Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

новая папка / 4006397

.html
Скачиваний:
5
Добавлен:
29.11.2022
Размер:
115.47 Кб
Скачать

4006397-Desc-ru var ctx = "/emtp"; The translation is almost like a human translation. The translation is understandable and actionable, with all critical information accurately transferred. Most parts of the text are well written using a language consistent with patent literature. The translation is understandable and actionable, with most critical information accurately transferred. Some parts of the text are well written using a language consistent with patent literature. The translation is understandable and actionable to some extent, with some critical information accurately transferred. The translation is not entirely understandable and actionable, with some critical information accurately transferred, but with significant stylistic or grammatical errors. The translation is absolutely not comprehensible or little information is accurately transferred. Please first refresh the page with "CTRL-F5". (Click on the translated text to submit corrections)

Patent Translate Powered by EPO and Google

French

German

  Albanian

Bulgarian

Croatian

Czech

Danish

Dutch

Estonian

Finnish

Greek

Hungarian

Icelandic

Italian

Latvian

Lithuanian

Macedonian

Norwegian

Polish

Portuguese

Romanian

Serbian

Slovak

Slovene

Spanish

Swedish

Turkish

  Chinese

Japanese

Korean

Russian

      PDF (only translation) PDF (original and translation)

Please help us to improve the translation quality. Your opinion on this translation: Human translation

Very good

Good

Acceptable

Rather bad

Very bad

Your reason for this translation: Overall information

Patent search

Patent examination

FAQ Help Legal notice Contact УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ US4006397A[]

