CN1411624A - 蓄电池充电器 - Google Patents
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Abstract
建议一种蓄电池充电器，它具有一个用于输入待充电蓄电池(12)额定容量的容量输入器(C)。一个充电测定装置(14)求出在充电期间已充入的充电量(Ah)。当充电量(Ah)与输入的容量相一致时，一个充电比较器(15)产生结束充电过程的一个关闭信号(A)。
Description
现有技术
本发明涉及到一种蓄电池充电器，例如象从专业杂志“ELVjournal”98年第4期81-83页中所知道的那样。该在先公开的蓄电池充电器具有一个用于预定各种不同充电程序和用于输入蓄电池数据、例如象额定容量或者额定电压的键盘。借助于输入的额定容量选择出充电电流。除了镍-镉蓄电池充电之外，该在先公开的充电器也适用于铅-酸蓄电池充电，这种蓄电池按照稳压方法采用限流充电。在这里，允许的最大蓄电池电压限制在预先给定的值上并且借助于输入的蓄电池数据确定充电电流。一直到达到允许的最大充电电压为止，根据确定的值调节或者控制充电电流。相反，在达到允许的最大充电电压时，根据允许的最大充电电压控制或者调节，在这里，充电电流被减小。
本发明的任务是说明一种可以大大避免蓄电池过量充电的蓄电池充电器。
这个任务通过在独立权利要求中说明的特征来解决。本发明的优点
按照本发明的蓄电池充电器的优点是，充电过程最晚在已进行的充电相当于待充电蓄电池的输入的额定容量时结束。如果待充电的蓄电池在充电过程期间没有达到所期待的充电电压和充电电压被用作为降低充电电流的评判准则的话，则似乎不能按照规定结束充电过程。在这些情况下，尽管蓄电池具有一个或者多个有缺陷电池，按照本发明的蓄电池充电器还是能结束充电过程。
允许的最大充电电压取决于多个影响参数，比如象温度和蓄电池以前的情况，这样，确定的允许最大充电电压只能是一个估算值。按照本发明的蓄电池充电器可以确定比较而言高的允许最大充电电压，因为在任何情况下充电过程在达到相当于额定容量的充电量之后结束。
由从属权利要求中可以得出按照本发明的蓄电池充电器的有利构造和进一步改进。
第一个有利构造预先规定根据输入容量确定充电电流。采用这个措施可以保证充电电流与蓄电池大小相匹配。允许的充电电流由蓄电池制造厂家说明并且可以被相应地选择。
另一个有利构造预先规定根据预先给定的充电程序确定充电电流。例如采用这个措施可以通过相应确定充电电流预先给定正常充电、加速充电或者快速充电。特别有利的是，充电程序与输入的额定容量相结合，以便始终保持在允许的充电电流之内。
按照本发明的蓄电池充电器的另一个构造中预先给定允许的最大充电电压。采用这个措施可以保护蓄电池。对于铅蓄电池或者铬酸铅蓄电池，通过预先给定允许的最大充电电压可以避免在蓄电池内有气体或者至少使气体保持在无害范围内。
在预先规定最大允许充电电压范围内的另一个特别有利构造预先规定，根据预先给定的充电程序确定允许的最大电压。在预先给定快速充电时，可以提高允许的最大充电电压，以便可以流动更高的充电电流。
按照本发明的充电器的另一个有利构造设置了一个用于测定充电电压的测定装置。只要预定限制在预先给定的允许最大充电电压内，这个限制可以至少短时间取消，以便可以测量在预先给定的充电电流情况下出现的充电电压。比较器将充电电压与预先给定的极限电压进行比较并且在必要时产生一个同样结束充电过程的关闭信号。
由其它从属权利要求和下面的说明中得出了按照本发明的蓄电池充电器的其他有利构造和改进。附图
在附图中示出了按照本发明的蓄电池充电器的方框图。
