DE102008027872B4 - Power supply device for an electrical consumer - Google Patents

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Abstract

Spannungsversorgungseinrichtung für einen elektrischen Verbraucher, mit mehreren in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen, die jeweils eine definierte, gleiche Quellenspannung bereitstellen, wobei die in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen gemeinsam eine definierte Länge aufweisen und gemeinsam eine definierte Ausgangsspannung für den elektrischen Verbraucher bereitstellen, die sich aus der Anzahl der in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen und der Quellenspannung der einzelnen Spannungsversorgungszellen ergibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge jeder einzelnen der in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen (11a, 11b, 11c, 11d) von der Quellenspannung derselben abhängig ist, nämlich derart, dass die in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen unabhängig von der Länge jeder einzelnen Spannungsversorgungszelle und unabhängig von der Quellenspannung jeder einzelnen Spannungsversorgungszelle zusammen dieselbe definierte Länge aufweisen und zusammen dieselbe definierte Ausgangsspannung bereitstellen.A power supply device for an electrical load, with a plurality of series-connected power supply cells, each providing a defined, same source voltage, wherein the series-connected power supply cells together have a defined length and together provide a defined output voltage for the electrical load, which is the number of characterized in that the length of each one of the serially connected power supply cells (11a, 11b, 11c, 11d) is dependent on the source voltage thereof, such that the serially connected power supply cells irrespective of the length of each individual power supply cell and independently of the source voltage of each individual power supply cell together have the same defined length u nd together provide the same defined output voltage.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannungsversorgungseinrichtung für einen elektrischen Verbraucher nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a power supply device for a electrical consumer according to the preamble of the claim 1.

Elektrische Verbraucher, die von einer Netzspannung eines elektrischen Netzes unabhängig betrieben werden können, verfügen über eine Spannungsversorgungseinrichtung aus mehreren in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen, wobei die Spannungsversorgungszellen als Primärzellen bzw. nicht wiederaufladbare Batterien oder als Sekundärzellen bzw. wiederaufladbare Akkumulatoren ausgebildet sein können. Bei einer solchen aus mehreren in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen zusammengesetzten Spannungsversorgungseinrichtung stellt jede einzelne Spannungsversorgungszelle eine definierte, gleiche Quellenspannung bereit, wobei die in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen gemeinsam eine definierte Länge aufweisen und gemeinsam eine definierte Ausgangsspannung für den elektrischen Verbraucher bereitstellen. Die Ausgangsspannung ergibt sich hierbei aus dem Produkt der Anzahl der in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen und der Quellenspannung der einzelnen Spannungsversorgungszellen. Werden demnach vier Spannungsversorgungszellen in Reihe geschaltet, die jeweils eine Quellenspannung von 1,5 Volt bereitstellen, so stellen die vier in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen gemeinsam eine Versorgungsspannung von 6 Volt für einen elektrischen Verbraucher bereit.electrical Consumers coming from a mains voltage of an electrical network independently can be operated have one Voltage supply device consisting of several series-connected Voltage supply cells, wherein the power supply cells as primary cells or non-rechargeable batteries or as secondary cells or rechargeable Accumulators can be formed. In such a plurality of serially connected power supply cells composite power supply represents each one Voltage supply cell a defined, equal source voltage ready wherein the serially connected power supply cells are common have a defined length and together a defined output voltage for the electrical load provide. The output voltage results from the Product of the number of series-connected power supply cells and the source voltage of the individual power supply cells. Accordingly, if four power supply cells are connected in series, each providing a source voltage of 1.5 volts, so put the four series-connected power supply cells together a supply voltage of 6 volts for an electrical load ready.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde eine neuartige Spannungsversorgungseinrichtung für einen elektrischen Verbraucher zu schaffen. Dieses Problem wird durch eine Spannungsversorgungseinrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.Of these, Based on the present invention, the problem is based a novel power supply device for an electrical consumer to accomplish. This problem is caused by a power supply according to claim 1 solved.