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ BACKGROUND OF THE INVENTION Настоящее изобретение относится к зарядным устройствам для аккумуляторов и, более конкретно, к зарядным устройствам для аккумуляторов, имеющим связанные с ними средства для определения условий в аккумуляторе. This invention relates to battery chargers and more particularly to battery chargers having means associated therewith for sensing conditions in the battery. Быстрая зарядка аккумуляторов, таких как, например, никель-кадмиевые элементы, сопряжена с проблемами, связанными как с перенапряжением, так и с температурными условиями. Зарядка выше заданного напряжения может привести к неприемлемому уровню газовыделения, что, в свою очередь, может привести к повреждению сепараторов и пластин, или результирующее давление может привести к разрыву корпуса элемента. Перегрев также может привести к увеличению скорости газовыделения, а также к проблемам, связанным с самой высокой температурой, что хорошо известно специалистам. The fast charging of batteries such as, for example, nickel-cadmium cells, involves problems relating to both overvoltage and thermal conditions. Charging beyond a predetermined voltage may cause an unacceptable level of gassing which in turn may damage the separators, and the plates, or the resultant pressure may rupture the cell casing itself. Overheating can also result in increased gassing rates as well as problems from high temperature itself as is well known to the art. Из-за общеизвестности этих проблем предшествующий уровень техники изобилует чувствительными к температуре зарядными цепями, зарядными цепями с измерением напряжения и схемами измерения напряжения с температурной компенсацией. Однако в большинстве случаев предшествующий уровень техники не позволял удовлетворительно решать проблемы, приводящие к повреждению батареи. Батареи, использующие средства определения напряжения, требуют элементов, имеющих тщательно контролируемые и согласованные характеристики напряжения элемента. Даже при таких идеальных характеристиках аккумуляторы могут заряжаться в этих системах при температурах настолько высоких или настолько низких, что это может привести к повреждению. Because of the notoriety of these problems, the prior art is replete with temperature-sensitive charging circuits, voltage sensing charging circuits, and temperature-compensated voltage sensing circuits. In most instances, however, the prior art has not been able to satisfactorily solve the problems which lead to battery damage. Batteries using voltage-sensing means require cells having closely controlled and matched cell voltage characteristics. Even with such ideal battery characteristics, the battery may be charged with these systems at temperatures so high or so low as to cause damage. Сложность решения как проблем напряжения, так и температуры путем измерения напряжения связана, по крайней мере, частично, с тем фактом, что работа системы зарядки аккумуляторов может осуществляться в самых разных условиях окружающей среды, что затрудняет, например, обеспечение достаточной температурной компенсации. в цепи измерения напряжения для всех возможных условий работы. Например, система зарядки аккумуляторной батареи с температурной компенсацией по напряжению может по-прежнему подвергать батарею вредному нагреву до того, как будет достигнут предварительно выбранный уровень напряжения из-за высокой температуры окружающей среды или из-за повторяющихся циклов зарядки-разрядки. И наоборот, система зарядки аккумулятора, подвергающаяся воздействию очень холодной окружающей среды и зависящая только от температуры в качестве средства управления, может оставаться в состоянии избыточного заряда, не достигая заданной температуры отсечки. Система зарядки аккумулятора в самолете, например, может подвергаться воздействию очень высокой температуры окружающей среды на земле в экваториальной зоне и очень низкой температуре в полете. The difficulty of solving both voltage and temperature problems by sensing voltage is due, at least in part, to the fact that the operation of the battery charging system may be in widely varying ambient conditions making it difficult, for example, to provide sufficient temperature compensation in a voltage sensing circuit for all possible operation conditions. For example, a temperature compensated voltage sensing battery charging system might still expose the battery to harmful heat levels before the preselected voltage level was reached due to high ambient temperature or as caused by repetitive charge-discharge cycles. Conversely, a battery charging system exposed to a very cold ambient and depending only on temperature as a control means might continue in the overcharge condition without reaching the predetermined temperature cut-off point. A battery charging system in an airplane, for example, may be exposed to a very high ambient temperature on the ground in an equatorial zone and to very low temperatures in flight. СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ SUMMARY OF THE INVENTION Таким образом, целью изобретения является создание зарядного устройства, имеющего взаимодействующие средства измерения температуры и средства измерения напряжения. Эта и другие задачи изобретения станут очевидны из описания чертежей. It is, therefore, an object of the invention to provide a charger having co-operating temperature sensing means and voltage sensing means. This and other objects of the invention will become apparent from the description of the drawings. В соответствии с изобретением предусмотрено зарядное устройство для аккумуляторов, имеющее в себе средства цепи зарядки, включая цепь высокой скорости заряда, управляемую средствами измерения температуры и средствами измерения напряжения. In accordance with the invention a battery charger is provided having charging circuit means therein, including a high charge rate circuit controlled by temperature sensing means and voltage sensing means. ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ DESCRIPTION OF THE DRAWINGS ИНЖИР. 1 представляет собой функциональную блок-схему системы зарядки согласно изобретению. FIG. 1 is a functional block diagram of the charging system of the invention. ИНЖИР. 