DE102014222610B4 - Power supply device with a non-rechargeable galvanic cell and a rechargeable galvanic cell - Google Patents

Power supply device with a non-rechargeable galvanic cell and a rechargeable galvanic cell Download PDF

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Abstract

Stromversorgungseinrichtung für einen Verbraucher (4), welche eine nicht-wiederaufladbare galvanische Zelle (1), eine wiederaufladbare galvanische Zelle (2) und eine Regeleinheit (3) aufweist, wobeidie nicht-wiederaufladbare galvanische Zelle (1) eine erste Spannung (U1) erzeugt und mit einem Verbraucher (4) elektrisch verbunden ist zur Einspeisung eines ersten Stromes (I1) in den Verbraucher (4);die wiederaufladbare galvanische Zelle (2) eine zweite Spannung (U2) erzeugt und über die Regeleinheit (3) mit dem Verbraucher (4) und der nicht-wiederaufladbaren galvanischen Zelle (1) elektrisch verbunden ist zur Einspeisung eines zweiten Stromes (12') in den Verbraucher (4);die Regeleinheit (3) dazu ausgebildet ist, mindestens ein Regelsignal (S1, S2, S3) zu empfangen und anhand des mindestens einen Regelsignals (S1, S2, S3) die Stärke des zweiten Stromes (I2') derart einzustellen, dass der erste Strom (I1) durch den zweiten Strom (I2') begrenzt wird und einen vorgegebenen Schwellwert nicht überschreitet, so dass der Verbraucher (4) stets sowohl von der nicht-wiederaufladbaren galvanischen Zelle (1) als auch von der wiederaufladbaren galvanischen Zelle (2) mit Strom versorgt wird; unddas mindestens eine Regelsignal (S1, S2, S3) zumindest eine der Größen erste Spannung (U1), zweite Spannung (U2) und erster Strom (I1) repräsentiert.Power supply device for a consumer (4), which has a non-rechargeable galvanic cell (1), a rechargeable galvanic cell (2) and a control unit (3), the non-rechargeable galvanic cell (1) generating a first voltage (U1) and is electrically connected to a consumer (4) for feeding a first current (I1) into the consumer (4); the rechargeable galvanic cell (2) generates a second voltage (U2) and via the control unit (3) to the consumer ( 4) and the non-rechargeable galvanic cell (1) is electrically connected for feeding a second current (12 ') into the consumer (4); the control unit (3) is designed to generate at least one control signal (S1, S2, S3) and to set the strength of the second current (I2 ') on the basis of the at least one control signal (S1, S2, S3) such that the first current (I1) is limited by the second current (I2') and a predetermined threshold value ni does not exceed, so that the consumer (4) is always supplied with current both by the non-rechargeable galvanic cell (1) and by the rechargeable galvanic cell (2); and the at least one control signal (S1, S2, S3) represents at least one of the variables first voltage (U1), second voltage (U2) and first current (I1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinrichtung mit einer nicht-wiederaufladbaren galvanischen Zelle und einer wiederaufladbaren galvanischen Zelle. Eine derartige Einrichtung ist insbesondere zum Versorgen einer Fernbedienungseinheit, beispielsweise für ein Fahrzeug, mit Energie verwendbar.The invention relates to a power supply device with a non-rechargeable galvanic cell and a rechargeable galvanic cell. Such a device can be used in particular for supplying energy to a remote control unit, for example for a vehicle.

In vielen Bereichen, wie etwa im Automobilbereich, finden heutzutage zur Steuerung verschiedenster Applikationen Fernbedienungen Verwendung. Bei Fahrzeugen können Fernbedienungen beispielsweise zum Ver- und Entriegeln der Türen, zum Öffnen und Schließen von Abdeckungen von Fahrzeugöffnungen, wie beispielsweise Kofferraumklappen oder Fenstern, oder zur Aktivierung oder Deaktivierung von Alarmanlagen zum Einsatz kommen. Des Weiteren werden Fernbedienungen im Automobilbereich häufig auch als Identifikationseinheiten eingesetzt, welche die Zugangsberechtigung zum Fahrzeug überprüfen.In many areas, such as the automotive sector, remote controls are used to control a wide variety of applications. In vehicles, remote controls can be used, for example, to lock and unlock the doors, to open and close covers for vehicle openings, such as trunk lids or windows, or to activate or deactivate alarm systems. Furthermore, remote controls are often used in the automotive sector as identification units, which check the access authorization to the vehicle.

Die Fernbedienungen weisen verschiedene für ihre Funktion notwendige Komponenten auf, welche mit Energie versorgt werden müssen. Darum haben Fernbedienungen eine interne Stromversorgung. Derartige interne Stromversorgungen umfassen häufig eine nicht-wiederaufladbare galvanische Zelle und eine wiederaufladbare galvanische Zelle. Die elektrochemische Reaktion der nicht-wiederaufladbaren galvanischen Zelle verläuft dabei irreversibel, sodass sie, wenn sie einmal verbraucht ist, nicht wieder verwendet werden kann. Eine solche nicht-wiederaufladbare galvanische Zelle wird auch als Primärzelle bezeichnet. Die elektrochemische Reaktion der wiederaufladbaren galvanischen Zelle verläuft hingegen reversibel, sodass sich diese wieder aufladen lässt. Solche wiederaufladbaren galvanischen Zellen werden auch als Sekundärzellen bezeichnet. Eine Zusammenschaltung mehrerer gleichartiger galvanischer Zellen wird gemeinhin als Batterie bezeichnet. Bei Batterien mit wiederaufladbaren galvanischen Zellen findet häufig auch der Begriff „Akkumulator“ Verwendung.The remote controls have various components necessary for their function, which must be supplied with energy. That is why remote controls have an internal power supply. Such internal power supplies often include a non-rechargeable galvanic cell and a rechargeable galvanic cell. The electrochemical reaction of the non-rechargeable galvanic cell is irreversible, so that once it has been used up, it cannot be used again. Such a non-rechargeable galvanic cell is also referred to as a primary cell. The electrochemical reaction of the rechargeable galvanic cell is reversible, so that it can be recharged. Such rechargeable galvanic cells are also referred to as secondary cells. An interconnection of several similar galvanic cells is commonly referred to as a battery. The term "accumulator" is often used for batteries with rechargeable galvanic cells.