Erfindungsgemäß ist die Länge jeder einzelnen der in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen von der Quellenspannung derselben abhängig, nämlich derart, dass alle in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen unabhängig von der Länge jeder einzelnen Spannungsversorgungszelle und unabhängig von der Quellenspannung jeder einzelnen Spannungsversorgungszelle zusammen dieselbe definierte Länge aufweisen und zusammen dieselbe definierte Ausgangsspannung bereitstellen.According to the invention Length everyone individual ones of the serially connected power supply cells of the source voltage of the same dependent, namely such that all in Series switched power supply cells independent of the Length everyone single power supply cell and independent of the source voltage each individual power supply cell together defined the same Have length and together provide the same defined output voltage.

Bei der erfindungsgemäßen Spannungsversorgungseinrichtung ist die Länge jeder einzelnen Spannungsversorgungszelle von der Quellenspannung derselben abhängig. Die in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen stellen unabhängig von der Länge jeder einzelnen Spannungsversorgungszelle und unabhängig von der Quellenspannung jeder einzelnen Spannungsversorgungsquelle gemeinsam dieselbe definierte Ausgangsspannung bereit, wobei weiterhin gewährleistet ist, dass die in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen unabhängig von der Länge jeder einzelnen Spannungsversorgungszelle und unabhängig von der Quellenspannung jeder einzelnen Spannungsversorgungszelle zusammen dieselbe definierte Länge aufweisen. Hierdurch ist es möglich, die in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen beliebig auszuwählen.at the power supply device according to the invention is the length every single power supply cell from the source voltage same dependent. The series-connected power supply cells provide independent of the length every single power supply cell and independent of the source voltage of each power supply source in common the same defined output voltage ready, while still guaranteed is that the series-connected power supply cells independent of the length every single power supply cell and independent of the source voltage of each power supply cell together the same defined length exhibit. This makes it possible to select the series connected power supply cells arbitrarily.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:preferred Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description. Embodiments of the invention without being limited to this to be closer to the drawing explained. Showing:

1 eine schematisierte Darstellung zur Verdeutlichung der erfindungsgemäßen Spannungsversorgungseinrichtung für einen elektrischen Verbraucher. 1 a schematic representation to illustrate the voltage supply device according to the invention for an electrical load.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf 1 beschrieben, wobei 1 insgesamt vier Varianten einer Spannungsversorgungseinrichtung 10a, 10b, 10c und 10d zeigt.Hereinafter, the invention with reference to 1 described, wherein 1 a total of four variants of a power supply device 10a . 10b . 10c and 10d shows.

Jede der Spannungsversorgungseinrichtungen 10a, 10b, 10c und 10d der 1 verfügt über mehrere in Reihe geschaltete Spannungsversorgungszellen 11a, 11b, 11c bzw. 11d.Each of the power supply devices 10a . 10b . 10c and 10d of the 1 has several power supply cells connected in series 11a . 11b . 11c respectively. 11d ,

So umfasst die Spannungsversorgungseinrichtung 10a fünf in Reihe geschaltete Spannungsversorgungszellen 11a. Die Spannungsversorgungseinrichtung 10b umfasst vier in Reihe geschaltete Spannungsversorgungszellen 11b. Die Spannungsversorgungseinrichtung 10c verfügt über drei in Reihe geschaltete Spannungsversorgungszellen 11c und die Spannungsversorgungseinrichtung 10d verfügt über zwei in Reihe geschaltete Spannungsversorgungszellen 11d.So includes the power supply device 10a five power supply cells connected in series 11a , The power supply device 10b includes four power supply cells connected in series 11b , The power supply device 10c has three power supply cells connected in series 11c and the power supply device 10d has two power supply cells connected in series 11d ,

Jede der in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen 11a, 11b, 11c bzw. 11d der Spannungsversorgungseinrichtungen 10a, 10b, 10c bzw. 10d stellt eine definierte, gleiche Quellenspannung bereit, wobei die in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen 11a, 11b, 11c bzw. 11d gemeinsam eine definierte Länge L und gemeinsam eine definierte Ausgangsspannung für den elektrischen Verbraucher bereitstellen.Each of the series-connected power supply cells 11a . 11b . 11c respectively. 11d the power supply devices 10a . 10b . 10c respectively. 10d provides a defined, equal source voltage, with the series-connected voltage supply cells 11a . 11b . 11c respectively. 11d together provide a defined length L and together a defined output voltage for the electrical consumer.