2 представляет собой схему, иллюстрирующую конкретный вариант осуществления изобретения. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a particular embodiment of the invention. ФИГ. 3-6 представляют собой схемы альтернативных вариантов осуществления изобретения. FIGS. 3-6 are schematic diagrams of alternate embodiments of the invention. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ DESCRIPTION OF THE INVENTION Обращаясь теперь к фиг. 1 система управления зарядом показана в виде блок-схемы. Аккумулятор 10, содержащий один или несколько элементов, заряжается от источника 12 выпрямленного тока, который удобно питать от сетевого источника переменного тока. Ток от источника 12 подается на аккумулятор 10 через выключатель тока 20. Переключатель 20 может содержать в своей простейшей форме просто реле для отключения тока. Байпас 30 заряда с низкой скоростью может быть дополнительно предусмотрен для пропуска зарядного тока к батарее 10 от источника 12 тока с низкой скоростью, когда переключатель 20 выключен. Переключатель 20, в свою очередь, управляется логикой ИЛИ 40, которая, в свою очередь, связана со средством 60 определения температуры и средством 80 определения напряжения. Referring now to FIG. 1, the charge control system is illustrated in block diagramatic form. A battery 10 comprising one or more cells is charged from a rectified current source 12 which may be conveniently powered from an AC line source. Current from source 12 is fed to battery 10 through a current switch 20. Switch 20 may comprise, in its simplest form, merely a relay to switch the current off. A low rate charge bypass 30 may be optionally provided to pass charge current to the battery 10 from current source 12 at a low rate when switch 20 is turned off. Switch 20 is in turn controlled by OR logic 40 which is in turn coupled to a temperature detecting means 60 and a voltage detector means 80. Средство 60 определения температуры термически соединено с батареей 10 для контроля ее температуры и преобразования измеренной температуры в сигнал, который подается в схему 40. Средство 80 определения напряжения измеряет напряжение одного или нескольких элементов батареи 10 и также подает соответствующий электрический сигнал обратно в логическую схему 40. Логика сравнивает каждое из напряжений, соответственно полученных либо от средства измерения напряжения 80, либо от средства измерения температуры 60, с эталонным напряжением. Когда принимаемое напряжение от любого средства измерения превышает опорное напряжение, как будет более подробно объяснено ниже со ссылкой на фиг. 2 сигнал передается на переключатель тока 20 для отключения пути тока быстрой зарядки. Таким образом, два независимых параметра, температура и напряжение, измеряются независимо друг от друга, а затем преобразуются в напряжение сигнала, которое передается на выключатель тока независимо от того, исходит ли сигнал от датчика температуры или напряжения. Temperature detecting means 60 is thermally coupled to battery 10 to monitor its temperature and to convert the sensed temperature into a signal which is fed to the circuit 40. Voltage detecting means 80 senses the voltage of one or more of the cells of battery 10 and feeds a corresponding electric signal back to logic circuit 40 as well. The logic compares each of the voltages respectively received from either voltage sensing means 80 or temperature sensing means 60 to a reference voltage. When the received voltage from either sensing means exceeds the reference voltage as will be explained in more detail below with respect to FIG. 2, a signal is passed to current switch 20 to disconnect the fast charge current path. Thus two independent parameters, temperature and voltage, are independently sensed and then translated into a signal voltage which is transmitted to the current switch without regard to whether the signal originated from the temperature or voltage sensor. Таким образом, система может быть настроена на отключение по температуре, то есть прерывание высокой скорости заряда, при заранее выбранной температуре, выше которой может произойти повреждение батареи. В то же время система обеспечивает отсечку напряжения, т. е. прерывание высокой скорости заряда, при достижении заданного напряжения батареи. Поскольку напряжение, свидетельствующее о полной зарядке, возрастает по мере снижения температуры в гальванических элементах, таких как, например, никель-кадмиевые элементы, такое отключение защищает батарею при низких температурах, когда средства измерения температуры будут менее эффективными. Thus the system can be set up to provide a temperature cut-off--that is, an interruption of the high charge rate--at a preselected temperature beyond which damage to the battery could occur. At the same time the system provides a voltage cut-off, i.e., an interruption of the high charge rate, when a predetermined battery voltage is reached. Since the voltage signifying full charge rises as the temperature decreases in electrochemical cells such as, for example, nickel-cadmium cells, such a cut-off protects the battery at low temperatures when the thermal sensing means would be less effective. Здесь следует отметить, что средство измерения напряжения также может быть термически компенсировано термодатчиком в соответствии с изобретением, чтобы обеспечить некоторый температурно-компенсированный диапазон отключения напряжения батареи. Однако этот термодатчик в цепи измерения напряжения по-прежнему не зависит от средства измерения температуры. В такой системе средства измерения температуры по-прежнему обеспечивают защиту в условиях высокой температуры окружающей среды, в то время как средство измерения напряжения с термокомпенсацией обеспечивает защиту в условиях низкой температуры окружающей среды. It should be noted here that the voltage sensing means may, as well, be thermally compensated by a thermal sensor in accordance with the invention to provide some battery temperature compensated range of voltage cut-off. This thermal sensor in the voltage sensing circuit, however, is still independent of the thermal sensing means. In such a system the thermal sensing means still provides protection in high ambient temperature conditions while the thermally compensated voltage sensing means provides protection in low ambient temperature