Es sind Fernbedienungseinheiten mit einer Primärzelle und einer Sekundärzelle bekannt, bei welchen die benötigte Energie immer jeweils entweder von der Primärzelle oder von der Sekundärzelle bereitgestellt wird. Ob die Energie von der Primärzelle oder der Sekundärzelle bereitgestellt wird hängt dabei vom jeweiligen Ladezustand ab. Ist die Primärzelle komplett entladen, so muss diese ausgetauscht werden. Ist die Sekundärzelle entladen, muss diese wieder aufgeladen werden.Remote control units with a primary cell and a secondary cell are known, in which the energy required is always provided either by the primary cell or by the secondary cell. Whether the energy is provided by the primary cell or the secondary cell depends on the state of charge. If the primary cell is completely discharged, it must be replaced. If the secondary cell is discharged, it must be recharged.

Das Laden der Sekundärzelle kann dabei beispielsweise kontaktbehaftet oder kontaktlos (z.B. induktiv) mittels eines geeigneten Ladegerätes erfolgen. Es sind jedoch auch Fernbedienungssysteme bekannt, bei welchen die Sekundärzelle von der ebenfalls in der Fernbedienung befindlichen Primärzelle wieder aufgeladen wird. Eine derartige Fernbedienungsvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 10 2009 033 309 A1 bekannt.The secondary cell can be charged, for example, with contact or without contact (eg inductively) using a suitable charger. However, remote control systems are also known in which the secondary cell is recharged by the primary cell, which is also located in the remote control. Such a remote control device is for example from the DE 10 2009 033 309 A1 known.

Die Primärzelle und die Sekundärzelle weisen in solchen Ladeschaltungen meist unterschiedliche Nennspannungen auf. Liegt die Nennspannung der Sekundärzelle dabei über der Nennspannung der Primärzelle, wird zum Aufladen der Sekundärzelle aus der Primärzelle ein Aufwärtswandler benötigt. Dieser verursacht jedoch Verluste, wodurch sich die Effizienz der Ladeschaltung verringert.The primary cell and the secondary cell usually have different nominal voltages in such charging circuits. If the nominal voltage of the secondary cell is above the nominal voltage of the primary cell, a step-up converter is required to charge the secondary cell from the primary cell. However, this causes losses, which reduces the efficiency of the charging circuit.

Es sind jedoch auch Ladeschaltungen bekannt, in welchen die Primärzelle und die Sekundärzelle Nennspannungen aufweisen, welche sich nicht wesentlich voneinander unterscheiden. Die tatsächliche Spannung an der Primärzelle kann dann beispielsweise nur ca. 0,2 V über der tatsächlichen Spannung der Sekundärzelle liegen. In solchen Fällen kann die Sekundärzelle zum Laden direkt an die Primärzelle angeschlossen werden. Dadurch bricht jedoch zunächst die Spannung der Primärzelle entsprechend ein. Eine solche Ladeschaltung wird häufig als ungeregelte Ladeschaltung bezeichnet. In ungeregelten Ladeschaltungen können jedoch, beispielsweise bei ungünstigem Innenwiderstand der Sekundärzelle, zu hohe Ladeströme auftreten, welche dauerhafte Schäden an der Primär- oder Sekundärzelle verursachen können. Außerdem sind ungeregelte Ladeschaltungen meistens weniger energieeffizient.However, charging circuits are also known in which the primary cell and the secondary cell have nominal voltages which do not differ significantly from one another. The actual voltage at the primary cell can then, for example, only be approximately 0.2 V above the actual voltage of the secondary cell. In such cases, the secondary cell can be connected directly to the primary cell for charging. However, this causes the voltage of the primary cell to drop accordingly. Such a charging circuit is often referred to as an unregulated charging circuit. In uncontrolled charging circuits, however, excessive charging currents can occur, for example in the case of an unfavorable internal resistance of the secondary cell, which can cause permanent damage to the primary or secondary cell. In addition, unregulated charging circuits are usually less energy efficient.

Die Drucksachrift DE 10 2009 033 309 A1 offenbart eine tragbare Fernbedienungsvorrichtung, insbesondere zum Fernsteuern von Fahrzeugfunktionen, wobei die tragbare Fernbedienungsvorrichtung eine erste galvanische Zelle zum Bereitstellen von elektrischer Energie mit einer ersten Stromstärke sowie eine wieder aufladbare zweite galvanische Zelle zum Bereitstellen von elektrischer Energie mit einer zweiten Stromstärke, die größer als die erste Stromstärke ist, aufweist. Ferner hat die tragbare Fernbedienungsvorrichtung eine erste Verbindungseinrichtung zum Verbinden der ersten galvanischen Zelle und der zweiten galvanischen Zelle, derart, dass die zweite galvanische Zelle über die erste Verbindungseinrichtung aufladbar ist. Schließlich ist eine Hauptlast zum Aufnehmen elektrischer Energie vorgesehen, die über eine zweite Verbindungseinrichtung mit der zweiten galvanischen Zelle verbindbar ist. Auf diese Weise kann die zweite galvanische Zelle durch die erste galvanische Zelle aufgeladen werden und bei Bedarf die Hauptlast zumindest kurzzeitig mit hohen Strömen versorgen. The printed publication DE 10 2009 033 309 A1 discloses a portable remote control device, in particular for remote control of vehicle functions, the portable remote control device comprising a first galvanic cell for providing electrical energy with a first current strength and a rechargeable second galvanic cell for providing electrical energy with a second current strength that is greater than the first Is current. Furthermore, the portable remote control device has a first connection device for connecting the first galvanic cell and the second galvanic cell, such that the second galvanic cell can be charged via the first connection device. Finally, a main load for absorbing electrical energy is provided, which can be connected to the second galvanic cell via a second connecting device. In this way, the second galvanic cell can be charged by the first galvanic cell and, if necessary, supply the main load with high currents at least briefly.

