DE1287680B

DE1287680B - POWER SUPPLY DEVICE FOR CONSUMERS AND A BUFFER BATTERY CONSTANTLY CONNECTED IN PARALLEL TO THIS

Info

Publication number: DE1287680B
Application number: DE1962C0026656
Authority: DE
Inventors: Pierre Nollace
Original assignee: Compagne Generaled'electronique Industrielle Lepaute
Current assignee: Compagne Generaled'electronique Industrielle Lepaute
Priority date: 1961-06-23
Filing date: 1962-04-04
Publication date: 1969-01-23

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromver- Man erhält so eine Regelung des Ladevorgangs, dieThe invention relates to a power supply so that a control of the charging process is obtained

sorgungseinrichtung für Verbraucher und eine zu nicht von der ungenauen Arbeit eines Temperaturdiesen ständig parallelgeschaltete Pufferbatterie zum fühlers und der ungenauen Angabe über den Lade-Anschluß an ein Wechselstromnetz über einen Gleich- zustand der Batterie durch die Temperatur abhängt, richter, bei der im Hauptstromkreis zwischen den 5 sondern durch den von der zu ladenden Batterie Gleichrichter und den Verbraucher die Steuerwicklung aufgenommenen Strom gesteuert ist. Der Ladezustand eines Sättigungswandlers geschaltet ist, dessen wechsel- der Pufferbatterie kann so von einem an ihr liegenden stromgespeiste Sekundärwicklung über ein Schwell- Verbraucher unabhängig gemacht werden,
wertventil mit einem Eingang eines Reglers verbunden In der Zeichnung ist eine Ausführungsform dersupply device for consumers and a buffer battery that is constantly connected in parallel to the sensor and the inaccurate information about the charging connection to an alternating current network via a direct state of the battery depends on the temperature, judge, in which the main circuit between the 5 but is controlled by the rectifier to be charged by the battery to be charged and the current consumed by the control winding. The state of charge of a saturation converter is switched, the alternating buffer battery of which can be made independent of a current-fed secondary winding connected to it via a threshold consumer,
value valve connected to an input of a controller. In the drawing, an embodiment of the

ist, der den Hauptstrom und den Ladestrom auf einen io Erfindung beispielsweise erläutert,
vorgesehenen Maximalwert begrenzt und im Nenn- Die einzige Figur zeigt einen Gleichrichter 1, deris that explains the main current and the charging current on an io invention for example,
provided maximum value limited and in the nominal The single figure shows a rectifier 1, the

betrieb auf konstante Spannung regelt. durch ein Wechselstromnetz über einen Transformator 2regulates operation to constant voltage. through an alternating current network via a transformer 2

Eine bekannte Vorrichtung zum Laden einer gespeist wird. An den Ausgängen des Gleichrichters Batterie beginnt zunächst auf einer ersten Stufe mit liegen eine Pufferbatterie 3 und zu dieser parallel konstantem Strom zu laden. Wird im Verlauf der 15 geschaltet ein Verbraucher 4.
Ladung ein bestimmter Ladezustand erreicht, so Eingangsklemmen EF eines Reglers 5 sind mit demA known device for charging one is fed. At the outputs of the rectifier battery begins at a first level with a buffer battery 3 and charging constant current in parallel with it. If a consumer 4 is switched in the course of 15.
Charge reaches a certain state of charge, so input terminals EF of a controller 5 are connected to the

wird die Ladung auf einer zweiten Stufe mit konstanter Ausgang des Gleichrichters 1 verbunden und liegen Spannung und folglich mit abnehmendem Strom an der durch diesen gelieferten Spannung U. Der fortgesetzt. Regler 5 weist außerdem Ausgangsklemmen GH auf,the charge is connected on a second stage to the constant output of the rectifier 1 and the voltage and consequently the decreasing current are applied to the voltage U supplied by the rectifier 1. Controller 5 also has output terminals GH ,

Es ist auch schon eine Vorrichtung zum Laden 20 an denen für die Steuerung des Ladevorgangs die von Akkumulatorenbatterien bekannt, bei der nach Steuerwicklung 6 einer sättigbaren Drossel 7 angedem Erreichen des die Ladung mit konstantem Strom schlossen ist, die in Reihe mit der Primärwicklung des beendenden Ladezustandes auf der zweiten Stufe Transformators 2 am Wechelstromnetzanschluß liegt, zwei unterschiedliche Lademöglichkeiten benutzt Zwischen den Gleichrichter 1 und den Verbraucher 4There is also already a device for charging 20 on those for controlling the charging process known from accumulator batteries, in which after control winding 6 of a saturable choke 7 angedem Achieving the charge is closed with a constant current, which is in series with the primary winding of the at the end of the state of charge on the second stage transformer 2 is connected to the AC mains connection, two different charging options are used between rectifier 1 and consumer 4

