DE1224822B

DE1224822B - Vorrichtung zum Aufladen eines stromspeichernden Verbrauchers

Info

Publication number: DE1224822B
Application number: DEN15819A
Authority: DE
Inventors: Antonie Cornelis De Klerk
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1957-11-07
Filing date: 1958-11-04
Publication date: 1966-09-15

Description

Vorrichtung zum Aufladen eines stromspeichernden Verbrauchers Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufladen eines stromspeichernden Verbrauchers mit einer geregelten, welligen Ausgangsspannung eines Gleichrichters, der über einen Transduktor aus einem Wechselspannungsnetz gespeist wird, wobei die wellige Ausgangsspannung des Gleichrichters mit einer stabilisierten glatten Soll-Gleichspannung verglichen wird und die sich aus dem Vergleich ergebende Differenzspannung den Transduktor über eine Verstärkeranordnung steuert, die eine Gleichstrom-Steuerwicklung des Transduktors speist.
Bei einer derartigen bekannten Vorrichtung zur Speisung beliebiger Verbraucher ist die Regelung sowohl dann wirksam, wenn die Ausgangsspannung die Sollspannung unterschreitet, als auch dann, wenn sie sie überschreitet.
Bei einer weiteren bekannten Anordnung zur Gleichspannungsregelung wird die als Gleichspannung auftretende Differenzspannung zwischen dem Soll-und dem Istwert zunächst in einem Chopper-Verstärker in eine Wechselspannung zerhackt, dann verstärkt und anschließend wieder gleichgerichtet.
Für den Vergleich zwischen dem Soll- und dem Istwert dient bei einer anderen bekannten Regelanordnung eine Diode, durch die erreicht wird, daß die Soll-Ist-Differenzspannung und damit auch die Regelung nur dann arbeitet, wenn der Istwert größer ist als der Sollwert.
Für bestimmte Anwendungen, wie für das Laden von Akkumulatoren und insbesondere von Silber-Zink-Akkumulatoren, ist jedoch weniger eine Konstanthaltung des Mittelwertes der welligen Ausgangsspannung wichtig als eine Begrenzung ihrer Augenblicks-Spitzenwerte auf einen bestimmten Wert. Im Falle der Ladung von Silber-Zink-Akkumulatoren darf die Gesamtspannung einschließlich der Welligkeitsspannung gegen das Ende des Ladungsvorganges bestimmt nicht über 2,2 Volt je Zelle hinausgehen, wobei weiter der Strom allmählich auf Null absinken muß, weil sonst die Lebensdauer der Akkumulatoren nachteilig beeinflußt wird.
Diese Forderung ist jedoch bei den bekannten Anordnungen nicht erfüllt. Denn bei diesen Anordnungen wird lediglich der mittlere Wert der Ausgangsspannung geregelt, während deren Welligkeit, die ihr überlagert ist, ebensowenig berücksichtigt wird wie die aus der Verwendung von Transduktoren herrührenden scharfen Spannungsspitzen. Wie bereits dargelegt, muß diese Tatsache bei der Aufladung von empfindlichen Akkumulatoren, insbesondere solchen der erwähnten Silber-Zink-Art, berücksichtigt werden, wenn Beschädigungen der Akkumulatoren vermieden werden sollen. Dies ist die Aufgabe der Erfindung, die dadurch gelöst wird, daß zwecks Arbeiten des Regelkreises als Begrenzungseinrichtung für die Augenblicks-Spitzenwerte der welligen Ausgangsspannung nur beim Überschreiten der Soll-Gleichspannung durch die Augenblickswerte der welligen Ausgangsspannung eine Differenzspannung abgegeben wird, und deren Wechselstromkomponente mit einem Wechselspannungsverstärker verstärkt und nach Gleichrichtung dem Steuereingang eines Gleichspannungsverstärkers zugeführt wird, der seinerseits zur Speisung der Steuerwicklung des Transduktors dient.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist dem Ausgang des Gleichrichters die Reihenschaltung einer in Durchlaßrichtung gepolten Diode und, eines Widerstandes parallel geschaltet, an welchen der Eingang des Wechselspannungsverstärkers angeschlossen ist und welcher zugleich den einen Teilwiderstand eines Spannungsteilers für die Soll-Gleichspannung bildet, der parallel zu einer eine stabilisierende Spannung liefernden Neonröhre liegt.
An Hand der schematischen Figur wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachstehend näher erläutert.
Ein Transformator 1 ist mit der Primärwicklung 2 an ein Wechselspannungsnetz 3 angeschlossen. Die Sekundärwicklung 4 ist über einen Transduktor 5 mit einem Gleichrichter 6 verbunden, dessen Ausgangsspannung 28 über einen Widerstand 7 eine Batterie von Silber-Zink-Akkumulatoren 8 lädt. Die positive Klemme des Gleichrichters 6 ist über eine Diode 9 in Reihe mit einem Widerstand 10 mit der negativen Klemme des Gleichrichters 6 verbunden. Am Widerstand 10 liegt eine stabilisierte Gleichspannung, die aus der Gleichspannungsquelle 11 mit Hilfe des Vorwiderstandes 13, der Neonröhre 14 und der Spannungsteilerschaltung 12, 10 erhalten wird. Die Spannung am Widerstand 10 beträgt beispielsweise n X 2,2 Volt minus einige Zehntel Volt bei einer Zellenzahl n der Batterie B.