能源10通过一个充电调节器11与要充电的蓄电池12连接。充电调节器根据充电电流额定值ISoll确定充电电流和根据允许最大充电电压Umax确定电压。充电电流额定值ISoll和允许的最大充电电压Umax由一个充电控制装置13提供。充电控制装置13从程序预定器P和容量预定器C中得到信号。充电测定装置14由数字式充电电流实际值ILD求出在充电过程期间存入蓄电池12内的充电量Ah并且将它传送给充电比较器15，充电比较器将充电量Ah与通过容量预定器C预先给定的蓄电池12的额定容量进行比较。充电比较器15向充电控制装置13给出一个第一关闭信号A。
除此之外，向充电控制装置13输入一个数字式充电电压实际值ULD，除了数字式充电电流实际值ILD之外，这个数字式充电电压实际值是一个A/D转换器16提供的。除了提供给充电测定装置之外，数字式充电电流实际值ILD还供充电调节器11使用。A/D转换器16根据(模拟)充电电压实际值UL或者根据(模拟)充电电流实际值IL求出数字式充电电压实际值ULD以及数字式充电电流实际值ILD。
充电电流实际值IL作为在一个分流电阻器17上出现的电压降采集。分流电阻器17与一个多路输出选择器(Demultiplexer)18连接，多路输出选择器或者将充电电流实际值IL或者将充电电压实际值UL继续传送给A/D转换器16。充电电压实际值UL由一个分压器19降低并且通过多路输出选择器18提供给A/D转换器。
按照本发明的蓄电池充电器工作如下：
首先通过容量预定器C输入要充电蓄电池12的额定容量。在示出的实施例中假设，蓄电池12是一个铅-酸蓄电池。在充电调节器11中预先给定的合适充电方法预定，蓄电池12首先用预先给定的电流Isoll充电，一直达到允许的最大充电电压Umax，采用稳压工作方式进行，在这种工作方式中预先给定低于或者最高等于所允许的最大充电电压Umax的电压。充电控制装置13根据输入的蓄电池12额定容量确定充电调节器11应调节的充电电流额定值ISoll。在采用已知的蓄电池12额定电压、例如12V时，与充电电流额定值Isoll相协调，充电控制装置13同样预先给定允许的最大充电电压Umax。由于不可避免的线路电阻和由于在蓄电池12内阻上的较高电压降，在充电电流额定值ISoll较高时，确定的允许最大充电电压Umax可以比在充电电流额定值Isoll较低时的高。
有利的是，设置了程序预定器P，它使得可以选择充电程序。除了在这里没有详细说明的放电程序和蓄电池保养程序之外，特别是可以影响充电时间。例如，可以在正常充电、加速充电或者快速充电范围内预先给定一个充电程序。充电控制装置13另外根据程序预定器P确定充电电流额定值ISoll并且在必要情况下相应改变允许的最大充电电压Umax。
特别是，按照本发明的蓄电池充电器设置了充电电流实际值IL的采集，在示出的实施例中，该充电电流实际值作为分流电阻器17上的电压降采集。考虑到高效率，应该注意，分流电阻器17只具有小电阻，这样，电压降同样只是很小的。分压器19降低了充电电压实际值UL，以便至少近似地到相同的数量级，如在分流电阻器17上的电压降那样。这个措施的主要优点是，可以使用于两个输入参数的A/D转换器适应相同的转换范围。多路输出选择器18用于使得在可预先给定的时间顺序内在A/D转换器16上或是施加充电电流实际值IL或是充电电压实际值UL。
A/D转换器16提供数字式充电电流实际值ILD，它一方面作为用于可能设置的电流调节的实际值传送给充电调节器11，另一方面传送给充电测定装置14。充电测定装置14在时间上进行积分并且作为输出信号提供用于在充电过程期间存储在蓄电池12内的充电量的一个量度Ah。根据存在的数字式充电电流实际值ILD，充电测定装置14采用简单的方式借助于一个计数器来实现。