werden. Dabei wird bei der bekannten Vorrichtung 25 ist in den Hauptstromkreis die Steuerwicklung eines auf der zweiten Stufe mit einer Folge von Ladungen Sättigungswandlers TRS₁ geschaltet. Im Ladekreis mit Maximalstrom gearbeitet, wobei diese Ladungen liegen in einer Verbindungsleitung zwischen Puffernur für immer kürzere Zeiträume möglich sind. Die batterie 3 und Verbraucher 4 hintereinander die Ladevorgänge mit Maximalstrom werden durch Steuerwicklungen zweier weiterer Sättigungswandler Ladevorgänge mit Minimalstrom aber von Mal zu 30 TRS₂ und TRS₃. will. In the known device 25, the control winding of a saturation converter TRS ₁ on the second stage with a sequence of charges is connected in the main circuit. Worked in the charging circuit with maximum current, whereby these charges are only possible for ever shorter periods of time in a connecting line between buffers. The battery 3 and consumer 4 one after the other the charging processes with maximum current are charged by control windings of two further saturation converter charging processes with minimum current but from time to 30 TRS ₂ and TRS ₃ .

Mal zunehmender Ladedauer verbunden. Der Wechsel Die Sekundärwicklungen der SättigungswandlerTimes increasing charging time connected. The alternation The secondary windings of the saturation converter

zwischen diesen Ladestufen wird durch die Tempera- sind jeweils an einen Wechselstromanschluß XX', YT, turerhöhung in der Batterie gesteuert. ZZ' angeschlossen und weisen in einer der Zuleitungenbetween these charging stages is controlled by the temperature are each to an alternating current connection XX ', YT, turer increase in the battery. ZZ ' connected and point in one of the supply lines

Eine solche Vorrichtung ist deshalb nachteilig, weil zum Wechselstromanschluß jeweils einen Widerstand zum ungenauen Arbeiten des Temperaturfühlers auch 35 R₁ bzw. R₂ bzw. R₃ auf. Dieser Widerstand bildet noch die Tatsache kommt, daß die Temperatur der jeweils die eine Diagonale einer Gleichrichterbrücke Batterie keine verläßliche Größe für die Steuerung P₁ bzw. P₂ bzw. P₃.Such a device is disadvantageous because to the alternating current connection there is also a resistor for the imprecise operation of the temperature sensor 35 R ₁ or R ₂ or R ₃ . This resistance forms the fact that the temperature of each diagonal of a rectifier bridge battery is not a reliable variable for the control P ₁ or P ₂ or P ₃ .

des Ladestufenwechsels ist. Überdies wird mit der Parallel zur Steuerwicklung des Sättigungswandlersof the charge level change. In addition, with the parallel to the control winding of the saturation converter

Temperatur nur ein einziger Parameter berücksichtigt TRS₃ ist eine Leistungsdiode DP₁ so geschaltet, daß und die Bedeutung der Batteriespannung für den 40 ihre Kathode an die Pufferbatterie 3 angeschlossen ist. Wechsel der Ladestufe völlig vernachlässigt. Überdies Weiter ist eine zweite Leistungsdiode DP₂ mit ihrer ist die bekannte Vorrichtung nur als automatisches Anode an die Pufferbatterie 3 und mit ihrer Kathode Schnelladegerät verwendbar und nicht in der Lage, an den Verbraucher 4 so angeschlossen, daß sie zur für »Erhaltungs-« oder »Erholungsladungen« einer Reihenschaltung der Steuerwicklungen der Sättigungs-Batterie zu sorgen, an die ständig ein Verbraucher 45 wandler TRS_Z und TRS₃ parallel liegt. Auf diese angeschlossen ist. Weise wird die Steuerwicklung des SättigungswandlersTemperature only takes one parameter into account TRS ₃ , a power diode DP ₁ is connected in such a way that its cathode is connected to the buffer battery 3 and the significance of the battery voltage for the 40. Changing the charge level completely neglected. Furthermore, a second power diode DP ₂ with its is the known device only as an automatic anode to the backup battery 3 and with its cathode quick charger and not able to be connected to the consumer 4 so that it can be used for "maintenance" or To ensure "recovery charges" a series connection of the control windings of the saturation battery, to which a consumer 45 converter TRS _Z and TRS ₃ is constantly connected in parallel. Connected to this. Way becomes the control winding of the saturation converter

Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, die TRS₃ von dem von der Batterie aufgenommenen Regelung auf der zweiten Ladestufe durch den von der Strom durchflossen, solange das Produkt dieses zu ladenden Batterie aufgenommenen Strom zusteuern. . Stromes mit dem Widerstand der SteuerwicklungThe object of the invention is to control the TRS ₃ from the regulation received by the battery on the second charging stage through the current flowing through it as long as the product of this battery to be charged is consumed. . Current with the resistance of the control winding

