DE1005141B

DE1005141B - Power source for electrical devices, especially for portable radio receivers, flashlight devices with gas discharge lamps and the like. like

Info

Publication number: DE1005141B
Application number: DEG12958A
Authority: DE
Inventors: Hans Eckstein; Dipl-Ing Walter Buhs
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1953-10-30
Filing date: 1953-10-30
Publication date: 1957-03-28

Description

Stromquelle für elektrische Geräte, insbesondere für tragbare Rundfunkempfänger, Blitzlichtgeräte mit Gasentladungslampen u. dgl. Bei den meisten tragbaren elektrischen Geräten, die von eingebauten Stromquellen betrieben werden, wie z. B. Taschenlampen, Koffer - Rundfunkempfängern, insbesondere aber Blitzlichtgeräten mit Gasentladungsröhren, sogenannten »Elektronenblitzen.«, werden die Stromquellen einer intermittierenden Belastung ausgesetzt. Dabei sind die Belastungszeiten im allgemeinen wesentlich kleiner als die Ruhepausen. Für eine derartige Betriebsweise wären vor allem Sekundärelemente (Sammler) besser geeignet als Primärelemente. Da jedoch das auf die Kapazität bezogene Gewicht bei Primärelementen wesentlich günstiger liegt und sie in Form von sogenannten Trockenbatterien besonders handlich sind, sind die Sammler bei tragbaren elektrischen Geräten, wie Koffer-Rundgeräten, weitgehend durch Trockenbatterien verdrängt worden, trotzdem auch diese eine Reihe von Nachteilen aufweisen.Power source for electrical devices, especially for portable radio receivers, Flashlights with gas discharge lamps and the like in most portable electric Devices that are powered by built-in power sources, such as B. Flashlights, Suitcases - radio receivers, but especially flash units with gas discharge tubes, so-called "electron flashes.", the power sources become an intermittent one Exposed to stress. The loading times are generally important smaller than the rest periods. Secondary elements in particular would be required for such an operating mode (Collector) more suitable than primary elements. However, since that related to the capacity Weight with primary elements is much cheaper and they are in the form of so-called Dry batteries are particularly handy, the collectors are portable electrical ones Devices, such as round case devices, have been largely replaced by dry batteries, nevertheless, these also have a number of disadvantages.

Diese Nachteile bestehfm vor allem in ihrem mit der Betriebsdauer stark anwachsenden Innenwiderstand und der unzureichenden Depolarisation. Beides zusammen bewirkt ein so starkes Absinken ihrer Klemmenspannung, daß sie lange, bevor ihre volle Kapazität ausgenutzt ist, für den vorgesehenen Verwendungszweck unbrauchbar werden. Besonders augenfällig wird dieser Mangel bei der Verwendung in Blitzlichtgeräten. Bei diesen muß die Stromquelle kurzzeitig eine sehr große Leistung abgeben, um nach einer Entladung des Kondensators über die Gasentladungslampe unter Zuhilfenahme der dafür üblichen Mittel, wie z. B. Zerhacker, Transformator und Gleichrichter, wieder auf die gewünschte Spannung aufzuladen. Die für diesen Vorgang notwendige große, wenn auch kurzzeitige Belastung kann eine Trockenbatterie nur bei einer - gemessen an einer über einen längeren Zeitraum verbrauchten mittleren Leistung -sehr großen Überdimensionierung leisten.These disadvantages are mainly related to the service life strongly increasing internal resistance and insufficient depolarization. Both together causes such a sharp drop in their terminal voltage that they are long before its full capacity is used, unusable for the intended purpose will. This deficiency is particularly noticeable when used in flash units. With these, the power source must briefly deliver a very high output in order to a discharge of the capacitor via the gas discharge lamp with the aid the usual means, such as B. Chopper, transformer and rectifier, recharge to the desired voltage. The one necessary for this process A dry battery can only handle large, albeit short-term loads with a - measured in terms of an average power consumed over a longer period of time - very large oversizing.

Es ist bekannt, Primärelemente durch dauerndes oder intermittierendes Anlegen einer Gegenspannung in den Entladungspausen zu regenerieren. Es sind weiter Regenerierungsanlagen bekannt, in welche die verbrauchten Elemente eingesetzt und vom Netz aus regeneriert werden. Bei diesen Verfahren wird durch Anlegen einer meist aus dem Netz c-ntnommenen Gleichspannung oder gleichgerichteten Wechselspannung durch die Batterie ein Strom geschickt, der vor allem depolarisierend auf sie wirkt. Derartige Regenerierverfahren setzen jedoch erstens das Vorhandensein eines Netzes und zweitens eine langwierige und für jeden Laien schwierige Wartung voraus.It is known to have primary elements by continuous or intermittent Applying a counter voltage to regenerate during the discharge breaks. There are further Regeneration systems known in which the consumed elements are used and regenerated from the grid. In these procedures, mostly by creating a DC voltage or rectified AC voltage taken from the network A current is sent through the battery, which mainly has a depolarizing effect on it. However, such regeneration processes firstly require the presence of a network and secondly, long and difficult maintenance for any layperson.