conditions. Обращаясь теперь к фиг. 2 схематично показана схема, соответствующая блок-схеме на фиг. 1. Аккумулятор 10 заряжается от источника зарядного тока 12, который содержит трансформатор 14 и диоды 16 и 18, которые обеспечивают источник заряда аккумулятора с двухполупериодным выпрямлением. Токовый переключатель 20 в проиллюстрированном варианте осуществления содержит тринистор 22 и резистор 24, подключенный между затвором и анодом тринистора. Показан низкоскоростной байпас 30, который содержит резистор 32, который шунтирует SCR 22. Turning now to FIG. 2, a circuit is schematically shown corresponding to the block diagram of FIG. 1. Battery 10 is charged by charge current source 12 which comprises a transformer 14 and diodes 16 and 18 which provide a full wave rectified battery charge source. Current switch 20 in the illustrated embodiment comprises an SCR 22 and resistor 24 connected between the gate and the anode of the SCR. Low rate bypass 30 is shown which comprises a resistor 32 which bypasses SCR 22. Токовый переключатель 20 управляется логикой 40, которая содержит NPN-транзистор Q1, коллектор которого соединен с затвором SCR 22, а эмиттер соединен с отрицательным полюсом батареи 10. Таким образом, транзистор Q1, когда он находится в проводящем состоянии, отводит ток от затвора SCR 22, предотвращая его проводимость. База транзистора Q1, в свою очередь, соединена через резистор 42 с двумя диодами D1 и D2, которые, соответственно, подключены к средствам измерения напряжения 80 и средствам измерения температуры 60. Сигнал достаточной величины от любого из этих чувствительных средств обеспечивает достаточное смещение базы транзистора Q1, чтобы обеспечить достаточную проводимость через транзистор для поддержания SCR 22 в непроводящем состоянии. Current switch 20 is controlled by logic 40 which comprises NPN transistor Q1, which has its collector coupled to the gate of SCR 22 and its emitter connected to the negative terminal of battery 10. Thus transistor Q1 when in a conducting state diverts current from the gate of SCR 22 preventing it from conducting. The base of transistor Q1 is in turn coupled through a resistor 42 to two diodes D1 and D2, which are respectively connected to voltage sensing means 80 and temperature sensing means 60. A signal of sufficient magnitude from either of these sensing means provides sufficient bias to the base of transistor Q1 to cause sufficient conduction through the transistor to maintain SCR 22 in a non-conducting state. Средство 80 определения напряжения содержит дифференциальный усилитель с транзисторами Q2 и Q3, которые предпочтительно согласованы во избежание зависимости от температуры. База транзистора Q2 привязана к опорному напряжению от источника 100 опорного напряжения. База транзистора Q3 подключена к делителю напряжения, расположенному параллельно батарее. По мере увеличения напряжения батареи пропорционально возрастает и напряжение на базе транзистора Q3. Когда это напряжение возрастает в достаточной степени по отношению к опорному напряжению на базе транзистора Q2, дифференциальный усилитель становится несимметричным, так что больший ток начинает протекать через транзистор Q3, тем самым изменяя падение напряжения на резисторе 83, который подключен между источником напряжения 100 и коллектор транзистора Q3, а также база-эмиттер другого транзистора Q4. Результирующее изменение смещения на базе транзистора Q4 вызывает увеличение тока эмиттер-коллектор, протекающего через транзистор Q4, который затем проходит через диод D1 на базу транзистора Q1 в логической схеме 40, тем самым отключая ключ 20, как и ранее. описано. Voltage detecting means 80 comprises a differential amplifier having transistors Q2 and Q3 which are preferably matched to avoid temperature dependency. The base of transistor Q2 is referenced to a reference voltage from a reference voltage source 100. The base of transistor Q3 is connected to a voltage divider which is placed across the battery. As the battery voltage rises, the voltage on the base of the transistor Q3 rises proportionately. When this voltage rises sufficiently with respect to the reference voltage on the base of transistor Q2, the differential amplifier becomes unbalanced such that a larger current begins to flow through transistor Q3, thereby changing the voltage drop across resistor 83, which is connected between voltage source 100 and the collector of transistor Q3 as well as the base-emitter of another transistor Q4. The resulting change in the bias on the base of transistor Q4 causes an increase in emitter-collector current flowing through transistor Q4, which then passes through diode D1 to the base of transistor Q1 in the logic circuit 40, thereby shutting off switch 20 as previously described. Ток коллектор-эмиттер, проходящий через Q4, также проходит через диод D3 обратно на базу транзистора Q3, обеспечивая тем самым запирающее действие. The collector-emitter current passing through Q4 also passes through diode D3 back to the base of transistor Q3 to thereby provide a latching action. Упомянутый выше делитель напряжения, который размещен на батарее 10 и который обеспечивает напряжение сигнала на базу транзистора Q3, содержит первый резистор 82 и второй переменный резистор 84. Переменный резистор 84 подключается через переменный контакт к базе транзистора Q3, чтобы обеспечить средство для регулировки порогового напряжения, которое должно быть измерено средством измерения напряжения и затем подано на логическое средство. The voltage divider mentioned above which is placed across battery 10 and which provides the signal voltage to the base of transistor Q3 comprises a first resistor 82 and a second variable resistor 84. Variable resistor 84 is connected through its variable contact to the base of transistor Q3 to thereby provide means for adjustment of the threshold voltage to be sensed by the voltage sensing means and then applied to the logic means. Следует отметить, что транзистор Q4 не нуждается в температурной компенсации, поскольку последовательная цепь, соединенная с базой транзистора Q4, состоящая из транзистора Q3 и резистора 83, обеспечивает усиление, достаточно большое для того, чтобы сделать любую температурную чувствительность транзистора Q4 относительно незначительной. It should be noted that transistor Q4 need not be temperature compensated because the series circuit connected to the base of Q4 comprising transistor Q3 and resistor 83 provides amplification which is great enough to render any temperature sensitivity of transistor Q4 relatively of little effect. Следует также отметить, что схема, показанная на фиг. 2 обеспечивает измерение напряжения на аккумуляторе 10 во время незарядных частей цикла, то есть между пиками пульсаций зарядного тока. Это предназначено для обеспечения более точного определения фактического напряжения батареи, а не для определения переходных процессов напряжения из-за колебаний напряжения и т.