подключении к устройству глубоко разряженной АБ, т.е. АБ с напряжением, меньшим начального уровня напряжения срабатывания его блока автоматического управления, устройство не подключается к электросети. Такую АБ необходимо предварительно подзарядить от дополнительного выпрямителя или заряженной АБ в течение нескольких секунд до напряжения, превышающего начальный уровень напряжения автоматического подключения устройства к электросети, и только после этого данную АБ можно подключать к автоматическому зарядному устройству. Это создает неудобства при эксплуатации устройства. Устройство сможет осуществлять зарядку глубоко разряженной АБ, если в него ввести переключатель режимов работы Автомат-Ручной. Наличие ручного режима работы устройства с фазовой регулировкой тока позволяет регулировать напряжение и ток на его выходе от нуля до номинальных значений. Но, наряду с этим положительным качеством, ручной режим работы устройства влечет за собой и ряд отрицательных качеств. Зарядный узел устройства при работе в ручном режиме не имеет защиты от аномальных режимов его работы(подключения к устройству АБ в неправильной полярности и короткого замыкания выходных клемм). Кроме того, при подключении к устройству АБ в неправильной полярности и переключении устройства, подключенного к электросети, из автоматического режима в ручной для подзарядки глубоко заряженной АБ, в моменты наличия на его входе максимального (амплитудного значения) напряжения электросети, в трансформаторе зарядного узла возникает большой бросок тока, приводящий к образованию на выходе выпрямителя кратковременного импульса напряжения большой амплитуды, который проникает на вход управляющего электрода тиристора узла защиты. В таких случаях, когда через диоды выпрямителя в прямом направлении к аноду тиристора приложено положительное напряжение АБ, подключенной в неправильной полярности, а импульсом напряжения, возникающим за счет броска тока в трансформаторе зарядного узла, тиристор открывается и его переход между управляющим электродом и катодом выходит из строя. Исключение выхода из строя тиристора узла защиты устройства и сохранение высокой надежности его работы как в автоматическом, так и в ручном режимах достигается применением источника электропитания для разделительного импульсного усилителя, обладающего следующими свойствами. При закрытом транзисторе управления узла защиты напряжение источника питания коллекторной цепи разделительного импульсного усилителя должно быть равно нулю. При открытом транзисторе управления, за время действия первой полуволны выпрямленного напряжения, оно должно быть также близким к нулю. Тогда, в случае наличия импульса напряжения, возникающего за счет броска тока в трансформаторе зарядного узла и проникающего через цепи фазоимпульсного генератора на первый вход разделительного импульсного усилителя,его транзистор переводится в проводящее состояние. Но в течение времени действия этого импульса напряжение источника питания коллекторной цепи разделительного импульсного усилителя практически не должно измениться. Оно должно быть равно нулю или близко к нему. По этой причине коллекторный ток открытого транзистора разделительного импульсного усилителя, протекающий через первичную обмотку его импульсного трансформатора, будет равен нулю или близок к нему. На выводах вторичной обмотки импульсного трансформатора, подключенной между управляющим электродом и катодом тиристора, напряжение пускового импульса будет равно нулю или близко к нему. Тиристор в этом случае не выходит из строя,так как он находится в непроводящем состоянии и препятствует разряду АБ через выпрямитель в прямом направлении. В качестве источника питания коллекторной цепи разделительного импульсного усилителя, с описанными выше свойствами, может быть конденсатор достаточной емкости, заряжаемый через ограничительный резистор, подключенный к коллектору транзистора управления узла защиты, и разряжаемый через разрядный резистор. При этом постоянная времени заряда конденсатора должна быть значительно больше периода переменного напряжения электросети. 