Die Druckschrift DE 10 2010 022 774 A1 offenbart eine Vorrichtung zur automatischen Spannungsstützung eines batteriebetriebenen Geräts, insbesondere eines kombinierten Erfassungs- und Kommunikationsgeräts in einem Gebäude-Funknetz, mit einem zeitabhängig unterschiedlichen Strombedarf, der durch verschiedene Stromverbraucher in dem Gerät hervorgerufen wird. Die Spannungs- und Stromversorgung an einem Spannungsversorgungsanschluss des Geräts wird durch eine erste Batterie zur Verfügung gestellt. Um die Lebenszeit der Batterien zu erhöhen ist vorgesehen, dass eine zweite Batterie über einen der zweiten Batterie zugeordneten Spannungsregler an dem Spannungsversorgungsanschluss des Gerätes parallel zugeschaltet wird, wenn die an dem Spannungsversorgungsanschluss des Geräts anliegende Spannung einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet. The publication DE 10 2010 022 774 A1 discloses a device for automatic voltage support of a battery-operated device, in particular a combined detection and communication device in a building radio network, with a time-dependent, different power requirement, which is caused by different power consumers in the device. The voltage and power supply at a voltage supply connection of the device is provided by a first battery. In order to increase the service life of the batteries, provision is made for a second battery to be connected in parallel via a voltage regulator assigned to the second battery at the voltage supply connection of the device if the voltage applied to the voltage supply connection of the device falls below a predetermined threshold value.

Die Druckschrift WO 03/088373 A2 offenbart eine Hybridbatterieanordnung die eine Last versorgt, wobei die Last variierende Stromanforderungen hat, die von kurzen Perioden mit hohem Strom bis zu längeren Perioden von niedrigem bis mittlerem Strom reichen können. Die Hybridbatterieanordnung umfasst eine Hochleistungs-Energiespeichervorrichtung, eine Hochenergiebatterie, eine Stromüberwachungseinrichtung, eine Mikroprozessorsteuerung und mindestens einen Schalter. Der Hochleistungs-Energiespeicher mit hoher Leistung und die Hochenergiebatterie sind parallel zueinander und in Reihe mit der Last geschaltet. Das Hochenergiestromüberwachungsgerät mit hoher Rate ist parallel geschaltet zu der Hochenergiebatterie und in Reihe mit der Last. Der Schalter wird durch den Mikroprozessor gesteuert, um die Hochleistungsvorrichtung und / oder die Hochenergiebatterie in eine Reihenschaltung mit der Last zu schalten und aus dieser herauszuschalten.The publication WO 03/088373 A2 discloses a hybrid battery assembly that powers a load, the load having varying current requirements that can range from short periods of high current to longer periods of low to medium current. The hybrid battery arrangement comprises a high-performance energy storage device, a high-energy battery, a current monitoring device, a microprocessor controller and at least one switch. The high-performance energy storage with high performance and the high-energy battery are connected in parallel to each other and in series with the load. The high rate high energy current monitor is connected in parallel with the high energy battery and in series with the load. The switch is controlled by the microprocessor to connect the high power device and / or the high energy battery in series with and out of the load.

