DE1088614B

DE1088614B - Circuit arrangement for checking the state of charge of an electric battery for feeding a discharge lamp

Info

Publication number: DE1088614B
Application number: DEC18175A
Authority: DE
Inventors: Raymond Vic
Original assignee: Compagnie Industrielle des Piles Electriques CIPEL SA
Current assignee: Compagnie Industrielle des Piles Electriques CIPEL SA
Priority date: 1958-01-13
Filing date: 1959-01-07
Publication date: 1960-09-08

Description

Schaltungsanordnung zur Ub erprüfung des Ladungszustandes einer elektrischen Batterie zur Speisung einer Entladungslampe Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur in bestimmten Zeitabständen wiederholbaren Überprüfung des Ladungszustandes einer von elektrischen Elementen gebildeten Batterie, mit der über einen Oszillator und einen Transformator eine Entladungslampe gespeist wird. Circuit arrangement for checking the state of charge of an electrical Battery for feeding a discharge lamp The invention relates to a circuit arrangement for checking the state of charge, which can be repeated at certain time intervals a battery formed by electrical elements with which an oscillator and a transformer is fed to a discharge lamp.

Solche Speisesysteme für Entladungslampen sind bereits bekannt. Such feed systems for discharge lamps are already known.

Bei solchen Anlagen ist es immer schwer, den Augenblick zu erfassen, zu dem die Batterien bei Erschöpfung ihrer Ladung ersetzt werden müssen. Im Gegensatz zu den Vorgängen, die sich bei Lampen mit Widerstands drähten einstellen, führt eine erhebliche Verminderung der verfügbaren Spannung an den Klemmen der Spannungsquelle nur zu einer geringen Verminderung der Leuchtkraft der Entladungsröhre, so daß das Erlöschen einer vermeintlich ordnungsgemäß versorgten Lampe völlig unerwartet auftreten kann, wenn die verfügbare Spannung in der Nähe eines kritischen Wertes ist. With such systems it is always difficult to grasp the moment to which the batteries must be replaced when their charge is exhausted. In contrast leads to the processes that occur in lamps with resistance wires a significant reduction in the voltage available at the terminals of the voltage source only to a slight reduction in the luminosity of the discharge tube, so that the A supposedly properly supplied lamp goes out completely unexpectedly can when the available voltage is close to a critical value.

Bei der Speisung einer Entladelampe ist es somit besonders wichtig, in jedem Augenblick, d. h. selbst während des Betriebes, durch eine Überprüfung feststellen zu können, ob der Ladungszustand der Batterien noch ausreichend ist, um bis zur nächsten Uberprüfung ein ordnungsgemäßes Arbeiten sicherzustellen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, mit der in jedem Augenblick, beispielsweise mit Hilfe eines einfachen Druckknopfes, überprüft werden kann, ob der Ladungszustand der elektrischen Batterien noch ausreichend ist und kein Erlöschen der Lampe auftritt, wenn die Batterien nicht ausgetauscht werden. When supplying a discharge lamp, it is therefore particularly important in every moment, d. H. even during operation, by checking to be able to determine whether the state of charge of the batteries is still sufficient, to ensure proper work until the next inspection The invention relates to a circuit arrangement with which at any moment, for example With the help of a simple push button, you can check whether the charge status the electric batteries are still sufficient and the lamp does not go out, if the batteries are not replaced.

Bei dieser Schaltungsanordnung ergibt sich ein Erlöschen von einigen Sekunden, wenn sich der Austausch der Batterien als notwendig erweist. Somit ist das Weiterbrennen der Lampe während der sehr kurzen Dauer der Überprüfung ein Anzeichen für eine noch ausreichende Leistung der Batterien. With this circuit arrangement some of them are extinguished Seconds if it proves necessary to replace the batteries. So is the continued burning of the lamp during the very short duration of the check is an indication for sufficient battery performance.

Es ist bereits bekannt, bei der Prüfung desLadungszustandes einer Batterie zur Speisung einer Entladungslampe kurzzeitig durch Widerstände eine Spannungs absenkung zu erzeugen. It is already known when checking the state of charge of a Battery for supplying a discharge lamp briefly a voltage through resistors to generate lowering.