5 2769 1 Для обеспечения электропитания фазоимпульсного генератора и разделительного импульсного усилителя от одного и того же транзистора управления необходимо применить разделительный диод, который разделяет цепи заряда и разряда конденсатора. Для обеспечения визуального контроля правильности подключения АБ целесообразно в устройство ввести световой индикатор правильности подключения АБ. Технический результат, который будет получен при осуществлении изобретения - это расширение возможностей устройства- по автоматической зарядке номинальными токами АБ с различными номиналами их емкости, а также по зарядке глубоко разряженных и частично засульфатированных АБ- по зарядке в ручном режиме АБ с номинальными напряжениями, меньшими чем напряжение АБ, заряжаемой в автоматическом режиме- по достижению максимально возможного КПД устройства- по достижению высокой надежности устройства как в автоматическом, так и в ручном режимах работы. Указанный технический результат достигается тем, что в автоматическое зарядное устройство, содержащее первую и вторую входные клеммы, два выходных контактных зажима для подключения АБ, зарядный узел, состоящий из понижающего трансформатора, к вторичной обмотке которого подключены входы ветвей выпрямителя, выполненного по мостовой схеме, к выходам которого, являющимися первым и вторым выходами зарядного узла, подключены последовательно соединенные резистор и световой индикатор, и амперметра включенного между вторым выходом выпрямителя и четвертым выходом зарядного узла, связанным со вторым выходным контактным зажимом, узел защиты, включающий транзистор управления, первый ограничительный резистор, первый вывод которого соединен с коллектором транзистора управления, эмиттер которого связан с первым входом узла, соединенным с первым выходом зарядного узла, и делитель напряжения на двух резисторах, первый вывод которого подключен ко второму входу узла защиты, связанному со вторым выходом зарядного узла, блок автоматического управления, включающий первый элемент сравнения и первый делитель напряжения с первым регулировочным резистором, средний вывод которого является первым выводом первого делителя и соединен с первым входом первого элемента сравнения, второй элемент сравнения и второй делитель напряжения со вторым регулировочным резистором, средний вывод которого является первым выводом второго делителя и соединен с первым входом второго элемента сравнения, диодный сумматор, выходной усилитель, реле и защитный диод, причем регулировочные резисторы первого и второго делителей напряжений снабжены градуированными по выходному напряжению шкалами, закрепленными на их неподвижных частях,и указателями, установленными на их осях, второй вывод первого делителя напряжения, являющийся первым входом блока автоматического управления, связан с замыкающим контактом первой пары нормально разомкнутых контактов реле, неподвижный контакт которой связан со вторым выводом второго делителя напряжения и вторым входом второго элемента сравнения, первый элемент сравнения состоит из последовательно соединенных стабилитрона, ограничительного резистора и усилителя сравниваемого тока с защитным диодом, катод которого подключен к базе, а анод - к эмиттеру транзистора усилителя сравниваемого тока и третьему входу первого элемента сравнения, второй элемент сравнения состоит из последовательно соединенных стабилитрона,интегрирующей цепи, содержащей резистор и конденсатор, и усилителя сравниваемого тока, эмиттер транзистора которого подключен к третьему входу второго элемента сравнения, при этом катоды стабилитронов являются первыми входами элементов сравнения, аноды первого и второго диодов диодного сумматора являются первым и вторым его входами и соединены с выходами первого и второго элементов сравнения соответственно, первый вывод резистора сумматора подключен к катодам диодов и является выходом сумматора, связанным с первым входом выходного усилителя, а его второй вывод является третьим входом сумматора, подключенным к третьему выводу первого делителя напряжения, анод защитного диода связан с первым входом блока автоматического управления, а его катод подключен ко вторым входам первого элемента сравнения и выходного усилителя, выход которого связан с первым выводом обмотки реле, третьи выводы первого и второго делителей напряжений подключены ко второму выводу обмотки реле, являющемуся вторым входом блока управления, связанным со вторым выходным