Die bereitgestellte Ausgangsspannung einer Spannungsversorgungseinrichtung 10a, 10b, 10c und 10d ergibt sich dabei aus dem Produkt der Anzahl der in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen 11a, 11b, 11c bzw. 11d und der Quellenspannung der einzelnen Spannungsversorgungszellen 11a, 11b, 11c bzw. 11d.The provided output voltage of a voltage supply device 10a . 10b . 10c and 10d results from the product of the number of series-connected power supply cells 11a . 11b . 11c respectively. 11d and the sources voltage of the individual power supply cells 11a . 11b . 11c respectively. 11d ,

Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Länge jeder einzelnen der in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen 11a, 11b, 11c bzw. 11d der erfindungsgemäßen Spannungsversorgungseinrichtung 10a, 10b, 10c bzw. 10d von der Quellenspannung derselben abhängig ist, wobei die Länge jeder einzelnen der in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen 11a, 11b, 11c bzw. 11d proportional zu der Quellenspannung derselben ist.For the purposes of the present invention, it is proposed that the length of each individual one of the series-connected voltage supply cells 11a . 11b . 11c respectively. 11d the power supply device according to the invention 10a . 10b . 10c respectively. 10d is dependent on the source voltage thereof, the length of each one of the series connected power supply cells 11a . 11b . 11c respectively. 11d is proportional to the source voltage thereof.

Alle in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen 11a, 11b, 11c bzw. 11d der Spannungsversorgungseinrichtungen 10a, 10b, 10c bzw. 10d weisen dabei gemeinsam unabhängig von der Länge jeder einzelnen Spannungsversorgungszelle und unabhängig von der Quellenspannung jeder einzelnen Spannungsversorgungszelle zusammen dieselbe definierte Länge L auf. Weiterhin stellen die in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen 11a, 11b, 11c bzw. 11d der Spannungsversorgungseinrichtungen 10a, 10b, 10c bzw. 10d gemeinsam unabhängig von der Länge jeder einzelnen Spannungsversorgungszelle und unabhängig von der Quellenspannung jeder einzelnen Spannungsversorgungsquelle dieselbe definierte Ausgangsspannung bereit.All power supply cells connected in series 11a . 11b . 11c respectively. 11d the power supply devices 10a . 10b . 10c respectively. 10d In this case, together they have the same defined length L independently of the length of each individual power supply cell and independently of the source voltage of each individual power supply cell. Furthermore, the series-connected power supply cells 11a . 11b . 11c respectively. 11d the power supply devices 10a . 10b . 10c respectively. 10d together, regardless of the length of each individual power supply cell and regardless of the source voltage of each individual power source, the same defined output voltage ready.

In einem konkreten Beispiel soll davon ausgegangen werden, dass die Spannungsversorgungseinrichtungen 10a, 10b, 10c bzw. 10d eine Länge L von 248 mm aufweisen und eine Ausgangsspannung von 6 Volt bereitstellen sollen. Dies wird bei der Spannungsversorgungseinrichtung 10a durch fünf in Reihe geschaltete Spannungsversorgungszellen 11a gewährleistet, die jeweils eine Quellenspannung von 1,2 Volt und eine Länge von 49,6 mm aufweisen.In a concrete example, it should be assumed that the voltage supply devices 10a . 10b . 10c respectively. 10d have a length L of 248 mm and provide an output voltage of 6 volts. This becomes the power supply device 10a by five power supply cells connected in series 11a guaranteed, each having a source voltage of 1.2 volts and a length of 49.6 mm.

