Научная статья на тему 'О ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА ЛИТИЙИОННОГО АККУМУЛЯТОРА'

О ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА ЛИТИЙИОННОГО АККУМУЛЯТОРА Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
10
4
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
литий-ионный аккумулятор / зарядное устройство / li-ion battery / battery charger

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Е А. Ханкова, Д К. Лобанов

В данной статье рассмотрены динамические характеристики импульсного зарядного устройства для литий ионных аккумуляторов повышенной мощности. Были получены частотные характеристики и построены переходные процессы для режимов стабилизации зарядного тока и зарядного напряжения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Е А. Ханкова, Д К. Лобанов

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ON THE DYNAMIC STABILITY OF A LI-ION BATTERY CHARGER

This article discusses the dynamic characteristics of a pulse charger for high-power lithium-ion batteries. Frequency characteristics were obtained and transient processes were constructed for the modes of stabilization of the charging current and charging voltage.

Текст научной работы на тему «О ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА ЛИТИЙИОННОГО АККУМУЛЯТОРА»

УДК 621.314.1

О ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА ЛИТИЙ-

ИОННОГО АККУМУЛЯТОРА

Е.А. Ханкова, Научный руководитель - Д. К. Лобанов

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Е-mail: [email protected]

В данной статье рассмотрены динамические характеристики импульсного зарядного устройства для литий - ионных аккумуляторов повышенной мощности. Были получены частотные характеристики и построены переходные процессы для режимов стабилизации зарядного тока и зарядного напряжения.

Ключевые слова: литий-ионный аккумулятор, зарядное устройство.

ON THE DYNAMIC STABILITY OF A LI-ION BATTERY CHARGER

E.A. Khankova, Scientific supervisor - D.K. Lobanov

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected]

This article discusses the dynamic characteristics of a pulse charger for high-power lithium-ion batteries. Frequency characteristics were obtained and transient processes were constructed for the modes of stabilization of the charging current and charging voltage.

Key words: li-ion battery, battery charger.

Зарядное устройство - электронное устройство для заряда электрических аккумуляторов энергией внешнего источника, как правило, от сети переменного тока.

Для аккумуляторов повышенной емкости типовые схемы зарядных устройств с непрерывным законом управления не подходят. Т.к. для таких аккумуляторов необходим большой ток , то в типовых схемах зарядного устройства будут большие потери мощности на регуляторе. Для снижения уровня потерь используем импульсный преобразователь [1].

Структурная схема зарядного устройства литий-ионного аккумулятора, рис.1.

Рис. 1. Структурная схема зарядного устройства

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2022. Том 1

В ходе проведения динамического расчета [2] были получены графики амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик с разными значениями тока и постоянным напряжением в 5В и характеристики с постоянным значением тока заряда 20А и разных значениях напряжения для режима стабилизации тока. Для режима стабилизации напряжения были получены те же графики с такими же значениями зарядного тока и напряжения. Но в системе отсутствовали запасы устойчивости, поэтому необходимо провести коррекцию системы путем ввода в контур корректирующего устройства [3].

После введения в контур корректирующего устройства амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик для режима стабилизации тока при напряжении заряда 5В и токе заряда 20А, рис 2, и для режима стабилизации напряжения при напряжении заряда 5В и токе заряда 20 А, рис 3, выглядят следующим образом.

• АЧХ с корректируемый при I ■ 20 А, Ът ■ 5 Б ФЧХ скоррекшруемьш при I=20 А, и=5 В

■ АЧХ корректирующего устройства ФЧХ корректирующего устройства

• АЧХ разомкнутого контура при I = 20 А.и = 5 В ФЧХ разомкнутого ыэнтура при I ■ 20 А, и » 5 В

Рис. 2. Амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики для режима стабилизации тока при постоянном значении тока заряда и при постоянном значений зарядного напряжения

тг

пТ

II

0 \ X

-5' н|-

-180

«г-

Частота. Гц

--АЧХ скорр екгированный при и = 5 В, I = 20 А

----------ФЧХ скорр екгир ованный при и = 5 В, I = 20 А

--АЧХ корректирующего устройства

----------ФЧХ корректирующего устройства

--АЧХ разомкнутого контура при и = 5 В, I = 20 А

----------ФЧХ разомкнутого контура при С = 5 В, I = 20 А

Рис. 3. Амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики для режима стабилизации напряжения при постоянном значении тока заряда и при постоянном значений зарядного напряжения

Для подтверждения того что, корректирующее устройство подобрано верно, построим графики переходных процессов для режимов стабилизации тока, и напряжения, рис.4

( д

Х19.В313 \

V

и, в 3.090

гВ0ОЯК 1.2СК 2Л0К ф ЗбСК 48СК. у с 6СОК

Рис. 4. Графики переходных процессов стабилизации тока и напряжения:а) график переходного процесса для режима стабилизации тока; б) график переходного процесса для режима стабилизации

напряжения

Модель зарядного устройства стабилизирует ток равный 19.836А., что соответствует погршности в 0,82% и входит в диапазон заданного значения тока заряда от 0А. до 20 А. Так как задано начальное значение напряжение аккумулятора 2.8В, график переходного процесса стабилизации напряжения строится с этого значения напряжения, а не от 0. Модель зарядного устройства стабилизирует напряжения равное 3.996В., что соответствует погрешности в 0,1% и входит в диапазон заданного значения зарядного напряжения от 0В. до 5В.

Библиографические ссылки

1. Мелешин В. И. Транзисторная преобразовательная техника. Моска: Техносфера, 2005. 632с.

2. Мизрах, Е. А. Теория автоматического управления. Линейные непрерывные системы. Красноярск: САА, 2000. 184с.

3. Никулин Е.А. Основы теории автоматического управления. Частотные методы анализа и синтеза систем. Санкт - Петербург: БХВ-Петербург, 2004. 632с.

© Ханкова Е. А., 2022

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.