контактным зажимом и подключенным к третьим входам первого и второго элементов сравнения и выходного усилителя, вторая пара нормально разомкнутых контактов реле включена между первым выводом первичной обмотки понижающего трансформатора и первым входом зарядного узла, подключенным к первой входной клемме, вторым входом которого является второй вывод первичной обмотки, подключенный ко второй входной клемме, введены блок регулировки зарядного тока и переключатель режимов работы, зарядный узел дополнен двумя тиристорами, резистором и световым индикатором, узел защиты снабжен инвертором, защитным и разделительным диодами, вторым и третьим ограничительными резисторами, конденсатором и разрядным резистором, а в выходной усилитель блока автоматического управления введен конденсатор, причем тиристоры, аноды которых связаны с выводами вторичной обмотки понижающего трансформатора зарядного узла, а катоды соединены между собой и являются третьим выходом выпрямителя, совместно с диодной ветвью, аноды диодов которой соединены между собой, образуют управляемый мостовой зарядный выпрямитель, ко второму и третьему выходам которого подключены последовательно соединенные световой индикатор и резистор, а третий выход выпрямителя, являющийся третьим выходом зарядного узла, связан с первым выходным контактным зажимом,6 2769 1 анод защитного диода узла защиты соединен с третьим входом узла защиты, связанным с третьим выходом зарядного узла, а его катод подключен ко второму выводу делителя напряжения на двух резисторах, средний вывод которого через второй ограничительный резистор связан с первым входом инвертора, второй и третий входы которого подключены к первому и второму входам узла защиты соответственно, а его выход - через третий ограничительный резистор связан с базой транзистора управления, коллектор которого является первым выходом узла защиты, анод разделительного диода соединен со вторым выводом первого ограничительного резистора, а его катод, связанный со вторым выходом узла защиты, подключен к первым выводам конденсатора и разрядного резистора, вторые выводы которых соединены со вторым входом узла защиты, первый вывод конденсатора выходного усилителя блока автоматического управления связан с коллектором транзистора, являющимся выходом выходного усилителя блока автоматического управления, а его второй вывод подключен к третьему входу выходного усилителя и второму выводу обмотки реле, первый вход блока регулировки зарядного тока соединен с первым выходом узла защиты, а второй его вход связан со вторым выходом зарядного узла, третий вход блока регулировки тока подключен ко второму выходу узла защиты, а его четвертый вход связан со вторым выходным контактным зажимом, при этом в качестве датчика тока для блока регулировки зарядного тока используются последовательно соединенные шунт амперметра и соединительный провод, оканчивающийся вторым выходным контактным зажимом, первый и второй выходы блока регулировки зарядного тока соединены с третьим и четвертым входами зарядного узла, связанными с управляющими электродами тиристоров, а его третий выход соединен с пятым входом зарядного узла, связанным с катодами тиристоров, первый контакт пары размыкающих контактов переключателя режимов работы подключен к первому входу блока автоматического управления, а второй ее контакт связан с первым выходным контактным зажимом, а пара замыкающих контактов переключателя режимов работы подключена параллельно контактам второй пары нормально разомкнутых контактов реле блока автоматического управления. Схема предлагаемого устройства представлена на фиг. 1 и 2. Согласно получаемым видам технического результата устройство содержит (фиг. 1) первую и вторую входные клеммы, два выходных контактных зажима для непосредственного подключения АБ, зарядный узел 1, состоящий из понижающего трансформатора 2, к вторичной обмотке которого подключены входы диодных ветвей 3 и 4, и входы ветви, содержащей тиристоры 23 и 24, при этом диодные ветви 3 и 4 образуют неуправляемый мостовой выпрямитель 3,4, к выходам которого, являющимся первым и вторым выходами зарядного узла 1, подключены последовательно соединенные резистор и световой индикатор 5, диодная ветвь 4 и ветвь, содержащая тиристоры 23 и 24, образуют управляемый мостовой