Es ist auch eine Schaltungsanordnung bekannt, bei welcher zwei Primärelemente mit verschiedenen Elektrolyten und verschiedenen Kapazitäten über einen Widerstand verbunden und zum Belastungswiderstand parallel geschaltet sind. Dadurch soll erreicht werden, daß bei kurzzeitiger starker Zunahme der Belastung das Primärelement mit der kleineren Klemmenspannung und der kleineren Kapazität die Lastspitzen aufnimmt. Die sonst sehr viel raschere Polarisation des Hauptprimärelementes wird dadurch verlangsamt, und die vorhandene Kapazität kann besser ausgenutzt werden. Es tritt dabei jedoch keine Wechselwirkung zwischen den beiden Primärelementen auf.A circuit arrangement is also known in which two primary elements with different electrolytes and different capacities via a resistor connected and connected in parallel to the load resistor. This is intended to achieve be that with a short-term strong increase in the load, the primary element with the smaller terminal voltage and the smaller capacitance absorbs the load peaks. The otherwise much faster polarization of the main primary element is thereby slowed down, and the existing capacity can be better used. It kicks however, there is no interaction between the two primary elements.

Es wurde nun überraschend und im Hinblick auf die bisher bekannten Verfahren unerwarteterweise gefunden, daß sich eine einfache, sich selbst regelnde und regenerierende sowie lastverteilende Stromquelle für die genannten Zwecke ergibt, wenn man zwei Batterien parallel schaltet, wovon die eine aus einem oder mehreren Primärelementen, die andere dagegen aus einem oder mehreren Sekundärelementen besteht. Die erfindungsgemäße Stromquelle für elektrische Geräte, insbesondere für tragbare Rundfunkempfänger, Blitzlichtgeräte mit Gasentladungslampen u. dgl., ist also dadurch gekennzeichnet, daß eine aus Primärelementen bestehende Batterie und eine aus Sekundärelementen bestehende Batterie derart bemessen und parallel geschaltet werden, daß durch eine Wechselwirkung zwischen den beiden Batterien eine selbsttätige Regelung der Last- und Spannungsverteilung auftritt und daß in den Belastungspausen die Primärbatterie durch die Sekundärbatterie automatisch regeneriert wird.It now became surprising and in view of the previously known Method unexpectedly found that a simple, self-regulating and regenerative and load-distributing power source for the purposes mentioned, if you connect two batteries in parallel, one of which consists of one or more Primary elements, while the other consists of one or more secondary elements. The power source according to the invention for electrical devices, in particular for portable ones Radio receivers, flashlights with gas discharge lamps and the like characterized in that a battery consisting of primary elements and one consisting of secondary elements existing battery so sized and connected in parallel that by a Interaction between the two batteries an automatic control of the load and voltage distribution occurs and that the primary battery in the load breaks regenerated automatically by the secondary battery.

Eine Stromquelle nach der Erfindung vermeidet somit alle genannten Nachteile, und zwar sowohl der Primär- als auch der Sekundärelemente. Sie zeigt insofern ein überraschendes Verhalten, als für eine vorgegebene intermittierende Belastung die mögliche Betriebsdauer, d. h. die Betriebsdauer, bei der die Klemmenspannung der Parallelschaltung der beiden Batterien bei Belastung bis auf einen, vorgesehenen Wert gesunken ist, ein Mehrfaches der Betriebsdauer beträgt, die man erhält, wenn die mögliche Betriebsdauer der Primärbatterie allein und die der Sekundärbatterie allein addiert wird.A power source according to the invention thus avoids all of the above Disadvantages, both of the primary and secondary elements. she shows a surprising behavior in so far as for a given one intermittent Load the possible operating time, d. H. the operating time at which the terminal voltage the parallel connection of the two batteries under load except for one Value has decreased, is a multiple of the operating time that is obtained when the possible service life of the primary battery alone and that of the secondary battery alone is added.