п. в цепи зарядки. Это достигается за счет подачи части напряжения источника заряда через диод 102 и резистор 104 на источник опорного напряжения для наложения на постоянное опорное напряжение напряжения пульсаций, превышающего ожидаемое появление на базе транзистора Q3. Величина резистора 104 выбрана так, чтобы обеспечить достаточно большую наложенную пульсацию. Диод 102 обеспечивает наличие конечного периода времени, в течение которого величина наложенных пульсаций равна нулю. It should further be noted that the circuit shown in FIG. 2 provides a voltage sensing of the voltage on battery 10 during the non-charging portions of the cycle, that is between the peaks of the ripple charging current. This is designed to provide a more accurate sensing of the actual battery voltage rather than the sensing of voltage transients due to voltage fluxuations or the like in the charging circuit. This is accomplished by feeding a portion of the charging source voltage via diode 102 and resistor 104 to the reference voltage source to superimpose on the constant reference voltage a ripple voltage greater than any expected to appear at the base of transistor Q3. The value of resistor 104 is chosen to assure an adequately large superimposed ripple. Diode 102 assures that there will be a finite period of time during which the magnitude of superimposed ripple is zero. Средство 60 определения температуры предназначено для работы аналогично средству 80 определения напряжения для подачи напряжения на диод D2 в логической схеме 40. Однако средство 60 определения температуры использует делитель напряжения, в котором термистор 62 с отрицательным температурным коэффициентом и переменный резистор 64 используются в цепи деления напряжения, использующей опорное напряжение от источника опорного напряжения. Термистор 62 термически связан с батареей 10, в то время как переменный резистор 64 соединен с базой транзистора Q6, чтобы функционировать аналогично соединению переменного резистора 84 с базой транзистора Q3 в цепи измерения напряжения. Таким образом, транзисторы Q5 и Q6 содержат термодатчик дифференциального усилителя, в котором база транзистора Q5 также соединена с опорным напряжением 100. Когда температура батареи повышается, напряжение на термисторе 62 изменяется, что увеличивает смещение на базе транзистора Q6 и обеспечивает увеличение тока коллектор-эмиттер, проходящего через транзистор Q6, тем самым изменяя падение напряжения на резисторе 63, которое в очередь изменяет смещение на базе транзистора Q7, увеличивая ток коллектор-эмиттер через него, чтобы подать сигнал через диод D2 на логическую схему 40. Temperature detection means 60 is designed to function somewhat similarly to voltage detection means 80 to provide a voltage to diode D2 in logic circuit 40. Temperature detecting means 60, however, uses a voltage divider wherein a negative temperature coefficient thermistor 62 and a variable resistor 64 are used in a voltage dividing circuit using a reference voltage from the reference voltage source. Thermistor 62 is thermally coupled to battery 10 while variable resistor 64 is connected to the base of a transistor Q6 to function in a similar manner to the coupling of the variable resistor 84 to the base of transistor Q3 in the voltage sensing circuit. Thus transistors Q5 and Q6 comprise a differential amplifier thermal sensing detector wherein the base of transistor Q5 is also coupled to reference voltage 100. When the temperature of the battery rises, the voltage across thermistor 62 changes which raises the bias on the base of transistor Q6 and provides for an increase in the collector-emitter current passing through transistor Q6 to thereby change the voltage drop across resistor 63 which in turn changes the bias on the base of transistor Q7, increasing the collector-emitter current therethrough to provide a signal through diode D2 to logic circuit 40. В этом датчике, как и в датчике напряжения, часть тока коллектор-эмиттер через транзистор Q7 подается обратно через диод D4 на базу транзистора Q6, чтобы создать с ним схему фиксации. In this sensor, as in the voltage sensor, a portion of the collector-emitter current through transistor Q7 is fed back through a diode D4 to the base of transistor Q6 to provide a latching circuit therewith. На фиг. 3 показан другой вариант осуществления. В этой схеме переменный ток выпрямляется тиристором 122 и диодом 124, чтобы альтернативно обеспечить высокую или низкую скорость зарядки аккумулятора 10. Зарядное устройство переключается с высокой скорости на низкую путем отвода тока от затвора 122a SCR 122. Ток на затворе 122а регулируется тиристором 130, который, в свою очередь, имеет затвор 130а, который определяет, через схемы делителя напряжения, содержащие соответственно средства измерения напряжения и средства измерения температуры, проводит ли тиристор 130. In FIG. 3 another embodiment is illustrated. In this circuit AC current is rectified by SCR 122 and diode 124 to alternatively supply high or low rate charging to battery 10. The charger is switched from high rate to low rate by diverting current from gate 122a of SCR 122. Current to gate 122a is controlled by SCR 130 which, in turn, has a gate 130a which determines, via voltage divider circuits comprising respectively the voltage sensing means and the temperature sensing means, whether SCR 130 conducts. Средство измерения напряжения содержит первый резистор 140 и второй переменный резистор 142, включенные последовательно с резистором 140. Резистор 140 соединен с положительной стороной батареи 10, а противоположный конец резистора 