DerWiderstand10 liegt im Gitterkreis eines Wechselspannungsverstärkers 15 mit einem Kathodenwiderstand und einem Kondensator 17. Die Röhre 15 wird über den Anodenwiderstand 18 gespeist. Die Anode der Röhre 15 ist über einen Kondensator 19 mit einem Widerstand-20 verbunden, der mit einer Diode 21, dem Widerstand 22 und dem Kondensator 23 im Gitterkreis einer Verstärkerröhre 24 liegt. Die Anode der Röhre 24 ist über die Gleichstromsteuerwicklung 25 des Transduktors 5 mit der positiven Klemme der Gleichspannung 11 verbunden.
Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist folgende: Beim Laden der Batterie 8 durchfließt den Widerstand 7 der wellige, gleichgerichtete Ladestrom und erzeugt an ihm eine Wechselspannung. Wenn die volle Spannung der Batterie 8 fast erreicht ist und Spannungsspitzen am Ausgang des Gleichrichters 6 über den zulässigen.Wert von 2,2 Volt je Zelle hinauszugehen drohen, wird die Regelung wirksam. Sobald die Wechselspannung am Widerstand 7, die der Spannung 26 der Batterie 8 überlagert ist, über die etwas niedrigere Gleichspannung 27 am Widerstand 10 hinausgeht, wird diese Wechselspannung über den Gleichrichter 9 dem Widerstand 10 zugeführt, von der Röhre 15 verstärkt und über den Kondensator 19 an den Widerstand 20 angelegt. Diese Spannung wird von der Diode 21 so gleichgerichtet, daß der Anodenstrom der Röhre 24 abnimmt, wodurch die Impedanz des Transduktors 5-zunimmt_ und die Ausgangsspannung des Gleichrichters 6 abnimmt.
Für eine richtige Einstellung des Arbeitspunktes auf der Arbeitskurve des Transduktors 5 empfiehlt es sich, eine Grundlast in Form eines Widerstandes 29 über dem Ausgang des Gleichrichters anzubringen. Wenn nämlich der Akkumulator völlig geladen ist, muß die Spannung 26 gleich der Spannung 28 sein, weil nicht länger Ladestrom fließen darf. Dabei müßte jedoch der Transduktor 5 eine unendlich hohe Impedanz aufweisen, was naturgemäß unmöglich ist. Wenn der Transduktor in Reihe mit der Primärwicklung 2 geschaltet ist, kann der Leerlaufstronz des Transformators 1 als Grundlast dienen. Sollte dies nicht ausreichen, so können als Grundlast auch die an die Gleichspannung 11 angeschlossenen Belastungen dienen, wenn der Transduktor 5 auf der Primärseite des Transformators angebracht wird, wie durch 30 gestrichelt angegeben ist, und ein Gleichrichter bzw. Gleichrichterkreis zum Liefern der Gleichspannung. 11 an die gleichfalls gestrichelt gezeichneten Leitungen 31 angeschlossen wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Aufladen eines stromspeichernden Verbrauchers mit einer geregelten welligen Ausgangsspannung eines Gleichrichters, der über einen Transduktor aus einem Wechselspannungsnetz gespeist wird, wobei die wellige Ausgangsspannung des Gleichrichters mit einer stabilisierten glatten Soll-Gleichspannung verglichen wird und die sich aus dem Vergleich ergebende Differenzspannung den Transduktor über eine Verstärkeranordnung steuert, die eine Gleichstrom-Steuerwicklung des Transduktors speist, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Arbeiten des Regelkreises als Begrenzungseinrichtung für die Augenblicks-Spitzenwerte der welligen Ausgangsspannung nur beim überschreiten der Soll-Gleichspannung durch die Augenblickswerte der welligen Ausgangsspannung eine Differenzspannung abgegeben wird, und deren Wechselstromkomponente mit einem Wechselspannungsverstärker (15) verstärkt und nach Gleichrichtung dem Steuereingang eines Gleichspannungsverstärkers (24) zugeführt wird, der seinerseits zur Speisung der Steuerwicklung (25) des Transduktors (5) dient.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgang des Gleichrichters (6) die Reihenschaltung einer in Durchlaßrichtung gepolten Diode (9) und eines Widerstandes (10) parallel geschaltet ist, an welchen der Eingang des Wechselspannungsverstärkers (15) angeschlossen ist und welcher zugleich den einen Teilwiderstand eines Spannungsteilers (12, 10) für die Soll-Gleichspannung bildet, der parallel zu einer eine stabilisierende Spannung liefernden Neonröhre (14) liegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Aufladung von Akkumulatoren dient, insbesondere von Silber-Zink-Akkumulatoren mit einer Höchstspannung von 2,2 Volt pro Zelle. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 728 840, 742 035, 914 405, 953 444; USA.-Patentschriften Nr. 2 503 880, 2 717 352, 2734160.