Dieser Effekt ist durch das Wechselspiels zwischen verschiedenen Vorgängen, vor allem in 'den Belastungspausen, zu erklären. Zu diesen Vorgängen gehört das Auftreten von Ausgleichsströmen innerhalb der Parallelschaltung der beiden verschiedenartigen Primär- bzw. Sekundärbatterien, wobei je nach ihrem jeweiligen Zustand verschiedene Stromrichtungen auftreten, die entweder die Primärbatterie depolarisieren oder bei entgegengesetzter Stromrichtung die Sekundärbatterie aufladen. Es hat sich nun weiter gezeigt, daß durch dieses Wechselspiel, trotz der bei jeder Ladung eines Sammlers auftretenden Energieverluste, die Energieausnutzung bei der Trockenbatterie so viel besser wird, daß sich die erwähnte Erhöhung der möglichen Betriebsdauer ergibt. Vorteilhaft ist es, die Stromquelle so zu dimensionieren, daß die Urspannung der Primärbatterie etwa so groß bzw. etwas höher ist wie die der vollgeladenen Sekundärbatterie. Damit wird erreicht, daß, wenn nach der Depolarisation der ersteren ein Ladestrom in letztere fließt, dieser zu fließen aufhört, wenn die Sekundärbatterie vollgeladen: ist.This effect is due to the interplay between different processes, especially in 'the work breaks to explain. That is one of those processes Occurrence of equalizing currents within the parallel connection of the two different types Primary or secondary batteries, different depending on their respective condition Current directions occur that either depolarize the primary battery or at charge the secondary battery in the opposite direction of current. It has now continued shown that through this interplay, in spite of each charge a collector occurring energy losses, the energy utilization with the dry battery so much it is better that the mentioned increase in the possible operating time results. It is advantageous to dimension the power source so that the original voltage of the Primary battery is about the same size or slightly higher than that of the fully charged secondary battery. This ensures that if after the depolarization of the former, a charging current flows into the latter, it stops flowing when the secondary battery is fully charged: is.

Bei der Inbetriebnahme der erfindungsgemäßen Stromquelle braucht die Sekundärbatterie nicht aufgeladen zu sein. Die normalerweise im Anfang zu hohe Klemmenspannung der Primärbatterie dient dann dazu, die Sammlerbatterie entsprechend aufzuladen.When putting the power source according to the invention into operation, the Secondary battery not being charged. The terminal voltage, which is normally too high at the beginning the primary battery then serves to charge the collector battery accordingly.

Die erfindungsgemäße Stromquelle vermeidet die Nachteile beider Batteriegattungen, da zur Erzielung des erfindungsgemäßen. Effektes schon eine verhältnismäßig kleine Sekundärbatterie, d. h. eine Batterie ausreicht, deren Kapazität beträchtlich kleiner ist als die der Primärbatterie. Das hohe relative Gewicht von Sekundärbatterien wirkt sich also praktisch nicht aus. Andererseits weist die erfindungsgemäße Stromquelle die gute Spannungskonstanz von Sekundärelementen und deren geringen Innenwiderstand gleichzeitig mit der, bezogen auf das Gewicht, großen Kapazität von Primärelementen auf.The power source according to the invention avoids the disadvantages of both types of batteries, because to achieve the invention. Effect is a relatively small one Secondary battery, d. H. a battery is sufficient, the capacity of which is considerably smaller is than that of the primary battery. The high relative weight of secondary batteries so has practically no effect. On the other hand, the power source according to the invention the good voltage constancy of secondary elements and their low internal resistance at the same time as the large capacity of primary elements in relation to weight on.

Eine besonders einfache und vorteilhafte Form der erfindungsgemäßen Stromquelle ergibt sich durch Parallelschaltung einer einzigen Trockenzelle, einer sogenannten Monozelle mit einer vorzugsweise gasdicht verschlossenen Sammlerzelle, z. B. einem Nickel-Cadmium-Sammler.A particularly simple and advantageous form of the invention Power source results from the parallel connection of a single dry cell, one so-called mono cell with a preferably gas-tight sealed collector cell, z. B. a nickel-cadmium collector.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Power source for electrical devices, in particular for portable radio receivers, flash units with gas discharge lamps and the like, characterized in that a battery consisting of primary elements and a battery consisting of secondary elements dimensioned in this way and connected in parallel be that through an interaction between the two batteries an automatic Regulation of the load and tension distribution occurs and that in the load breaks the primary battery is automatically regenerated by the secondary battery.

2. Power source according to claim 1, characterized in that the capacitance of the primary elements formed battery is larger than that formed from secondary elements while the primal tension of the former, for example. equal (slightly higher at the beginning of the discharge) than that of the latter is fully charged.

3. Power source according to claim 1 or 2, characterized in that it consists of the parallel connection of a drying element and an alkaline electrolyte collector cell, e.g. B. a nickel-cadmium sampler, consists. Documents considered: German Patent No. 495 800; British Patent No. 658,361; U.S. Patent No. 2,199,322.