Demgegenüber wird bei einer Schaltungsanordnung zur in bestimmten Zeitabständen wiederholbarenUberprüfung des Ladungszustandes einer Batterie zur Speisung einer Entladungslampe gemäß der Erfindung im Speisekreis der Lampe eine kurzzeitige Spannungsabsenkung erzeugt, die in Abhängigkeit von der Zeitdauer berechnet ist, für welche die Batterie nach der Überprüfung noch ordnungsgemäß weiterarbeiten soll, und es wird das Weiterleuchten bzw. das Ausgehen der Lampe während dieser Spannungsabsenkung als Kriterium des Ladungszustandes der Batterie benutzt. In contrast, in a circuit arrangement for in certain Repeatable checking of the state of charge of a battery at intervals Feeding a discharge lamp according to the invention in the supply circuit of the lamp short-term voltage drop is generated, which is calculated as a function of the duration for which the battery will continue to work properly after the check should, and it will continue to light up or go out of the lamp during this Voltage drop used as a criterion for the state of charge of the battery.

Wohlverstanden ist diese beispielsweise durch eine Gruppe von Widerständen erzeugte Spannungsabsenkung so gewählt, daß die Batterie in der Verbraucherschaltung nach der Überprüfung, wenn diese positiv ausgefallen ist, noch eine Zeit ordnungsgemäß arbeiten kann, die größer ist als die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Überprüfungen liegende Zeit.This is well understood, for example, by a Group of resistors generated voltage drop selected so that the battery in the consumer circuit after the check, if this is positive, for a period of time properly that is greater than that between two consecutive reviews lying time.

Im übrigen ist es bekannt, daß eine Temperaturverminderung merklich die an den Klemmen einer elektrischen Batterie verfügbare Spannung vermindert. Incidentally, it is known that a decrease in temperature is noticeable reduces the voltage available at the terminals of an electric battery.

Wenn die Umgebungstemperatur relativ klein ist und in der Größenordnung von 0, - 10 oder 200 C liegt, kann es vorkommen, daß die gemäß den vorstehenden Angaben durchgeführte Überprüfung in kaltem Zustand zu einem Erlöschen der Lampe führt, obwohl die Batterien noch in der Lage sind, bei normalen Temperaturen genügend elektrische Energie abzugeben.When the ambient temperature is relatively small and of the order of magnitude of 0, -10 or 200 C, it can happen that the according to the above Checks carried out in cold condition to extinguish the lamp leads even though the batteries are still able to run enough at normal temperatures to deliver electrical energy.

Vorteilhaft wird dementsprechend bei der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung die momentan an den Klemmen des Speisesystems der Lampe erzeugte Spannungsabsenkung in Abhängigkeit von der Temperatur vermindert, indem man beispielsweise einen Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten den Klemmen der Batterie parallel schaltet, Zum besseren Verständnis der Erfindung dienen die nachfolgende Beschreibung und die Zeichnung. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 das Gesamtschaltschema einer mit dem Prüfgerät verbundenen Einrichtung, Fig. 2 eine schematische Darstellung der Verbindungen zwischen dem Speisekreis und dem Prüfkreis (in Fig. 1 links gelegen) bei normalem Betrieb des Verbrauchers, Fig. 3 eine schematische Darstellung der Verbindungen zwischen dem Speisekreis und dem Prüfkreis (in der Fig. 1 links gelegen) bei der Überprüfung der Restkapazität der elektrischen Batterie. Accordingly, it is advantageous in the circuit arrangement according to FIG according to the invention, the voltage drop currently generated at the terminals of the lamp's feed system depending on the Temperature decreased by, for example a resistor with a negative temperature coefficient to the terminals of the battery connected in parallel, the following are used for a better understanding of the invention Description and the drawing. In the drawing, Fig. 1 shows the overall circuit diagram a device connected to the testing device, FIG. 2 is a schematic representation the connections between the feed circuit and the test circuit (located on the left in Fig. 1) with normal operation of the consumer, Fig. 3 is a schematic representation of the Connections between the feed circuit and the test circuit (located on the left in Fig. 1) when checking the remaining capacity of the electric battery.

In dem Schaltschema der Fig. 1 ist eine von Elementen gebildete elektrische Batterie 1 dargestellt, welche über einen Transistor 2 die Primärwicklung 3 eines Transformators 4 speist. In the circuit diagram of FIG. 1, there is an electrical circuit formed by elements Battery 1 shown, which via a transistor 2, the primary winding 3 of a Transformer 4 feeds.

Der Transistor 2 arbeitet dank der Widerstände 5 und 6 als Sperroszillator. Ein Kondensator 7 vergleichmäßigt die Abgabe der elektrischen Energie aus der Batterie 1. The transistor 2 works thanks to the resistors 5 and 6 as a blocking oscillator. A capacitor 7 equalizes the output of the electrical energy from the battery 1.