зарядный выпрямитель 4, 23 и 24, ко второму и третьему выходам которого подключены последовательно соединенные световой индикатор 25 и резистор, а третий выход выпрямителя,являющийся третьим выходом зарядного узла 1, связан с первым выходным контактным зажимом, и амперметра 6, включенного между вторым выходом выпрямителя 4, 23 и 24 и четвертым выходом зарядного узла 1, связанным со вторым выходным контактным зажимом, узел 7 защиты, содержащий транзистор 8 управления, эмиттер которого подключен к его первому входу, коллектор транзистора 8 связан с первым выходом узла 7 и через первый ограничительный резистор 9 - с анодом разделительного диода 28, катод которого, связанный со вторым выходом узла 7, подключен к первым выводам конденсатора 31 и резистора 32, вторые выводы которых соединены со вторым входом узла 7, анод защитного диода 27 подключен к третьему входу узла 7, связанному с третьим выходом зарядного узла 1 а его катод соединен со вторым выводом делителя 10 напряжения, средний вывод которого через второй ограничительный резистор 29 связан с первым входом инвертора 26, второй и третий входы которого связаны с первым и вторым входами узла 7 соответственно, а его выход через третий ограничительный резистор 30 связан с базой транзистора 8, блок 11 автоматического управления, включающий первый элемент 12 сравнения и первый делитель 13 напряжения с первым регулировочным резистором, средний вывод которого является первым выводом делителя 13 и соединен с первым входом элемента 12 сравнения, второй элемент 14 сравнения и второй делитель 15 напряжения со вторым регулировочным резистором, средний вывод которого является первым выводом делителя 15 и соединен с первым входом элемента 14 сравнения, диодный сумматор 16, выходной усилитель 17, реле 18 и защитный диод 19, причем регулировочные резисторы первого 13 и второго 15 делителей напряжений снабжены градуированными по выходному напряжению шкалами, закрепленными на их неподвижных частях,и указателями, установленными на их осях, второй вывод делителя 13 напряжения, являющийся первым входом блока автоматического управления, связан с замыкающим контактом первой пары 20 нормально разомкнутых контактов реле 18, неподвижный контакт которой связан со вторым выводом делителя 15 напряжения и вторым входом элемента 14 сравнения, элемент 12 сравнения состоит из последовательно соединенных стабилитрона, ограничительного резистора и усилителя сравниваемого тока с защитным диодом, катод которого подключен к базе,а анод - к эмиттеру транзистора усилителя сравниваемого тока и третьему входу элемента 12 сравнения, элемент 14 сравнения состоит из последовательно соединенных стабилитрона, интегрирующей цепи, содержащей резистор и конденсатор, и усилителя сравниваемого тока, эмиттер транзистора которого подключен к третьему входу элемента 14 сравнения, при этом катоды стабилитронов являются первыми входами элементов 12 и 14 сравнения,аноды первого и второго диодов диодного сумматора 16 являются первым и вторым его входами и соединены с выходами элементов 12 и 14 сравнения соответственно, первый вывод резистора сумматора 16 подключен к катодам диодов и является выходом сумматора 16, связанным с первым входом выходного усилителя 17, а его второй вывод является третьим входом сумматора 16, подключенным к третьему выводу делителя 13 напряжения, анод 7 2769 1 защитного диода 19 связан с первым входом блока автоматического управления, а его катод подключен ко вторым входам элемента 12 сравнения и выходного усилителя 17, выход которого связан с первым выводом обмотки реле 18, третьи выводы первого 13 и второго 15 делителей напряжений подключены ко второму выводу обмотки реле 18, являющемуся вторым входом блока 11 управления, связанным со вторым выходным контактным зажимом и подключенным к третьим входам элементов 12 и 14 сравнения и выходного усилителя 17, первый вывод конденсатора 33 выходного усилителя блока автоматического управления связан с коллектором транзистора, являющимся выходом выходного усилителя 17, а второй его вывод, подключенный к третьему входу усилителя 17, связан со вторым выводом обмотки реле 18, вторая пара 21 нормально разомкнутых контактов реле 18 включена между первым выводом первичной обмотки понижающего трансформатора 