Bei der Spannungsversorgungseinrichtung 10b wird dies durch vier in Reihe geschaltete Spannungsversorgungszellen 11b realisiert, die jeweils eine Quellenspannung von 1,5 Volt und eine Länge von 62 mm aufweisen. Bei der Spannungsversorgungseinrichtung 10c sind drei Spannungsversorgungszellen 11c in Reihe geschaltet, die jeweils einer Quellenspannung von 2 Volt bereitstellen und jeweils eine Länge von 82,7 mm aufweisen. Letztendlich sind bei der Spannungsversorgungseinrichtung 10d zwei Spannungsversorgungszellen 11d in Reihe geschaltet, die jeweils eine Quellenspannung von 3 Volt bereitstellen und jeweils eine Länge von 124 mm aufweisen.In the power supply device 10b this is done by four power supply cells connected in series 11b realized, each having a source voltage of 1.5 volts and a length of 62 mm. At the power supply device 10c are three power supply cells 11c connected in series, each providing a source voltage of 2 volts and each having a length of 82.7 mm. Ultimately, in the power supply device 10d two power supply cells 11d connected in series, each providing a source voltage of 3 volts and each having a length of 124 mm.

Die Durchmesser sämtlicher Spannungsversorgungszellen 11a, 11b, 11c und 11d der Spannungsversorgungseinrichtungen 10a, 10b, 10c und 10b ist dabei identisch.The diameters of all power supply cells 11a . 11b . 11c and 11d the power supply devices 10a . 10b . 10c and 10b is identical.

Bei der erfindungsgemäßen Spannungsversorgungseinrichtung ist es demnach möglich, unabhängig von der Art der verwendeten Spannungsversorgungszellen, nämlich unabhängig von der Länge sowie Quellenspannung jeder einzelnen Spannungsversorgungszelle in Reihenschaltung derselben stets dieselbe definierte Ausgangsspannung bereitzustellen und stets dieselbe definierte Länge einzuhalten.at the power supply device according to the invention it is therefore possible independently on the type of power supply cells used, namely independent of the length as well Source voltage of each individual power supply cell connected in series the same always provide the same defined output voltage and always the same defined length observed.

Die in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen 11a, 11b, 11c bzw. 11d der Spannungsversorgungseinrichtung 10a, 10b, 10c bzw. 10d können als Primärzellen bzw. nicht wiederaufladbare Batterien oder als Sekundärzellen bzw. wiederaufladbare Akkumulatoren ausgebildet sein. Die Länge der einzelnen Spannungsversorgungszellen 11a, 11b, 11c bzw. 11d ist dabei, wie bereits erwähnt, proportional zu der von denselben bereitgestellten Quellenspannung, wobei die Quellenspannung von dem oder jedem Elektrodenmaterial der jeweiligen Spannungsversorgungszelle abhängig ist.The series-connected power supply cells 11a . 11b . 11c respectively. 11d the power supply device 10a . 10b . 10c respectively. 10d may be formed as primary cells or non-rechargeable batteries or as secondary cells or rechargeable batteries. The length of the individual power supply cells 11a . 11b . 11c respectively. 11d is, as already mentioned, proportional to the source voltage provided by the same, wherein the source voltage is dependent on the or each electrode material of the respective power supply cell.

So stellen Nickel/Cadmium-Akkumulatoren sowie Nickel/Metallhybrid-Akkumulatoren sowie Nickel/Wasserstoff-Akkumulatoren eine Quellenspannung von 1,2 Volt bereit. Alkali/Mangan-Batterien, Alkali/Mangan-Akkumulatoren, Silber/Zink-Akkumulatoren sowie Zinke/Kohle-Batterien weisen jeweils eine Quellenspannung von 1,5 Volt auf. Die Quellenspannung von Bleioxid/Blei-Akkumulatoren sowie Blei/Gel-Akkumulatoren beträgt 2 Volt. Lithium-Batterien verfügen über eine Quellenspannung von 3 Volt.So make nickel / cadmium batteries and nickel / metal hybrid batteries and nickel / hydrogen batteries a source voltage of 1.2 volts ready. Alkaline / manganese batteries, alkaline / manganese batteries, Silver / zinc batteries and zinc / carbon batteries each have one Source voltage of 1.5 volts. The source voltage of lead oxide / lead accumulators and lead / gel accumulators is 2 volts. Lithium Batteries have one Source voltage of 3 volts.

Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung ist demnach de Länge jeder einzelnen Spannungsversorgungszelle einer Spannungsversorgungseinrichtung von der Quellenspannung bzw. Nennspannung derselben abhängig.in the Accordingly, the meaning of the present invention is de length of each individual power supply cell of a power supply device dependent on the source voltage or rated voltage thereof.

