Прилад для балансування напруги на окремому суперконденсаторі акумулюючої батареї від перезаряду

Реферат: Прилад для балансування напруги на окремому суперконденсаторі акумулюючої батареї від перезаряду містить подільник напруги, транзистор, шунтуючий резистор суперконденсатора, шунтуючий резистор бази транзистора. Прилад оснащений обмежуваним резистором, індикаційним світлодіодом та мікросхемою (TL431), анод якої під'єднаний до кінця вимірювального резистора, до шунтуючого резистора суперконденсатора, до катода світлодіода та негативної клеми суперконденсатора, анод світлодіода під'єднано до другого кінця шунтуючого резистора суперконденсатора і колектора транзистора, катод мікросхеми під'єднаний до одного кінця обмежуваного резистора, другий кінець обмежуваного резистора під'єднано до бази транзистора і до одного кінця шунтуючого резистора бази транзистора, при цьому керуючий вхід мікросхеми під'єднаний до подільника напруги. UA 116216 U (12) UA 116216 U UA 116216 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електротехніки і може бути використана в процесі експлуатації акумуляторних батарей із суперконденсаторів в автономних системах живлення. Відомими є системи для захисту акумуляторних батарей від перезаряду, які здійснюють відключення від зарядного приладу у випадку перезаряду окремого елемента (патент US 20120105015 А1, H02J 7/06 опубл. 3.05.2012 р.). Недоліком системи є те, що вона відключає заряд всієї акумулюючої батареї, а не вирівнює напругу на окремому елементі, що призводить до неповної зарядки акумулюючої батареї. Найбільш близьким по технічній суті до корисної моделі є прилад балансування суперконденсаторів, що включає опорну напругу, подільник напруги, який встановлює межу спрацювання, а також операційний підсилювач, який приймає сигнал з опорної напруги і подільника напруги і керує транзистором, який шунтує на резистор для розсіяння енергії, коли напруга на елементі перевищує номінальне значення (патент US 20030214267 А1, H02J 7/00 опубл. 20.11.2003 р.). Недоліком приладу є те, що для подачі опорної напруги використано елементи 410 і 412, які знаходяться за межами операційного підсилювача і виступають додатковими елементами при монтажі установки, що збільшує її габаритні розміри та приводить до додаткового споживання електричного струму. В основу корисної моделі поставлено задачу зниження споживання електричного струму в режимі очікування, шляхом використання подільника напруги, транзистора, шунтуючого резистора суперконденсатора, шунтуючого резистора бази транзистора, причому прилад оснащений обмежуваним резистором, індикаційним світлодіодом та мікросхемою (TL431), анод якої під'єднаний до кінця вимірювального резистора, до шунтуючого резистора суперконденсатора, до катода світлодіода та негативної клеми суперконденсатора, анод світлодіода під'єднано до другого кінця шунтуючого резистора суперконденсатора і колектора транзистора, катод мікросхеми під'єднаний до одного кінця обмежуваного резистора, другий кінець обмежуваного резистора під'єднано до бази транзистора і до одного кінця шунтуючого резистора бази транзистора, при цьому керуючий вхід мікросхеми під'єднаний до подільника напруги. На графічному зображенні приведено схему приладу для балансування напруги на окремому суперконденсаторі акумулюючої батареї від перезаряду. Прилад для балансування напруги на окремому суперконденсаторі акумулюючої батареї від перезаряду складається з суперконденсатора 1, мікросхеми 2 (TL431), транзистора 3, подільника напруги 4, який складається з резистора 5, вимірювального резистора 6, шунтуючого резистора бази транзистора 7, обмежуваного резистора 8, шунтуючого резистора суперконденсатора 9 і світлодіода 10. Анод мікросхеми 2 під'єднаний до кінця вимірювального резистора 6, шунтуючого резистора суперконденсатора 9, катода світлодіода 10 та негативної клеми суперконденсатора 1. Другий кінець вимірювального резистора 6 під'єднаний до керуючого входу мікросхеми 2 і резистора 5. Катод мікросхеми 2 з'єднаний з обмежуваним резистором 8, другий кінець якого під'єднаний до бази транзистора 3 і до шунтуючого резистора бази транзистора 7. Колектор транзистора 3 під'єднаний до другого кінця шунтуючого резистора суперконденсатора 9 і анода світлодіода 10. Емітер транзистора 3 з'єднаний з резистором 5 і шунтуючим резистором бази транзистора 7 та додатною клемою суперконденсатора 1. Шунтуючий резистор суперконденсатора 9 виступає як навантажувальний резистор для захисту суперконденсатора від перезаряду. За допомогою подільника напруги 4 забезпечується регулювання напруги для спрацювання мікросхеми 2, яка в свою чергу забезпечує регулювання порогу спрацьовування транзистора 3. Принцип роботи приладу для балансування напруги на окремому суперконденсаторі акумулюючої батареї від перезаряду полягає в наступному. Коли напруга на суперконденсаторі 1 перевищує номінальне значення 2,7 В, на керуючому виході мікросхеми 2 стає напруга відкривання 2,5 В, тоді транзистор 3 відкривається і починає пропускати струм, забезпечуючи розряд суперконденсатора на шунтуючий резистор суперконденсатора 9 і засвічується світлодіод 10, який служить для візуального контролю. За допомогою подільника напруги 4 забезпечується регулювання напруги для спрацювання мікросхеми 2. Коли різниця потенціалів на зовнішніх клемах суперконденсатора 1 стає меншою ніж 2,7 В, транзистор 3 закривається і струм через нього не протікає. Шунтуючий резистор бази транзистора 7 служить для повного закриття транзистора 3, а обмежуваний резистор 8 служить для обмеження струму бази транзистора 3. Таким чином запропонований приладу для балансування напруги на окремому суперконденсаторі акумулюючої батареї від перезаряду, що використовує мікросхему, в якій джерело опорної напруги знаходиться в одному корпусі з операційним підсилювачем, що 1 UA 116216 U зменшує число елементів при монтажі приладу та його габаритні розміри, а також знижує споживання електричного струму в режимі очікування і дає можливість рівномірно зарядити кожен елемент акумулюючої батареї, що дозволить підвищити її надійність роботи і збільшити термін експлуатації. 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Прилад для балансування напруги на окремому суперконденсаторі акумулюючої батареї від перезаряду, який містить подільник напруги, транзистор, шунтуючий резистор суперконденсатора, шунтуючий резистор бази транзистора, який відрізняється тим, що прилад оснащений обмежуваним резистором, індикаційним світлодіодом та мікросхемою (TL431), анод якої під'єднаний до кінця вимірювального резистора, до шунтуючого резистора суперконденсатора, до катода світлодіода та негативної клеми суперконденсатора, анод світлодіода під'єднано до другого кінця шунтуючого резистора суперконденсатора і колектора транзистора, катод мікросхеми під'єднаний до одного кінця обмежуваного резистора, другий кінець обмежуваного резистора під'єднано до бази транзистора і до одного кінця шунтуючого резистора бази транзистора, при цьому керуючий вхід мікросхеми під'єднаний до подільника напруги. Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2