2 и первым входом зарядного узла 1, подключенным к первой входной клемме, вторым входом которого является второй вывод первичной обмотки, подключенный ко второй входной клемме, блок 22 регулировки зарядного тока, первый вход которого соединен с первым выходом узла 7 защиты, второй его вход связан со вторым выходом зарядного узла 1, третий вход блока 22 подключен ко второму выходу узла 7, а четвертый его вход связан со вторым выходным контактом зажимом,при этом в качестве датчика тока для блока 22 используются последовательно соединенные шунт амперметра 6 и соединительный провод, оканчивающийся вторым выходным контактным зажимом, первый и второй выходы блока 22 регулировки зарядного тока соединены с третьим и четвертым входами зарядного узла 1, связанными с управляющими электродами тиристоров 23 и 24, а его третий выход соединен с пятым входом зарядного узла 1,связанным с катодами тиристоров 23 и 24, первый контакт пары 34 размыкающих контактов переключателя режимов работы подключен к первому входу блока 11 автоматического управления, а второй ее контакт связан с первым выходным контактным зажимом, пара 35 замыкающих контактов переключателя режимов работы подключена параллельно контактом пары 21 нормально разомкнутых контактов реле 18. Блок 22 регулировки зарядного тока содержит стабилизатор напряжения 36, образованный соединенными между собой стабилитроном 37 и резистором 38, второй вывод которого связан с первым входом блока 22, фазоимпульсный генератор 39, включающий времязадающую цепь, состоящую из конденсатора 40 и регулировочного резистора 41, делитель 42 напряжения из соединенных между собой двух резисторов, первый вывод которого,связанный с первым и вторым выводами регулировочного резистора 41 и являющийся первым входом фазоимпульсного генератора 39, подключен к катоду стабилитрона 37, являющемуся первым выходом стабилизатора напряжения 36, и пороговую схему, состоящую из первого 43 и второго 44 транзисторов и резистора 45, первый вывод которого, соединенный со вторым выводом делителя 42 напряжения и первым выводом конденсатора 40,является вторым входом фазоимпульсного генератора 39, соединенным с анодом стабилитрона 37, являющимся вторым выходом стабилизатора напряжения 36, связанным со вторым входом блока 22, второй вывод резистора 45, являющийся выходом фазоимпульсного генератора 39, подключен к эмиттеру транзистора 44, база которого соединена с коллектором транзистора 43, база которого связана со средним выводом делителя 42 напряжения и коллектором транзистора 44, а эмиттер транзистора 43, связанный со вторым выводом конденсатора 40 и третьим выводом регулировочного резистора 41, является третьим входом фазоимпульсного генератора 39, разделительный импульсный усилитель 46, включающий входную разделительную цепь, состоящую из конденсатора 47 и резистора 48, транзистор 49 и импульсный трансформатор 50 с тремя обмотками, при этом первый вывод конденсатора 47, являющийся первым входом разделительного импульсного усилителя 46, связан с выходом фазоимпульсного генератора 39, первый вывод резистора 48, соединенный с эмиттером транзистора 49 является вторым входом разделительного импульсного усилителя, связанным со вторым входом блока 22, вторые выводы конденсатора 47 и резистора 48, соединенные между собой, связаны с базой транзистора 49, коллектор которого соединен с первым выводом первичной обмотки импульсного трансформатора 50, второй вывод которой связан с третьим входом блока 22, первые выводы двух вторичных обмоток импульсного трансформатора 50 связаны с первым и вторым выходами блока 22, а их вторые выводы, соединенные между собой, связаны с третьим выходом блока 22, и ограничитель 51 максимального зарядного тока, включающий первый транзистор 52, резистор 53, первый конденсатор 54, второй транзистор 55, второй конденсатор 56 и подстроечный резистор 57, при этом первый вывод резистора 53, являющийся первым входом ограничителя 51 тока связан с первым выходом стабилизатора напряжения 36, а его второй вывод, связанный с первым выводом конденсатора 54 и коллектором транзистора 55,подключен к базе транзистора 52, коллектор которого, с присоединенными к нему вторым выводом конденсатора 54, эмиттером транзистора 55 и первым выводом конденсатора 56, является