142 присоединен к отрицательной клемме батареи 10. Переменный контакт 142а на резисторе 142 соединен с затвором 130а тринистора 130 через диод 144. Резистор 142а настраивается для обеспечения достаточного положительного напряжения для срабатывания тиристора 130, когда напряжение на батарее 10 достигает заданного уровня, выше которого дальнейшая зарядка может повредить батарею. The voltage sensing means comprise a first resistor 140 and a second variable resistor 142 in series with resistor 140. Resistor 140 is coupled to the positive side of battery 10 and the opposite end of resistor 142 is attached to the negative terminal of battery 10. Variable contact 142a on resistor 142 is coupled to gate 130a of SCR 130 through a diode 144. Resistor 142a is adjusted to provide a voltage sufficiently positive to fire SCR 130 when the voltage on battery 10 reaches a predetermined level beyond which further charge would damage the battery. Средство измерения температуры в этом варианте осуществления содержит термистор 150 и переменный резистор 152, соединенные вместе в виде делителя напряжения на батарее 10. Напряжение в точке 154 между ними подается через диод 156 на затвор 130а тринистора 130. The temperature sensing means in this embodiment comprise a thermistor 150 and a variable resistor 152 coupled together as a voltage divider across battery 10. The voltage at point 154 therebetween is fed through a diode 156 to gate 130a of SCR 130. В таком случае во время работы батарея во время ее зарядки увеличивает температуру, а также выходное напряжение. По мере повышения температуры сопротивление термистора 150 увеличивается. Это изменяет падение напряжения на термисторе 150, повышая напряжение в точке 154. Если напряжение в точке 154 поднимется до уровня, достаточного для срабатывания тиристора 130, напряжение на затворе 122а тиристора 122 упадет, отключив тиристор 122 и тем самым прекратив зарядку батареи 10 большим током. Таким образом, повышение температуры выше заданного значения приводит к отключению сильноточного зарядного устройства. Фактическая установка или выбор температуры контролируется регулировкой переменного резистора 152. In operation then, the battery during charging thereof increases in temperature as well as in output voltage. As the temperature increases, the resistance of thermistor 150 increases. This changes the voltage drop across thermistor 150, raising the voltage at point 154. Should the voltage at point 154 rise to a level sufficient to fire SCR 130, the voltage on gate 122a of SCR 122 will fall, shutting off SCR 122 and thereby discontinuing the high current charging of battery 10. Thus an increase in temperature beyond a predetermined point results in shut-off of the high current charger. The actual setting or selection of the temperature is controlled by adjustment of variable resistor 152. Следует отметить, что в проиллюстрированном варианте термистор 150 подключен к отрицательной клемме аккумулятора 10 и, следовательно, точка 154 всегда более положительная. Следовательно, термистор 150 выбирают так, чтобы он имел положительный температурный коэффициент. И наоборот, если бы положение термистора 150 и переменного резистора 152 было противоположным, то есть термистор 150 был подключен к положительной клемме батареи 10, термистору потребовался бы отрицательный температурный коэффициент. В любом случае, конечно, термистор 150 должен быть термически соединен с батареей 10 для максимальной эффективности восприятия и передачи тепла, выделяемого батареей, термистору. It should be noted that, in the illustrated embodiment, thermistor 150 is connected to the negative terminal of battery 10 and, therefore, point 154 is always more positive. Thermistor 150, therefore, is selected to have a positive temperature coefficient. Conversely, if the position of thermistor 150 and variable resistor 152 were reversed, that is, thermistor 150 was connected to the positive terminal of battery 10, the thermistor would require a negative temperature coefficient. In either case, of course, thermistor 150 should be thermally coupled to battery 10 for maximum effectiveness in sensing and transmitting the heat generated by the battery to the thermistor. Таким образом, можно избежать вредных высоких температур за счет отключения зарядного тока, когда температура поднимается выше безопасного уровня. Однако, если батарея достигает состояния заряда, за пределами которого дальнейшая зарядка может повредить элемент в холодной окружающей среде, когда средства измерения температуры будут неэффективны, напряжение батареи измеряется напряжением на резисторах 140 и 142. Как упоминалось ранее, большинство элементов, таких как, например, никель-кадмиевые элементы, имеют напряжение, указывающее на состояние полного заряда, обратно пропорциональное температуре элемента. То есть, чем ниже температура элемента, тем выше напряжение, указывающее на полный заряд. Следовательно, точка напряжения, выбранная для отключения напряжения при более низких температурах окружающей среды, может быть установлена выше, чем соответствующее напряжение при высоких температурах. Таким образом, при низкотемпературном состоянии полного заряда, когда батарея достигла полного заряда или, как в более обычном случае, батарея достигла состояния, близкого к полному заряду, после которого нельзя продолжать высокую зарядку, напряжение на делителе напряжения составляет резисторов 140 и 142 поднимается в достаточной степени, чтобы обеспечить напряжение на переменном контакте 142а, достаточно высокое по отношению к отрицательному полюсу батареи для срабатывания тиристора 130, чтобы, в свою очередь, отвести ток от затвора 122а тиристора 22, тем самым отключив сильноточный ток. цепь заряда. Thus deleterious high temperatures are avoided by shut-off of the charge current as temperature rises beyond a safe level. Should the battery, however, reach a charge condition beyond which further charging would damage the cell in a cold ambient wherein the temperature sensing means would be ineffective, voltage of the battery is sensed by the voltage across resistors 140 and 142. As mentioned previously, most cells such as, for example, nickel-cadmium cells, exhibit a voltage indicative of a full charge condition inversely proportionate