Die Druckschrift DE 102 56 473 A1 offenbart eine tragbare Fernbedieneinheit, enthaltend eine Spannungsversorgungsvorrichtung zur Spannungsversorgung zumindest einer ersten Last und einer zweiten Last, enthaltend eine erste erschöpfbare Spannungsquelle zur Spannungsversorgung der ersten Last, und eine zweite erschöpfbare Spannungsquelle zur Spannungsversorgung der zweiten Last, und ein Verbindungsmittel, das zwischen einem elektrischen Sperrzustand und einem elektrischen Leitzustand schaltbar ist. Je einer von zwei Anschlüssen des Verbindungsmittels ist derart mit der ersten erschöpfbaren Spannungsquelle und der zweiten erschöpfbaren Spannungsquelle verbunden, dass die erste erschöpfbare Spannungsquelle und die zweite erschöpfbare Spannungsquelle im Leitzustand des Verbindungsmittels parallelgeschaltet sind.The publication DE 102 56 473 A1 discloses a portable remote control unit containing a voltage supply device for supplying voltage to at least a first load and a second load, containing a first exhaustible voltage source for supplying voltage to the first load and a second exhaustible voltage source for supplying voltage to the second load, and a connecting means which is between an electrical blocking state and an electrical control state is switchable. One of two connections of the connecting means is connected to the first exhaustible voltage source and the second exhaustible voltage source such that the first exhaustible voltage source and the second exhaustible voltage source are connected in parallel in the conductive state of the connecting means.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung mit einer Primärzelle und einer Sekundärzelle zur Verfügung zu stellen, welche keine Schäden an den Zellen hervorruft und dabei möglichst effizient ist.The object of the present invention is to provide an arrangement with a primary cell and a secondary cell which does not cause any damage to the cells and is as efficient as possible.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.This problem is solved by the independent claims. Refinements and developments of the invention are the subject of dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Anordnung umfasst mindestens eine nicht-wiederaufladbare galvanische Zelle, mindestens eine wiederaufladbare galvanische Zelle sowie eine Regeleinheit. Die nicht-wiederaufladbare galvanische Zelle erzeugt eine erste Spannung und ist mit einem Verbraucher elektrisch verbunden zur Einspeisung eines ersten Stromes in den Verbraucher. Die wiederaufladbare galvanische Zelle erzeugt eine zweite Spannung und ist über die Regeleinheit mit dem Verbraucher und der nicht-wiederaufladbaren galvanischen Zelle elektrisch verbunden zur Einspeisung eines zweiten Stromes in den Verbraucher. Die Regeleinheit ist dazu ausgebildet, mindestens ein Regelsignal zu empfangen und anhand des mindestens einen Regelsignals die Stärke des zweiten Stromes derart einzustellen, dass der erste Strom durch den zweiten Strom begrenzt wird und einen vorgegebenen Schwellwert nicht überschreitet. Das mindestens eine Regelsignal repräsentiert dabei zumindest eine der Größen erste Spannung, zweite Spannung und erster Strom.An arrangement according to the invention comprises at least one non-rechargeable galvanic cell, at least one rechargeable galvanic cell and a control unit. The non-rechargeable galvanic cell generates a first voltage and is electrically connected to a consumer in order to feed a first current into the consumer. The rechargeable galvanic cell generates a second voltage and is electrically connected via the control unit to the consumer and the non-rechargeable galvanic cell for feeding a second current into the consumer. The control unit is designed to receive at least one control signal and to set the strength of the second current on the basis of the at least one control signal in such a way that the first current is limited by the second current and does not exceed a predetermined threshold value. The at least one control signal represents at least one of the variables first voltage, second voltage and first current.

Der Verbraucher wird auf diese Weise stets sowohl von der nicht-wiederaufladbaren galvanischen Zelle als auch von der wiederaufladbaren galvanischen Zelle mit elektrischer Energie versorgt. Ein maximaler Anteil an Energie wird dabei von der nicht-wiederaufladbaren galvanischen Zelle zur Verfügung gestellt. Dadurch wird aus der wiederaufladbaren galvanischen Zelle nur ein Mindestmaß an Strom entnommen, so dass nur wenig Strom wieder in die wiederaufladbare galvanische Zelle nachgeladen werden muss. Dadurch sind die Verluste der Anordnung beim Laden der wiederaufladbaren galvanischen Zelle aus der nicht-wiederaufladbaren galvanischen Zelle gering. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung ist, dass leicht verhindert werden kann, dass der zweite Strom fließt, während die nicht-wiederaufladbare galvanische Zelle aus der Einrichtung entnommen wird, um diese beispielsweise auszutauschen. Die wiederaufladbare galvanische Zelle kann so vor Schäden geschützt werden.In this way, the consumer is always supplied with electrical energy both by the non-rechargeable galvanic cell and by the rechargeable galvanic cell. A maximum amount of energy is provided by the non-rechargeable galvanic cell. As a result, only a minimum amount of current is drawn from the rechargeable galvanic cell, so that only little current has to be recharged into the rechargeable galvanic cell. As a result, the losses of the arrangement when charging the rechargeable galvanic cell from the non-rechargeable galvanic cell are low. Another advantage of the power supply device according to the invention is that the second current can easily be prevented from flowing while the non-rechargeable galvanic cell is removed from the device, for example in order to exchange it. The rechargeable galvanic cell can thus be protected against damage.

Die Regeleinheit kann dabei nicht nur bei der Entnahme von Strom aus der nicht-wiederaufladbaren galvanischen Zelle Verwendung finden, sondern auch zur Regelung des Stromes beim Laden der wiederaufladbaren galvanischen Zelle.The control unit can be used not only when drawing current from the non-rechargeable galvanic cell, but also for regulating the current when charging the rechargeable galvanic cell.

Die Regeleinheit kann beispielsweise eine Verstärkereinheit aufweisen, welche einen ersten Eingangsanschluss, einen zweiten Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss aufweist, wobei die Eingänge der Verstärkereinheit dazu ausgebildet sind, Regelsignale zu empfangen. Eines der beiden Regelsignale an den Eingängen der Verstärkereinheit kann dabei die erste Spannung repräsentieren. Eines der beiden Regelsignale an den Eingängen der Verstärkereinheit kann auch den ersten Strom repräsentieren. So kann auf einfache Art und Weise eine Stromstärkeregelung in Abhängigkeit dieser Größen implementiert werden. Bei der Stromentnahme aus den galvanischen Zellen können Eigenheiten der nicht-wiederaufladbaren galvanischen Zelle berücksichtigt werden, da sich mit der erfindungsgemäßen Regelung eine Abhängigkeit des maximalen ersten Stroms von der Temperatur und der Spannung der nicht-wiederaufladbaren galvanischen Zelle darstellen lässt. The control unit can have, for example, an amplifier unit which has a first input connection, a second input connection and an output connection, the inputs of the amplifier unit being designed to receive control signals. One of the two control signals at the inputs of the amplifier unit can represent the first voltage. One of the two control signals at the inputs of the amplifier unit can also represent the first current. Current control can be implemented in a simple manner depending on these variables. When drawing current from the galvanic cells, peculiarities of the non-rechargeable galvanic cell can be taken into account, since the regulation according to the invention makes it possible to show a dependence of the maximum first current on the temperature and the voltage of the non-rechargeable galvanic cell.