Die erfindungsgemäße Spannungsversorgungseinrichtung kann z. B. in Taschenleuchten, Warndreiecken, Stableuchten, Akku-Schraubern oder sonstigen portablen elektrischen Verbrauchern zum Einsatz kommen.The Voltage supply device according to the invention can z. B. in flashlights, warning triangles, floodlights, cordless screwdrivers or other portable electrical consumers are used.

Im Wesentlichen sind alle Elektrogeräte, die zum Betreib eine Gleichspannung von 6 Volt oder einem Merhfachen davon also 12 V, 18 oder beispielsweise 24 V benötigen, für den Einsatz der erfindungsgemäßen Anordnung denkbar.in the Essential are all electrical appliances that are to operate a DC voltage of 6 volts or a few times that of 12 V, 18 or for example Need 24 V, for the Use of the arrangement according to the invention conceivable.

10a10a
SpannungsversorgungseinrichtungPower supply means
10b10b
SpannungsversorgungseinrichtungPower supply means
10c10c
SpannungsversorgungseinrichtungPower supply means
10d10d
SpannungsversorgungseinrichtungPower supply means
11a11a
SpannungsversorgungszellePower cell
11b11b
SpannungsversorgungszellePower cell
11c11c
SpannungsversorgungszellePower cell
11d11d
SpannungsversorgungszellePower cell

Claims (5)

Spannungsversorgungseinrichtung für einen elektrischen Verbraucher, mit mehreren in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen, die jeweils eine definierte, gleiche Quellenspannung bereitstellen, wobei die in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen gemeinsam eine definierte Länge aufweisen und gemeinsam eine definierte Ausgangsspannung für den elektrischen Verbraucher bereitstellen, die sich aus der Anzahl der in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen und der Quellenspannung der einzelnen Spannungsversorgungszellen ergibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge jeder einzelnen der in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen (11a, 11b, 11c, 11d) von der Quellenspannung derselben abhängig ist, nämlich derart, dass die in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen unabhängig von der Länge jeder einzelnen Spannungsversorgungszelle und unabhängig von der Quellenspannung jeder einzelnen Spannungsversorgungszelle zusammen dieselbe definierte Länge aufweisen und zusammen dieselbe definierte Ausgangsspannung bereitstellen.A power supply device for an electrical load, with a plurality of series-connected power supply cells, each providing a defined, same source voltage, wherein the series-connected power supply cells together have a defined length and together provide a defined output voltage for the electrical load, which is the number of in series voltage supply cells and the source voltage of the individual power supply cells, characterized in that the length of each of the series-connected power supply cells ( 11a . 11b . 11c . 11d ) is dependent on the source voltage thereof, namely such that the serially connected power supply cells, regardless of the length of each individual power supply cell and independent of the source voltage of each individual power supply cell together have the same defined length and together provide the same defined output voltage. Spannungsversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Quellenspannung jeder einzelnen der in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen (11a, 11b, 11c, 11d) von dem oder jedem aktiven Metall der Spannungsversorgungszelle abhängig ist.Voltage supply device according to claim 1, characterized in that the source voltage of each one of the series-connected voltage supply cells ( 11a . 11b . 11c . 11d ) depends on the or each active metal of the power cell. Spannungsversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge jeder einzelnen der in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen (11a, 11b, 11c, 11d) proportional zu der Quellenspannung derselben ist.Voltage supply device according to claim 1 or 2, characterized in that the length of each one of the series-connected voltage supply cells ( 11a . 11b . 11c . 11d ) is proportional to the source voltage thereof. Spannungsversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen (11a, 11b, 11c, 11d) als Primärzellen ausgebildet sind.Voltage supply device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the series-connected voltage supply cells ( 11a . 11b . 11c . 11d ) are formed as primary cells. Spannungsversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in Reihe geschalteten Spannungsversorgungszellen (11a, 11b, 11c, 11d) als Sekundärzellen ausgebildet sind.Voltage supply device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the series-connected voltage supply cells ( 11a . 11b . 11c . 11d ) are formed as secondary cells.
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