to the temperature of the cell. That is, the lower the temperature of the cell, the higher the voltage indicative of a full charge. Therefore, the voltage point selected for voltage cut-off at lower ambient temperature conditions can be set higher than the corresponding voltage at high temperatures. Thus in a low temperature full charge condition wherein the battery has reached full charge or, as in the more normal case, the battery has reached a condition approaching full charge and beyond which high charging should not be continued, the voltage across the voltage divider comprising resistors 140 and 142 rises sufficiently to provide a voltage at a variable contact 142a sufficiently high with respect to the negative terminal of the battery to fire SCR 130 to, in turn, divert current from gate 122a of SCR 22, thereby shutting off the high current charge circuit. Таким образом, либо в условиях высокой температуры, либо в условиях высокого напряжения сигнал альтернативно подается обратно на SCR 130 для отключения высокого зарядного тока. Thus under either high temperature conditions or high voltage conditions, a signal is alternatively fed back to SCR 130 to shut off the high charge current. В схеме, показанной на фиг. 3 дополнительный диод 160 также предусмотрен последовательно с резистором 162 и вторым резистором 164 на выходе трансформатора 120. Катод тринистора 130 подключен к средней точке 166 между резисторами 162 и 164. Эта дополнительная схема позволяет прекращение заряда, т. е. включение SCR 130, только в периоды нулевого тока заряда. То есть напряжения датчиков батареи могут запускать SCR только между импульсами тока от зарядного устройства батареи. Таким образом, изменения зарядного потенциала из-за различных условий в зарядном устройстве и связанных с ним схемах не повлияют на калибровку датчиков. In the circuit illustrated in FIG. 3, an additional diode 160 is also provided in series with a resistor 162 and a second resistor 164 across the output of transformer 120. The cathode of SCR 130 is connected to the midpoint 166 between resistors 162 and 164. This additional circuitry permits charge termination, i.e., firing of SCR 130, only during periods of zero charge current. That is, the voltages of the battery sensors can only fire the SCR in between current pulses from the battery charger. Thus the variations in charge potential due to varying conditions in the charger and associated circuitry will not affect the calibration of the sensors. Обращаясь теперь к фиг. 4 показана модифицированная версия сенсорной системы изобретения. Следует отметить, что в этой версии диод 144 в цепи измерения напряжения исключен. Это обеспечивает более низкий импеданс тиристора, тем самым решая или смягчая проблему поддержания тиристора в состоянии срабатывания, которое в противном случае, при очень высоком импедансе, потребовало бы поддержания большего тока, протекающего через тиристор 130. Здесь также следует отметить, что диод 124 был заменен диодами 124а и 124b, которые присоединены к противоположным ветвям вторичных обмоток трансформатора 120 для обеспечения двухполупериодного выпрямления. Здесь следует также отметить, что использование либо однополупериодного, либо двухполупериодного выпрямления не является обязательным, и в описываемых схемах одно средство выпрямления может быть заменено другим. Turning now to FIG. 4, a modified version of the sensing system of the invention is shown. In this version, it will be noted that diode 144 in the voltage sensing circuit has been eliminated. This provides a lower impedance to the SCR, thus solving or mitigating the problem of keeping the SCR in a fired condition which, otherwise, with a very high impedance would necessitate that a larger current flow be maintained through SCR 130. It will also be noted here that diode 124 has been replaced by diodes 124a and 124b which are attached to the opposite legs of the secondary windings of transformer 120 to provide full-wave rectification. It should be further noted here that the use of either half-wave or full-wave rectification is optional, and one rectification means may be substituted for another in the circuits described. В схеме на фиг. 4 резистор 170 соединяет центральный вывод трансформатора 120 с отрицательным полюсом батареи 110 в катоде тринистора 130 для выполнения той же функции, что и ранее описанная в отношении резисторов 162 и 164 и диода 160 на фиг. 3; т. е. разрешить зажигание тиристора 130 только между импульсами зарядного тока. In the circuit of FIG. 4 resistor 170 connects the center tap of transformer 120 to the negative pole of battery 110 in the cathode of SCR 130 to perform the same function as previously described with respect to resistors 162 and 164 and diode 160 in FIG. 3; i.e., to permit firing of SCR 130 only between the pulses of charge current. Следует также отметить, что в схеме на фиг. 4, термистор 150 на фиг. 3 заменен термистором 150'. Термистор 150' представляет собой резистор с отрицательным температурным коэффициентом, поскольку в проиллюстрированной схеме термистор 150' присоединен к положительному выводу батареи. Таким образом, повышение температуры приведет к уменьшению сопротивления термистора 150', что, в свою очередь, приведет к увеличению падения напряжения на резисторе 152', тем самым повышая напряжение, передаваемое через диод 156 на затвор 130a тринистора 130, чтобы в конечном итоге запустить этот тринистор. когда напряжение достигает достаточного уровня. It will be noted as well that, in the circuit of FIG. 4, thermistor 150 of FIG. 3 has been replaced by thermistor 150'. Thermistor 150' is a negative temperature coefficient resistor because, in the illustrated circuit, thermistor 150' is attached to the positive terminal of the battery. Thus a rise in temperature will result in a decrease in the resistance of thermistor 150' to thereby result in an increase in the voltage drop across resistor 152' thereby raising the voltage transmitted through diode 156 to gate 130a of SCR 130 to eventually fire that SCR when the voltage has reached a sufficient level. Другая проблема, с которой можно столкнуться при выборе компонентов для реализации желаемой схемы изобретения, связана с возможным самонагревом термистора, такого как термистор 