Ist die erste Spannung kleiner oder gleich der zweiten Spannung, so kann die Regeleinheit einen regelbaren Widerstand umfassen, dessen Widerstand sich in Abhängigkeit von dem Regelsignal ändert.If the first voltage is less than or equal to the second voltage, the control unit can comprise a controllable resistor, the resistance of which changes as a function of the control signal.

Ist die erste Spannung kleiner als die zweite Spannung, kann die Regeleinheit hingegen einen Abwärtswandler umfassen. Ist die erste Spannung größer als die zweite Spannung, kann die Regeleinheit einen Aufwärtswandler umfassen.However, if the first voltage is less than the second voltage, the control unit can include a step-down converter. If the first voltage is greater than the second voltage, the control unit can include a step-up converter.

Eine oben beschriebene Einrichtung kann zusammen mit einem Verbraucher in einer Fernbedienungsvorrichtung verwendet werden.A device described above can be used together with a consumer in a remote control device.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigt:

  • 1 in einem Blockschaltbild eine Anordnung mit einer Primärzelle und einer Sekundärzelle; und
  • 2 in einem Blockschaltbild eine weitere Anordnung mit einer Primärzelle und einer Sekundärzelle.
The invention is explained in more detail below on the basis of the exemplary embodiments illustrated in the figures of the drawings, the same elements being provided with the same reference symbols. It shows:
  • 1 in a block diagram an arrangement with a primary cell and a secondary cell; and
  • 2nd in a block diagram a further arrangement with a primary cell and a secondary cell.

In 1 ist ein Blockschaltbild einer Stromversorgungseinrichtung mit einer Primärzelle 1 und einer Sekundärzelle 2 dargestellt. Die Primärzelle 1 ist zwischen ein Bezugspotential GND und einem Anschluss eines Verbrauchers 4, dessen anderer Anschluss an das Bezugspotential GND angeschlossen ist, geschaltet und stellt eine elektrische Spannung U1 zur Verfügung. Die elektrochemische Reaktion der Primärzelle 1 verläuft irreversibel, sodass sie, wenn sie einmal entladen ist nicht wieder aufgeladen werden kann.In 1 is a block diagram of a power supply device with a primary cell 1 and a secondary cell 2nd shown. The primary cell 1 is between a reference potential GND and a connection of a consumer 4th whose other connection to the reference potential GND is connected, switched and provides an electrical voltage U1 to disposal. The electrochemical reaction of the primary cell 1 is irreversible, so that once it is unloaded it cannot be recharged.

Eine Sekundärzelle 2 ist zwischen das Bezugspotential GND und den einen Anschluss des Verbrauchers 4 (Schaltungsknoten zwischen Primärzelle 1 und Verbraucher 4) geschaltet und stellt eine elektrische Spannung U1 zur Verfügung. Die elektrochemische Reaktion der Sekundärzelle 2 verläuft reversibel, sodass sich die Sekundärzelle 2 wieder aufladen lässt.A secondary cell 2nd is between the reference potential GND and the one connection of the consumer 4th (Circuit node between the primary cell 1 and consumers 4th ) switched and provides an electrical voltage U1 to disposal. The electrochemical reaction of the secondary cell 2nd runs reversibly, so that the secondary cell 2nd can be recharged.

Zwischen die Sekundärzelle 2 und den gemeinsamen Schaltungsknoten der Primärzelle 1 und des Verbrauchers 4 ist eine Regeleinheit 3 geschaltet, die zudem auch an das Bezugspotential GND angeschlossen sein kann. In die Regeleinheit 3 fließt ein Strom 12 und aus der Regeleinheit 3 fließt ein Strom 12' zur Primärzelle 1 und dem dazu parallel geschalteten Verbraucher 4. Die Regeleinheit 3 empfängt ein Regelsignal S1 und ist dazu ausgebildet, die Stromstärke 12' in Abhängigkeit von dem Regelsignal S1 einzustellen. Die Regeleinheit 3 stellt dann elektrische Energie mit einer eingestellten Stromstärke I2' zur Verfügung. Durch den Verbraucher 4 fließt somit ein Strom mit einer Stromstärke 13, wobei die Stromstärke 13 von der Stromstärke I1 und der eingestellten Stromstärke 12' abhängt. Im Idealfall haben die Ströme 12 und 12' dieselbe Stärke. Der Strom I2' begrenzt dabei den Strom I1, so dass dieser einen bestimmten Schwellwert nicht überschreitet.Between the secondary cell 2nd and the common circuit node of the primary cell 1 and the consumer 4th is a control unit 3rd switched, which also to the reference potential GND can be connected. In the control unit 3rd a current flows 12th and from the control unit 3rd a current flows 12 ' to the primary cell 1 and the consumer connected in parallel 4th . The control unit 3rd receives a control signal S1 and is designed to measure the amperage 12 ' depending on the control signal S1 adjust. The control unit 3rd then provides electrical energy with a set current I2 ' to disposal. By the consumer 4th thus a current flows with an amperage 13 , the amperage 13 on the current I1 and the set current 12 ' depends. Ideally, the currents 12th and 12 ' the same strength. The current I2 ' limits the current I1 so that it does not exceed a certain threshold.