Die beiden Klemmen der Sekundärwicklung 8 des Transformators sind an die Klemmen einer Entladungslampe 9 angeschlossen. In die Hauptspeiseleitung 11 ist in Reihe ein Widerstand 10 eingeschaltet, der in dem unteren Teil der Fig. 1 erkennbar ist. Dieser Widerstand 10 von 20 Ohm ist im Normalbetrieb zwischen den Punkten und B mit einem Kontaktstück 12 kurzgeschlossen. The two terminals of the secondary winding 8 of the transformer are connected to the terminals of a discharge lamp 9. In the main feed line 11, a resistor 10 is connected in series, which in the lower part of Fig. 1 can be seen. This resistor 10 of 20 ohms is in normal operation between the Points and B short-circuited with a contact piece 12.

Dieses Kontaktstück sorgt in einer zweiten Schaltstellung 12' (in der der Widerstand 10 in den Speisekreis der Primärwicklung3 des Transformators eingeschaltet ist) für eine Verbindung zwischen dem Punkt B und der Hauptspeiseleitung 13, die im oberen Teil der Fig. 1 wiederzufinden ist. Diese Verbindung führt über einen Leiter 14, das Kontaktstück 12' und die zwei in Reihe geschalteten Widerstände 15 und 16. In a second switching position 12 '(in the resistor 10 in the feed circuit of the primary winding 3 of the transformer is switched on) for a connection between point B and the main feed line 13, which can be found in the upper part of FIG. This connection leads over a conductor 14, the contact piece 12 'and the two resistors connected in series 15 and 16.

Der Widerstand 16 ist ein Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten; er hat einenWert von: 60 Ohm bei -200 C, 30 Ohm bei 0° C und 4 Ohm bei +500 C. Resistor 16 is a negative temperature coefficient resistor; it has a value of: 60 ohms at -200 C, 30 ohms at 0 ° C and 4 ohms at +500 C.

Der Widerstand 15 von 5 Ohm hat die Aufgabe, die Wirkung des Temperaturregelwiderstandes 16 bei hohen Temperaturen zu beschränken. The resistor 15 of 5 ohms has the task of acting as the temperature control resistor 16 to restrict at high temperatures.

Wenn sich das Kontaktstück 12 in der in ausgezogenen Linien in der Fig. 1 dargestellten Stellung befindet, ist der Widerstand 10 kurzgeschlossen, und die Primärwicklung 3 des Transformators wird so gespeist, als wären die Widerstände 10, 15 und 16 nicht vorhanden (vgl. das Anschluß schema für diese Schaltstellung in der Fig. 2). When the contact piece 12 is in the solid lines in the Fig. 1 is the position shown, the resistor 10 is short-circuited, and the primary winding 3 of the transformer is fed as if the resistors were 10, 15 and 16 not available (see the connection diagram for this switch position in Fig. 2).

Wenn das Kontaktstück 12 in die Stellung 12' gebracht wird, wird das Verbrauchersystem mit der Spannung gespeist, die an den Klemmen der Wider--stände 15 und 16 herrscht, welche zusammen mit dem Widerstand 10 einen Spannungsteiler bilden. When the contact piece 12 is brought into the position 12 ', the consumer system is fed with the voltage that is applied to the terminals of the resistors 15 and 16 prevail, which together with the resistor 10 is a voltage divider form.

Die Widerstände 10, 15 und 16 sind so berechnet, daß die in dem Sekundärkreis 8 des Transformators hervorgerufene Spannungsabsenkung die an den Klemmen der Lampe 9 verfügbare Spannung auf die -kritische Löschspannung der Lampe absinkt, wenn sich das Kontaktstück 12 in der Schaltstellung 12' befindet und die Batterien bei normaler Temperatur mit einer Spannung von 4 V arbeiten. Unter diesen Bedingungen kann ein weiteres ordnungsgemäßes Arbeiten der Lampe etwa während 5q weiteren Stunden sicher--gestellt werden, wenn man diese Lampe beispielsweise zur Eisenbahnsignalisation verwendet und alle 12 Stunden überprüft. The resistors 10, 15 and 16 are calculated so that those in the secondary circuit 8 of the transformer caused the voltage drop at the terminals of the lamp 9 available voltage drops to the critical extinction voltage of the lamp when the contact piece 12 is in the switch position 12 'and the batteries in normal Temperature work with a voltage of 4 V. Under these conditions a the lamp will continue to work properly for a further 5 hours if you have this lamp for example used for railway signaling and checked every 12 hours.

Es ist offensichtlich, daß durch ein einfaches Umschalten des Kontaktstückes 12 während des Betriebes festgestellt werden kann, ob die Restkapazität der Batterie noch groß genug ist, um einen Betrieb für eine zuvor festgelegte Dauer sicherzustellen. It is obvious that by simply switching the contact piece 12 can be determined during operation whether the remaining capacity of the battery is still large enough to ensure operation for a predetermined period of time.