вторым входом ограничителя 51 тока,присоединенным ко второму выходу стабилизатора напряжения 36, база транзистора 55 связана со вторым выводом конденсатора 56 и первым выводом подстроечного резистора 57, второй и третий выводы которого связаны с четвертым входом блока 22, эмиттер транзистора 52, являющийся выходом ограничителя 51 тока, связан с третьим входом фазоимпульсного генератора 39. При подключении к АБ выходных контактных зажимов в правильной полярности, что индицируется световым индикатором 25, соединении входных клемм с электросетью переменного тока и нахождении переключателя режимов работы в положении Автомат, устройство, собранное по схеме, приведенной на фиг. 1 и 2, работает следующим образом. Элемент 12 сравнения, делитель 13 напряжения и усилитель 17 блока 11 получают электропитание от присоединенной к устройству АБ и при ее напряжении выше установленного по шкале регулировочного резистора делителя 13 напряжения, например 12,9 В, на выходе элемента 12 сравнения имеет место нулевой логи 8 2769 1 ческий уровень напряжения. Это есть сторожевой режим работы устройства, при котором осуществляется хранение АБ. В этом случае напряжение на выходе выходного усилителя 17 равно нулю, обмотка возбуждения реле 18 обесточена и пары 20 и 21 его контактов разомкнуты. По мере разряда АБ напряжение на ней с течением времени снижается и при достижении 12,9 В элемент 12 сравнения переключается. На его выходе появляется высокий логический уровень напряжения, который через диодный сумматор 16 поступает на первый вход усилителя 17 и переводит его в проводящее состояние. По обмотке возбуждения реле 18 протекает ток, обеспечивающий его срабатывание. Реле 18 срабатывает и парой 21 его контактов подключает зарядный узел 1 к электросети, что индицируется световым индикатором 5, а пара 20 контактов реле 18 включает электропитание элемента 14 сравнения и делителя 15 напряжения, управляющего автоматическим отключением зарядного узла 1 от электросети. При этом на выходе элемента 14 сравнения имеет место высокий логический уровень напряжения, который через сумматор 16 подается на вход усилителя 17, на входе которого уже имеется такой же высокий логический уровень напряжения. Начинается зарядка АБ. Величина зарядного тока устанавливается регулировочным резистором 41 и контролируется по амперметру 6. При превышении на заряжаемой АБ напряжения 12,9 В элемент 12 сравнения переключается и на его выходе появляется нулевой логический уровень напряжения. Выполнив задачу подключения зарядного узла 1 к электросети, элемент 12 сравнения переходит в сторожевой режим работы. Напряжение на АБ, по мере ее заряда, постепенно возрастает. При достижении напряжения конца зарядки, установленного по шкале регулировочного резистора делителя 15 напряжения, например 14,5 В, элемент 14 сравнения переключается и на его выходе образуется нулевой логический уровень напряжения. При этом усилитель 17 и обмотка возбуждения реле 18 обесточиваются. Пара 21 контактов реле 18 отключает зарядный узел 1 от электросети, а пара 20 его контактов разрывает цепь электропитания элемента 14 сравнения и делителя 15 напряжения. Так как элемент 12 сравнения, делитель 13 напряжения и усилитель 17 питаются непосредственно от подключенной к устройству АБ и элемент 12 сравнения находится в сторожевом режиме, то, когда напряжение на ней с течением времени снизится до 12,9 В, сработают, как описано выше, элемент 12 сравнения и усилитель 17. По обмотке возбуждения реле 18 потечет требуемый для его срабатывания ток. Устройство снова автоматически подключится к электросети для зарядки АБ. Далее циклы зарядки АБ повторяются. Блок 22 регулировки зарядного тока работает совместно с узлом 7 защиты следующим образом. Делитель 10 напряжения узла 7 защиты питается через защитный диод 27 от подключаемой к устройству АБ. При подключении АБ к устройству в правильной полярности, напряжение, снимаемое со среднего вывода делителя 10 напряжения, через второй ограничительный резистор 29 поступает на первый вход инвертора 26. Транзистор инвертора 26 открывается и по его нагрузочному резистору протекает ток, создающий на нем падение напряжения требуемой полярности, которое через третий ограничительный резистор 30 подается на базу транзистора 8, работающего