Der Verbraucher 4 wird somit durch die Primärzelle 1 und die Sekundärzelle 2 mit Energie versorgt. Dabei setzt sich die dem Verbraucher 4 zur Verfügung gestellte elektrische Energie immer aus einen (maximalen) Anteil einer durch die Primärzelle 1 bereitgestellten elektrischen Energie und einem (Rest-) Anteil einer durch die Sekundärzelle 2 bereitgestellten elektrischen Energie zusammen. Aus der Sekundärzelle 2 wird dabei meist immer nur ein geringer Strom entnommen. Die Sekundärzelle 2 entlädt sich dadurch nicht so schnell, wie es bei einer alleinigen Versorgung des Verbrauchers 4 durch die Sekundärzelle 2 der Fall wäre. Die Sekundärzelle 2 muss somit bei der in 1 dargestellten Anordnung weniger häufig geladen werden, bzw. es muss nur ein geringer Strom nachgeladen werden.The consumer 4th is thus through the primary cell 1 and the secondary cell 2nd energized. The consumer sits down 4th provided electrical energy always from a (maximum) portion of one by the primary cell 1 provided electrical energy and a (residual) portion of one by the secondary cell 2nd provided electrical energy together. From the secondary cell 2nd usually only a small amount of current is drawn. The secondary cell 2nd it does not discharge itself as quickly as it would if the consumer were supplied solely 4th through the secondary cell 2nd would be the case. The secondary cell 2nd must therefore at the in 1 shown arrangement are loaded less frequently, or only a small current needs to be recharged.

Es ist jedoch auch möglich, die Stromstärke 12 durch die Regeleinheit 3 auf Null zu regeln (Strom I2' ist Null) . In diesem Fall wird der Verbraucher 4 alleine durch die Primärzelle 1 mit elektrischer Energie versorgt. Auf diese Weise kann die Sekundärzelle 2 geschützt und deren Lebensdauer verlängert werden. Das Steuersignal S1 kann beispielsweise von der Spannung U1 der Primärzelle 1 und/oder der Spannung U2 der Sekundärzelle 2 abhängen.However, it is also possible to change the amperage 12th through the control unit 3rd to zero (current I2 ' is zero). In this case, the consumer 4th alone through the primary cell 1 supplied with electrical energy. In this way, the secondary cell 2nd protected and their lifespan extended. The control signal S1 can, for example, of the voltage U1 the primary cell 1 and / or the tension U2 the secondary cell 2nd depend.

Die Regeleinheit 3 kann beispielsweise einen einstellbaren Widerstand umfassen, wenn die Spannung der Sekundärzelle 2 lediglich geringfügig größer ist als die Spannung der Primärzelle 1 (z.B. ca. 0,2 V) . Der einstellbare Widerstand kann entsprechend verändert werden, um die Stromstärke 12 einzustellen. Der einstellbare Widerstand ist zwischen die Primärzelle 1 und die Sekundärzelle 2 geschaltet, wobei der Strom 12 gleich dem Strom 12' ist. The control unit 3rd For example, can include an adjustable resistance when the voltage of the secondary cell 2nd is only slightly greater than the voltage of the primary cell 1 (e.g. approx. 0.2 V). The adjustable resistance can be changed according to the amperage 12th adjust. The adjustable resistance is between the primary cell 1 and the secondary cell 2nd switched, the current 12th equal to the current 12 ' is.

Liegt die Spannung der Sekundärzelle 2 deutlich über der Spannung der Primärzelle 1 kann die Regeleinheit 3 beispielsweise einen Abwärtswandler umfassen. Liegt hingegen die Spannung der Sekundärzelle 2 unter der Spannung der Primärzelle 1, kann die Regeleinheit 3 einen Aufwärtswandler umfassen.Is the voltage of the secondary cell 2nd well above the voltage of the primary cell 1 can the control unit 3rd include, for example, a buck converter. However, the voltage of the secondary cell lies 2nd under the tension of the primary cell 1 , the control unit 3rd include a step-up converter.

Die Stromstärke 12 kann beispielsweise in Abhängigkeit von der Stromstärke I1 eingestellt werden. Die Stromstärke I1 ändert sich (abgesehen von Lastschwankungen des Verbrauchers) beispielsweise in Abhängigkeit von der (tatsächlichen) Spannung der Primärzelle 1 und die Spannung der Primärzelle 1 ändert sich beispielsweise in Abhängigkeit von der Temperatur oder in Abhängigkeit vom Ladezustand der Primärzelle 1.The current 12th can, for example, depending on the current I1 can be set. The current I1 changes (apart from load fluctuations of the consumer), for example, depending on the (actual) voltage of the primary cell 1 and the voltage of the primary cell 1 changes, for example, depending on the temperature or depending on the state of charge of the primary cell 1 .

2 zeigt in einem Blockschaltbild ein weiteres Beispiel einer Stromversorgungseinrichtung mit einer Primärzelle 1 und einer Sekundärzelle 2. Die Primärzelle 1 ist hierbei über einen Widerstand R1 mit dem Bezugspotential GND verbunden. Ein Spannungsteiler mit einer Serienschaltung aus einem zweiten Widerstand R2 und einem dritten Widerstand R3 ist zwischen den Anschluss für das Bezugspotential GND und einen gemeinsamen Schaltungsknoten der Regeleinheit 3 und der Primärzelle 1 geschaltet. 2nd shows a block diagram of another example of a power supply device with a primary cell 1 and a secondary cell 2nd . The primary cell 1 is over a resistor here R1 with the reference potential GND connected. A voltage divider with a series connection of a second resistor R2 and a third resistance R3 is between the connection for the reference potential GND and a common circuit node of the control unit 3rd and the primary cell 1 switched.