求出的充电量Ah在充电比较器15内与由容量预定器C输入的蓄电池12额定容量进行比较。如果存入的充电量Ah达到了额定容量，充电比较器15向充电控制装置13发送结束充电过程的第一关闭信号A。采用这个措施可以保证，充电过程最晚在达到相当于输入的蓄电池12额定容量的充电量Ah时结束。第一关闭信号A使充电过程结束，不受充电控制装置13预先给充电调节器11的充电电流额定值ISoll或者允许的最大充电电压Umax的影响。例如，以往若在一个其中对于至少一个电池电压(Zellenspannung)低于通常值的蓄电池12中，所允许的最大充电电压没有被达到，结果是，充电过程以完全的充电电流任意长时间地继续，后果是，蓄电池12的正常的电池可能被大大地过充电。
第一关闭信号A在这样的情况下也结束充电过程，其中所允许的最大充电电压Umax被达到并且因此充电电流IL被降低到取决于与充电调节器11连接的蓄电池电路内阻的值上。在这个工作状态下，不能再维持充电电流额定值，因为电流不再能注入。充电继续这么长时间，一直到在充电电流IL降低时第一关闭信号A在达到相当于额定容量的充电量Ah时结束充电过程。
要补充的是，可以设置在例如可信度方面的充电电压实际值UL的监测。为了这个目的，充电控制装置13例如根据充电时间评价供使用的数字式充电电压实际值ULD。例如，如果不久之后出现相当于允许的最大充电电压Umax的电压，这表明或是成为高阻的或是已经完全充完电的蓄电池12。另外，充电控制装置13可以为了试验目的最好将预先给定的允许最大充电电压Umax短时间提高到不能达到的值，以便采集在预先给定的充电电流额定值ISoll时在蓄电池12上出现的充电电压实际值UL并且与一个极限值比较。在超过预先给定的极限值时，在充电控制装置13中出现第二关闭信号，根据电压准则，这个信号同样结束充电过程。
在按照本发明的蓄电池充电器的另一个构造中，例如可以设置一个显示单元，用于显示所说明的参数。
按照本发明的蓄电池充电器特别适用于铅酸蓄电池充电。借助于相应地匹配由充电控制装置13提供的参数、充电电压和充电电流，也可以用于其他类型蓄电池、例如镍-镉蓄电池的充电。必要情况下，除了第一关闭信号A之外，需设置另一个关闭信号，这个信号根据其他信号评价被获得。例如可以设置通过求出对时间的一阶和/或高阶导数而对充电电压UL时间变化的评价。
Claims (9)
1.蓄电池充电器，具有一个用于输入待充电蓄电池(12)额定容量的容量输入器(C)，具有一个用于求出在充电期间已充入的充电量(Ah)的充电测定装置(14)和具有一个充电比较器(15)，它将求出的充电量(Ah)与输入的容量进行比较，在一致时产生结束充电过程的第一关闭信号(A)。
2.按照权利要求1所述的蓄电池充电器，在这种充电器中，根据输入的容量确定充电电流额定值(Isoll)。
3.按照权利要求1或者2所述的蓄电池充电器，在这种充电器中，根据预先给定的充电程序(P)确定充电电流额定值(Isoll)。
4.按照前面权利要求之一所述的蓄电池充电器，在这种充电器中，蓄电池(12)的充电电压实际值(UL)限制在一个最大允许的充电电压(Umax)上。
5.按照权利要求3或4所述的蓄电池充电器，在这种充电器中，所述允许的最大充电电压(Umax)取决于充电程序(P)。
6.按照前面权利要求之一所述的蓄电池充电器，具有一个比较器，它将充电电压实际值(UL)与一个预先给定的极限电压进行比较，并且在充电电压实际值(UL)达到极限值时产生结束充电过程的第二关闭信号。
7.按照前面权利要求之一所述的蓄电池充电器，在这种充电器中，充电电流实际值(IL)是作为一个分流电阻器(17)上的电压降被采集的。
8.按照前面权利要求之一所述的蓄电池充电器，
其特征为，
充电电压实际值(UL)和充电电流实际值(IL)通过一个多路输出选择器(18)按照时间顺序施加到一个A/D转换器(16)的一个唯一的输入端上。
9.按照前面权利要求之一所述的蓄电池充电器，在这种充电器中，充电电压实际值(UL)被采用一个分压器(19)在A/D转换之前降低。
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