в ключевом режиме, и переводит его в открытое состояние. Пульсирующее напряжение с выхода выпрямителя 3,4 узла 1 через открытый транзистор 8 узла 7 защиты поступает на параметрический стабилизатор 36 напряжения блока 22 регулировки зарядного тока и одновременно заряжает конденсатор 31 через первый ограничительный резистор 9 и разделительный диод 28. Ограниченные стабилизатором 36 полуволны напряжения питают фазоимпульсный генератор 39 и ограничитель 51 максимального зарядного тока. Каждая ограниченная полуволна напряжения, действующая на входе фазоимпульсного генератора 39, одновременно поступает на делитель 42 напряжения, создающий опорное напряжение для пороговой схемы на транзисторах 43 и 44, и времязадающую цепь, состоящую из конденсатора 40 и регулировочного резистора 41. При достижении на конденсаторе 40, заряжаемого через регулировочный резистор 41, напряжения, равного опорному, пороговая схема на транзисторах 43, 44 и резисторе 45 переходит из закрытого в открытое состояние. Конденсатор 40, разряжаясь через транзисторы 43 и 44, создает на резисторе 45 импульс напряжения, поступающий на первый вход разделительного импульсного усилителя 46. На выводах вторичных обмоток импульсного трансформатора 50 разделительного усилителя 45, через несколько периодов переменного напряжения электросети, появятся импульсы напряжения, поступающие на управляющие электроды тиристоров 23 и 24 управляемого выпрямителя 4, 23 и 24 зарядного узла 1. Регулировка зарядного тока осуществляется с помощью регулировочного резистора 41, за счет изменения времени открытия тиристора 23 или 24 относительно начала каждой полуволны напряжения, действующего на выходе выпрямителя 3,4, работающего синхронно с управляемым зарядным выпрямителем 4, 23 и 24 зарядного узла 1. При зарядке АБ током, не превышающим максимальное значение для зарядного узла 1, ограничитель 51 максимального зарядного тока не оказывает никакого воздействия на работу фазоимпульсного генератора 39. В этих условиях работы блока 22 конденсатор 54 ограничителя 51 тока заряжен до напряжения стабилизации. Напряжение на базе транзистора 52 превышает напряжение на его эмиттере и он находится в закрытом состоянии. Импульсы напряжения, образуемые на последовательном соединении шунта амперметра 6 и соединительного провода, оканчивающегося вторым выходным контактным зажимом и являющимся датчиком тока, не превышают порог открытия транзистора 50, устанавливаемый подстроечным резистором 57, который изменяет постоянную времени интегрирующей цепи, содержащей конденсатор 56 и подстроечный резистор 57. 2769 1 В случае же наличия зарядного тока, превышающего заданное подстроечным резистором 57 его максимальное значение, на датчике тока имеют место импульсы напряжения, превышающие порог открытия транзистора 55. Транзистор 55 открывается и через него происходит разряд конденсатора 54. При заряде конденсатора 54 на резисторе 53 образуется падение напряжения, открывающее транзистор 52, который шунтирует конденсатор 40 времязадающей цепи фазоимпульсного генератора 39, прекращая выработку импульсов запуска тиристоров 23 и 24. Количество пропускаемых импульсов запуска тиристоров 23 и 24 определяется постоянной времени резистора 53 и конденсатора 54. Так при пропуске одного импульса запуска тиристора 23 и 24 средний зарядный ток уменьшается в два раза. При заряде конденсатора 54 до напряжения стабилизации транзистор 52 закрывается и фазоимпульсный генератор 39 вырабатывает очередной импульс запуска тиристора 23 и 24. Если условия работы устройства не изменились, то очередной импульс зарядного тока, проходящий через вышеописанный датчик тока, создает на нем импульс напряжения, открывающий транзистор 55, через который разрядится конденсатор 54 и при его заряде на резисторе 53 появится падение напряжения, открывающее транзистор 52, который шунтирует конденсатор 40, прекращая выработку фазоимпульсным генератором 39 очередного импульса запуска тиристора 23 или 24, и тем самым уменьшая среднее значение тока до безопасной для зарядного узла 1 величины. Далее эти циклы повторяются до тех пор пока не увеличится внутреннее сопротивление АБ во время ее заряда, или регулировочным резистором 41 не будет установлено новое значение зарядного тока, меньшее допустимого