Ein Operationsverstärker 5 ist mit einem ersten Eingangsanschluss E1 mit einem gemeinsamen Schaltungsknoten der Primärzelle 1 und des ersten Widerstands R1 verbunden. Mit seinem zweiten Eingangsanschluss E2 ist der Operationsverstärker 5 mit einem gemeinsamen Schaltungsknoten des zweiten Widerstands R2 und des dritten Widerstands R3 verbunden. An einem Ausgangsanschluss A1 stellt der Operationsverstärker 5 das Steuersignal für den Transistor T zur Verfügung.An operational amplifier 5 is with a first input connector E1 with a common circuit node of the primary cell 1 and the first resistance R1 connected. With its second input connector E2 is the operational amplifier 5 with a common circuit node of the second resistor R2 and the third resistance R3 connected. At an output port A1 provides the operational amplifier 5 the control signal for the transistor T to disposal.

Der Operationsverstärker 5 vergleicht eine an seinem ersten Eingangsanschluss E1 anliegende Spannung (Regelsignal S2) mit einer an seinem zweiten Eingangsanschluss E2 anliegenden Spannung (Regelsignal S3). Der Unterschied zwischen den beiden Spannungen wird verstärkt und am Ausgangsanschluss A1 als Steuersignal ausgegeben. Umfasst die Regeleinheit 3 einen einstellbaren Widerstand, so wird dessen Widerstand in Abhängigkeit von dem verstärkten Spannungsunterschied verändert. Die Regeleinheit 3 kann beispielsweise einen Transistor T aufweisen, der in Abhängigkeit von dem verstärkten Spannungsunterschied gesteuert wird. Auf diese Weise ändert sich die Stromstärke des Stromes 12', der im Wesentlichen gleich der Stromstärke des Stromes 12 ist. Die am Eingangsanschluss E1 anliegende Spannung ist die Spannung über dem Widerstand R1 und somit proportional zum Strom durch den Widerstand R1. Der Strom durch den Widerstand R1 ist im Wesentlichen gleich dem Strom I1. Die am Eingangsanschluss E2 anliegende Spannung ist proportional (gemäß Teilungsverhältnis des Spannungsteilers) der Spannung über dem Verbraucher 4 und damit gleich der Spannung U1 plus der Spannung über dem Widerstand R2, d.h. im Wesentlichen der Spannung U1, da diese wesentlich größer ist als die Spannung über dem Widerstand R2. Damit werden beim vorliegenden Beispiel die Spannung U1 und der Strom 1 der Primärzelle 1 zur Steuerung des Stromes 12' herangezogen.The operational amplifier 5 compares one at its first input port E1 applied voltage (control signal S2 ) with one on its second input connector E2 applied voltage (control signal S3 ). The difference between the two voltages is amplified and at the output connection A1 output as a control signal. Includes the control unit 3rd an adjustable resistance, its resistance is changed depending on the amplified voltage difference. The control unit 3rd can, for example, a transistor T have, which is controlled depending on the amplified voltage difference. In this way the current intensity of the current changes 12 ' , which is essentially equal to the amperage of the current 12th is. The one at the input port E1 applied voltage is the voltage across the resistor R1 and thus proportional to the current through the resistor R1 . The current through the resistor R1 is essentially the same as the current I1 . The one at the input port E2 The applied voltage is proportional (according to the division ratio of the voltage divider) to the voltage across the consumer 4th and thus equal to the tension U1 plus the voltage across the resistor R2 , ie essentially the voltage U1 , because it is much larger than the voltage across the resistor R2 . So in the present example the tension U1 and the stream 1 the primary cell 1 to control the current 12 ' used.

Eine oben beschriebene Einrichtung kann zusammen mit einem Verbraucher beispielsweise in einer insbesondere tragbaren Fernbedienungsvorrichtung verwendet werden. Dabei kann es sich bei dem Verbraucher insbesondere um eine Sendeeinrichtung zum Aussenden eines Funksignals oder um eine Sende-/Empfangseinrichtung zum Senden und Empfangen eines Funksignals handeln.A device described above can be used together with a consumer, for example in an especially portable remote control device. The consumer can in particular be a transmitting device for transmitting a radio signal or a transmitting / receiving device for transmitting and receiving a radio signal.

Über dies kann ferner eine Fernbedienungsanordnung für ein Fahrzeug geschaffen werden, die einerseits eine oben erwähnte Fernbedienungsvorrichtung umfasst, sowie eine fahrzeugseitige Empfangseinrichtung zum Empfangen des von der (tragbaren) Fernbedienungsvorrichtung ausgesendeten Funksignals, wobei ferner eine fahrzeugseitige Funktionseinrichtung zum Durchführen einer Fahrzeugsfunktion ansprechend auf den Empfang des Funksignals vorgesehen ist.This can also be used to create a remote control arrangement for a vehicle, which on the one hand comprises an above-mentioned remote control device, and a vehicle-side receiving device for receiving the radio signal transmitted by the (portable) remote control device, furthermore a vehicle-side functional device for performing a vehicle function in response to the reception of the Radio signal is provided.