Da der Widerstand 16 einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist, ergibt sich bei einer Verminderung der Temperatur und damit bei einer Verminderung der Arbeitsspannung der Batterien eine Vergrößerung des Widerstandes 16. Die Spannung an den Klemmen der Widerstände 15 und 16 des von den drei Widerständen 10, 15 und 16 gebildeten Spannungsteilers erhöht sich somit um einen von der Spannung der Batterien abhängigen Wert, oder, was auf das gleiche hinausläuft, es ergibt sich für einen geringeren Spannungswert der speisenden Batterien der gleiche Spannungswert an den Klemmen der Widerstände 15 und 16. Since the resistor 16 has a negative temperature coefficient, arises with a decrease in temperature and thus with a decrease working voltage of batteries increase in resistance 16. Voltage at the terminals of the resistors 15 and 16 of the three resistors 10, 15 and 16 formed voltage divider thus increases by one of the voltage of the batteries dependent value, or, what amounts to the same thing, it arises for you lower voltage value of the feeding batteries, the same voltage value at the Clamping of resistors 15 and 16.

Auf diese Weise ist es möglich, das Prüfgerät an die tatsächlich an den Batterien verfügbaren, von der Temperatur abhängigen Spannungen anzupassen und das Auswechseln von noch brauchbaren Batterien zu vermeiden. In this way it is possible to actually connect the test device to the to adapt the voltages available to the batteries, depending on the temperature and avoid replacing batteries that are still usable.

Es ist auf diese Weise möglich, unter gleichen Bedingungen sowohl Batterien zu überprüfen, die bei -200C eine Spannung von 2,4V liefern, als auch Batterien, die bei einer Temperatur von 500 C eine Spannung von 4,4 V liefern. It is possible in this way, both under the same conditions Check batteries that deliver a voltage of 2.4V at -200C, as well Batteries that deliver a voltage of 4.4 V at a temperature of 500 C.

Es versteht sich, daß es möglich ist, auf einen Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten zu verzichten, wenn die Prüfungen bei einer wesentlichen gleichförmigen Temperatur vorzunehmen sind. Im übrigen ist es auch nicht erforderlich, genau den gleichen Oszillator vorzusehen, der in dem Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Dieser Oszillator läßt sich auch durch einen mechanischen Oszillator oder sonstige Vorrichtungen ersetzen. Schließlich sei noch erwähnt, daß die Spannungsabsenkung mit Hilfe beliebiger bekannter Mittel hervorgerufen werden kann und daß man diese Spannungsabsenkung temperaturabhängig mit einem in Reihe in den Speisekreis eingeschalteten Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten abwandelnkann. It goes without saying that it is possible to tap a resistor with negative Temperature coefficients to be waived if the tests at a significant uniform temperature are to be made. In addition, it is not necessary to provide exactly the same oscillator that is shown in the embodiment is. This oscillator can also be replaced by a mechanical oscillator or other Replace fixtures. Finally it should be mentioned that the voltage drop can be caused with the help of any known means and that this Voltage drop depending on temperature with a connected in series in the supply circuit Can modify resistance with positive temperature coefficient.

PATENTANSPRÜCKE: 1. Schaltungsanordnung zur in bestimmten Zeitabständen wiederholbaren Überprüfung des Ladungszustandes einer Batterie zur Speisung einer Entladungslampe, dadurch gekennzeidinet, daß im Speisekreis der Lampe eine kurzzeitige Spannungsabsenkung erzeugt wird, die in Abhängigkeit von der Zeitdauer berechnet ist, für die die Batterie nach der Überprüfung noch ordnungsgemäß weiterarbeiten soll, und daß das Weiterleuchten bzw. das Ausgehen der Lampe während dieser Spannungsabsenkung als Kriterium des Ladungszustandes der Batterie benutzt wird. PATENT CLAIMS: 1. Circuit arrangement for at certain time intervals repeatable checking of the state of charge of a battery for feeding a Discharge lamp, characterized in that there is a short-term in the supply circuit of the lamp Voltage drop is generated, which is calculated as a function of the time period for which the battery will continue to work properly after the check and that the lamp continues to light up or goes out during this voltage drop is used as a criterion for the state of charge of the battery.

Claims

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the voltage drop is generated with the help of a group of resistors.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that for generation the voltage drop can be actuated, for example, by a push button Changeover switch is provided which is in one of its two switching positions during normal operation the lamp short-circuits the resistors provided for the check, while he she switches on in its test switch position in the circuit.

4. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the resistors consist partly of series and partly of parallel resistors.

5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the parallel resistor has a negative temperature coefficient.

6. Arrangement according to claim 4, characterized in that the series resistance has a positive temperature coefficient.

Considered publications: German Patent Specifications No. 904730, 511 324, 304 092; German utility model No. 1 675 824.