максимального его значения, при котором начинает работать ограничитель 51 максимального тока. Если к устройству подключена глубоко разряженная АБ и в автоматическом режиме оно не подключается к электросети, тогда регулятор тока устанавливают на значение зарядного тока меньше или равное половинному значению номинального зарядного тока для данной АБ, переключатель режимов работы на несколько секунд устанавливают в положение Ручной для поднятия напряжения АБ, а затем возвращают в положение Автомат. Устройство в этом случае автоматически подключается к электросети и осуществляет зарядку АБ, как описано выше, в автоматическом режиме. Устройство, работающее в ручном режиме, обеспечивает зарядку АБ, имеющих номинальные напряжения, меньшие чем напряжение АБ, заряжаемой в автоматическом режиме. Минимальное значение напряжения АБ, подключаемой для зарядки в ручном режиме, определяется соотношением резисторов делителя 10 напряжения, обеспечивающих открытие транзистора инвертора 26. Резистор 29 ограничивает ток базы транзистора инвертора 26 до безопасной величины в конце заряда АБ в автоматическом режиме. В случае присоединения к АБ выходных контактных зажимов в неправильной полярности индикатор 25 правильности подключения АБ не светится, а диод 27 отключает делитель 10 напряжения от АБ . На базе транзистора инвертора 26 имеет место нулевое напряжение. Транзистор инвертора 26 закрыт и разность напряжений между эмиттером и базой транзистора 8 управления тоже равна нулю. Транзистор 8 управления закрыт. Блок 22 обесточен. Выработка пусковых импульсов прекращена. Тиристоры 23 и 24 закрыты и разрывают цепь разряда АБ через диоды ветви 4 выпрямителя 4, 23 и 24 в прямом направлении. При отключении от АБ одного или двух выходных контактных зажимов и подключенном к электросети устройстве делитель 10 напряжения обесточен. Транзистор инвертора 26 и транзистор 8 управления узла 7 защиты закрыты. Блок 22 регулировки зарядного тока обесточен. Выработка импульсов запуска тиристоров 23 и 24 прекращена. Тиристоры 23 и 24 закрыты и отключают вторичную обмотку трансформатора 2 зарядного узла 1 от цепи, образуемой коротким замыканием выходных контактных зажимов. В случае подключения АБ к устройству в неправильной полярности и появлении на выходе выпрямителя 3,4 зарядного узла 1 импульса напряжения значительно большей амплитуды чем напряжение АБ, образованного броском тока в трансформаторе 2 при переключении устройства, включенного в электросеть, из режима Автомат в режим Ручной, защита зарядного выпрямителя 4,23 и 24 осуществляется следующим образом. Импульс напряжения, образованный на выходе выпрямителя 3,4 броском тока в трансформаторе 2, проникает на выход транзистора 8 управления узла 7 защиты. С выхода транзистора 8 управления этот импульс напряжения начинает заряжать конденсатор 31 через ограничительный резистор 9 и разделительный диод 28. Ранее конденсатор 31 был разряжен через резистор 32. Одновременно с зарядом конденсатора 31 этот же импульс напряжения, по цепям фазоимпульсного генератора 39 блока 22 регулировки зарядного тока, проникает на первый вход разделительного импульсного усилителя 46, переводя его транзистор 49 в проводящее состояние. Но в течение времени действия импульса напряжения, вызванного броском тока в трансформаторе 2 зарядного узла 1, напряжение на конденсаторе 31 узла 7 защиты, являющееся источником питания коллекторной цепи транзистора 49 разделительного импульсного усилителя 46, практически не изменится. Оно близко к нулю по той причине, что постоянная времени заряда конденсатора 31 через резистор 9 выбрана значительно большей периода переменного напряжения электросети. По этой же причине коллекторный ток транзистора 49, протекающий через первичную обмотку импульсного трансформатора 50, равен нулю или близок к нему. На выводах вторичных обмоток импульсного трансформатора 50, подключенных между управляющими электродами и катодами тиристоров 23 и 24, напряжение пускового импульса равно нулю или близко к нему. Тиристоры 23 и 24 остаются в непро 10 2769 1 водящем состоянии, цепь разряда АБ через выпрямитель 4, 23 и 24 в прямом направлении разорвана и тем самым предотвращен выход из строя тиристора 23 или 24. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 11