BezugszeichenlisteReference list

11
nicht-wiederaufladbare galvanische Zellenon-rechargeable galvanic cell
22nd
wiederaufladbare galvanische Zellerechargeable galvanic cell
33rd
RegeleinheitControl unit
44th
Verbraucherconsumer
55
VerstärkereinheitAmplifier unit
TT
Transistortransistor
E1E1
erster Eingangsanschlussfirst input port
E2E2
zweiter Eingangsanschlusssecond input connector
A1A1
AusgangsanschlussOutput connector
S1S1
RegelsignalControl signal
S2S2
RegelsignalControl signal
S3S3
RegelsignalControl signal
R1R1
erster Widerstandfirst resistance
R2R2
zweiter Widerstandsecond resistance
R3R3
dritter Widerstandthird resistance
U1U1
erste Spannungfirst tension
U2U2
zweite Spannungsecond tension
I1I1
erster Stromfirst stream
1212th
zweiter Stromsecond stream
I2'I2 '
eingestellter zweiter Stromset second current
1313
dritter Stromthird stream
GNDGND
ReferenzpotentialReference potential

Claims (9)

Stromversorgungseinrichtung für einen Verbraucher (4), welche eine nicht-wiederaufladbare galvanische Zelle (1), eine wiederaufladbare galvanische Zelle (2) und eine Regeleinheit (3) aufweist, wobei die nicht-wiederaufladbare galvanische Zelle (1) eine erste Spannung (U1) erzeugt und mit einem Verbraucher (4) elektrisch verbunden ist zur Einspeisung eines ersten Stromes (I1) in den Verbraucher (4); die wiederaufladbare galvanische Zelle (2) eine zweite Spannung (U2) erzeugt und über die Regeleinheit (3) mit dem Verbraucher (4) und der nicht-wiederaufladbaren galvanischen Zelle (1) elektrisch verbunden ist zur Einspeisung eines zweiten Stromes (12') in den Verbraucher (4); die Regeleinheit (3) dazu ausgebildet ist, mindestens ein Regelsignal (S1, S2, S3) zu empfangen und anhand des mindestens einen Regelsignals (S1, S2, S3) die Stärke des zweiten Stromes (I2') derart einzustellen, dass der erste Strom (I1) durch den zweiten Strom (I2') begrenzt wird und einen vorgegebenen Schwellwert nicht überschreitet, so dass der Verbraucher (4) stets sowohl von der nicht-wiederaufladbaren galvanischen Zelle (1) als auch von der wiederaufladbaren galvanischen Zelle (2) mit Strom versorgt wird; und das mindestens eine Regelsignal (S1, S2, S3) zumindest eine der Größen erste Spannung (U1), zweite Spannung (U2) und erster Strom (I1) repräsentiert. Power supply device for a consumer (4), which has a non-rechargeable galvanic cell (1), a rechargeable galvanic cell (2) and a control unit (3), wherein the non-rechargeable galvanic cell (1) generates a first voltage (U1) and is electrically connected to a consumer (4) for feeding a first current (I1) into the consumer (4); the rechargeable galvanic cell (2) generates a second voltage (U2) and is electrically connected to the consumer (4) and the non-rechargeable galvanic cell (1) via the control unit (3) for feeding in a second current (12 ') in the consumer (4); the control unit (3) is designed to receive at least one control signal (S1, S2, S3) and to set the strength of the second current (I2 ') on the basis of the at least one control signal (S1, S2, S3) such that the first current (I1) is limited by the second current (I2 ') and does not exceed a predetermined threshold value, so that the consumer (4) always with both the non-rechargeable galvanic cell (1) and the rechargeable galvanic cell (2) Power is supplied; and the at least one control signal (S1, S2, S3) represents at least one of the variables first voltage (U1), second voltage (U2) and first current (I1). Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Regeleinheit (3) eine Verstärkereinheit (5) mit einem ersten Eingangsanschluss (E1), einem zweiten Eingangsanschluss (E2) und einem Ausgangsanschluss (A1) aufweist und die Eingänge (E1, E2) der Verstärkereinheit (5) dazu ausgebildet sind Regelsignale (S2, S3) zu empfangen.Establishment after Claim 1 The control unit (3) has an amplifier unit (5) with a first input connection (E1), a second input connection (E2) and an output connection (A1) and the inputs (E1, E2) of the amplifier unit (5) are designed for this purpose control signals (S2, S3). Einrichtung nach Anspruch 2, wobei eines der beiden Regelsignale (S2) an den Eingängen (E1, E2) der Verstärkereinheit (5) die erste Spannung (U1) repräsentiert.Establishment after Claim 2 , wherein one of the two control signals (S2) at the inputs (E1, E2) of the amplifier unit (5) represents the first voltage (U1). Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei eines der beiden Regelsignale (S3) an den Eingängen (E1, E2) der Verstärkereinheit (5) den ersten Strom (I1) repräsentiert.Establishment after Claim 2 or 3rd , wherein one of the two control signals (S3) at the inputs (E1, E2) of the amplifier unit (5) represents the first current (I1). Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Spannung (U1) kleiner oder gleich der zweiten Spannung (U2) ist und die Regeleinheit (3) einen regelbaren Widerstand umfasst.Establishment according to one of the Claims 1 to 4th , wherein the first voltage (U1) is less than or equal to the second voltage (U2) and the control unit (3) comprises a controllable resistor. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Spannung (U1) kleiner als die zweite Spannung (U2) ist und die Regeleinheit (3) einen Abwärtswandler umfasst.Establishment according to one of the Claims 1 to 4th , wherein the first voltage (U1) is less than the second voltage (U2) and the control unit (3) comprises a step-down converter. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Spannung (U1) größer als die zweite Spannung (U2) ist und die Regeleinheit (3) einen Aufwärtswandler umfasst.Establishment according to one of the Claims 1 to 4th , wherein the first voltage (U1) is greater than the second voltage (U2) and the control unit (3) comprises a step-up converter. Fernbedienungsvorrichtung für ein Fahrzeug, umfassend folgende Merkmale: - einen Verbraucher; und - eine Stromversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7.Remote control device for a vehicle, comprising the following features: a consumer; and a power supply device according to one of the preceding Claims 1 to 7 . Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der der Verbraucher eine Sendeeinrichtung umfasst.Device after Claim 8 , in which the consumer comprises a transmission device.
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