150 или термистор 150', что вызывает протекание через него большого количества тока. Эта проблема может возникнуть независимо от того, является ли термистор устройством с отрицательным или положительным температурным коэффициентом. Another problem which may be encountered in the selection of components to carry out the desired circuitry of the invention involves the possible self-heating of the thermistor such as thermistor 150 or thermistor 150' to cause large amounts of current to flow therethrough. This problem may occur regardless of whether the thermistor is a negative temperature coefficient device or positive temperature coefficient. На фиг. 5 показана альтернативная схема, в которой диод 156 заменен транзистором 180, база которого соединена с точкой между термистором 150' и переменным резистором 152'. Таким образом, можно использовать термистор с высоким сопротивлением, который, несмотря на различное сопротивление, при всех температурах будет пропускать очень небольшой ток, тем самым уменьшая проблему самонагрева. Переменный ток, проходящий через него, управляет током, протекающим от положительной клеммы батареи 10 через резистор 182 и транзистор 180 к затвору SCR 130. In FIG. 5 an alternate circuit is shown wherein diode 156 is replaced by a transistor 180 having its base coupled to a point between thermistor 150' and variable resistor 152'. In this manner a high resistance thermistor may be used, which while varying in resistance, will, at all temperatures, pass very little current, thus mitigating the problem of self-heating. The variable current passing therethrough controls the current flowing from the positive terminal of battery 10 through resistor 182 and transistor 180 to the gate of SCR 130. Второй термистор 190 также предусмотрен в схеме на фиг. 5, чтобы обеспечить некоторую компенсацию возможной температурной чувствительности SCR 130. Термистор 190 включен параллельно второму резистору 192, и оба резистора, в свою очередь, последовательно включены с переменным резистором 142 и резистором 140 в цепи измерения напряжения. A second thermistor 190 is also provided in the circuit of FIG. 5 to provide a degree of compensation for possible temperature sensitivity of SCR 130. Thermistor 190 is in parallel with a second resistor 192 and both resistors are in turn in series with variable resistor 142 and resistor 140 in the voltage sensing circuit. Следует отметить, что на обеих фиг. 4 и фиг. 5 диод 156 схемы фиг. 3 был опущен, и вместо этого напряжение от схемы измерения температуры накладывается непосредственно на схему измерения напряжения, питающую затвор 130a SCR 130. Как описано ранее, это исключение диода желательно, когда тринистор используется в качестве детектора напряжения, чтобы уменьшить уровень импеданса в цепи затвора. Однако, чтобы выполнить срабатывание SCR 130 через такие схемы, схема измерения температуры должна иметь относительно низкий импеданс, если смотреть с ее выхода. Следовательно, возникает возможная проблема самонагрева термистора, что, в свою очередь, требует использования другого активного устройства, такого как транзистор 180 на фиг. 5, посредством чего ток, проходящий из цепи измерения температуры в цепь измерения напряжения, может быть увеличен при поддержании достаточно высокого уровня импеданса в цепи термистора. It will be noted that in both FIG. 4 and FIG. 5 diode 156 of the circuit of FIG. 3 has been omitted and instead the voltage from the temperature sensing circuit is superposed directly upon the voltage sensing circuit supplying gate 130a of SCR 130. As previously described, this omission of the diode is desirable when an SCR is used as a voltage detector in order to decrease the impedance level in the gate circuit. However, to accomplish firing of the SCR 130 via such circuits, the temperature sensing circuit must have a relatively low impedance as viewed from its output. Hence, a possible problem of self-heating of the thermistor arises, necessitating in turn the use of another active device such as the transistor 180 in FIG. 5 whereby the current passed from the temperature sensing circuit into the voltage sensing circuit can be increased while maintaining a reasonably high impedance level in the thermistor circuit. На фиг. 6 показана альтернативная схема, в которой средство измерения температуры содержит термостат 250, последовательно соединенный с батареей 210. Зарядный ток, который в проиллюстрированном варианте осуществления является полупериодным, с высокой скоростью подается на батарею 210 через SCR 222. Как и в ранее описанных вариантах осуществления, напряжение батареи измеряется делителем напряжения, содержащим резистор 240 и переменный резистор 242, которые можно регулировать для установки желаемого значения отсечки напряжения. Затвор 230а тиристора 230 соединен с регулируемым контактом 242а резистора 242 для срабатывания тиристора 230, когда напряжение на контакте 242а достигает заданного значения. Это соединит затвор 222a SCR 222 с отрицательной клеммой батареи 210, чтобы отключить SCR 222. In FIG. 6, an alternate circuit is shown wherein the temperature sensing means comprises a thermostat 250 in series with battery 210. Charging current, which is half-wave in the illustrated embodiment, at a high rate is supplied to battery 210 through SCR 222. As in the embodiments previously described, battery voltage is sensed by a voltage divider comprising resistor 240 and variable resistor 242 which may be adjusted to set the desired voltage cut-off value. The gate 230a of SCR 230 is connected to variable contact 242a of resistor 242 to fire SCR 230 when the voltage at contact 242a reaches a predetermined value. This will connect gate 222a of SCR 222 to the negative terminal of battery 210 to turn off SCR 222. В этом варианте осуществления высокая скорость зарядки прекращается в зависимости от температуры путем размыкания контактов термостата 250. Когда это происходит, напряжение зарядного устройства во время полупериода зарядки повышается из-за отключения нагрузки от аккумуляторной батареи. Это, в свою очередь, вызывает повышение напряжения на делителе напряжения, содержащем резисторы 240 и 242. Затем SCR 222 отключается из-за срабатывания SCR 230, как описано ранее.

Соседние файлы в папке новая папка