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch 50 des Sättigungswandlers TRS₃ nicht die Kontaktgelöst, daß im Ladekreis in eine Verbindungsleitung spannung der Diode DP₁ erreicht. Durch diese Tatzwischen Pufferbatterie und Verbraucher die Steuer- sache ist der durch die Steuerwicklung des Sättigungswicklungen zweier weiterer Sättigungswandler hinter- wandlers TRS₃ fließende Strom nach oben begrenzt, einandergeschaltet sind, deren wechselstromgespeiste da der Stromanteil, der den durch den Widerstand der Sekundärwicklungen je mit einem Widerstand ver- 55 Steuerwicklung und die Kontaktspannung der Diode bunden sind, der in die Diagonale je einer Gleichrichter- DP₁ gegebenen Maximalstrom übersteigt, über die brücke geschaltet ist, an den Endpunkten von deren Diode DP₁ abgeführt wird.According to the invention, this object is not achieved by the contact of the saturation converter TRS _{3 in} _{that voltage reaches the diode DP 1} in a connecting line in the charging circuit. Due to this fact between the backup battery and the consumer, the control is the upper limit of the current flowing through the control winding of the saturation windings of two further saturation converter sequential converter TRS ₃ , which are connected to each other, the alternating current of which is the current component that is passed through the resistance of the secondary windings each with one Resistance connected to the control winding and the contact voltage of the diode, which exceeds the maximum current given in the diagonal of a rectifier DP ₁ , is connected across the bridge, is dissipated at the end points by whose diode DP _1.

anderer Diagonale eine Gleichspannung liegt, die über Durch die Steuerwicklung des Sättigungswandlerson the other diagonal there is a DC voltage that is greater than through the control winding of the saturation converter

eine als Schwellwertventil arbeitende Zenerdiode an TRS₂ fließt der von der Batterie aufgenommene Strom, den Stromsteuereingang bzw. den Spannungssteuer- 60 der gleich ist der Differenz des vom Gleichrichter 1 eingang des Reglers gelegt ist, derart, daß dieser beim gelieferten und des vom Verbraucher 4 verbrauchten Ansteigen des von der Batterie aufgenommenen Stromes. Während der Entladung der Pufferbatterie 3, Stromes über einen gegebenen Bruchteil des Nenn- also bei Fließen eines Stromes im Verbraucher 4, der Entladestromes der Batterie auf einen höheren den vom Gleichrichter 1 lieferbaren Strom übersteigt, Spannungswert steuert und bei Absinken des auf- 65 wird die Summe der ohmschen Spannungsabfälle in genommenen Stromes unter einen kleineren Bruchteil den Steuerwicklungen der Sättigungswandler TRS₂ des Nenn-Entladestromes der Batterie wieder auf und TRS₃ die Kontaktspannung der Diode DP₂ nicht den kleineren Spannungswert zurücksteuert. übersteigen. Diese dient zum Abführen von Stromüber-a Zener diode working as a threshold value valve at TRS ₂ flows the current consumed by the battery, the current control input or the voltage control 60 which is the same as the difference between the input of the regulator 1 from the rectifier, so that this is the supplied and that of the consumer 4 consumed increase in the current consumed by the battery. During the discharge of the buffer battery 3, current over a given fraction of the nominal value, i.e. when a current flows in the consumer 4, the discharge current of the battery exceeds the current available from the rectifier 1 to a higher value, controls the voltage value and when the voltage drops, the Sum of the ohmic voltage drops in the consumed current below a smaller fraction of the control windings of the saturation converter TRS _{2 of} the nominal discharge current of the battery and TRS ₃ does not control the contact voltage of the diode DP _{2 back} to the lower voltage value. exceed. This is used to dissipate electricity

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schlissen über einem durch die Kontaktspannung Reststrom des Sättigungswandlers TRS₃ dem für dieclose over a residual current of the saturation converter TRS ₃ due to the contact voltage for the

der Diode gegebenen Grenzwert. Batterie zugelassenen Restladestrom entspricht.the limit given by the diode. Battery corresponds to the permitted residual charge current.

Die Steuerwicklung des Sättigungswandlers TRS₁ An der Klemme B wird also nur dann eine SpannungThe control winding of the saturation converter TRS ₁ is only then a voltage at terminal B

wird von dem Strom durchflossen, den der Gleich- auftreten, wenn die Summe der von der Pufferbatterie 3 richter 1 insgesamt liefert. 5 und vom Verbraucher 4 aufgenommenen Ströme denis traversed by the current that occurs when the sum of the backup battery 3 judge 1 delivers in total. 5 and the consumed 4 currents

Die Widerstände A₁, R₂, R₃ in den wechselstrom- Nennstrom des Gleichrichters 1 übersteigt oder der gespeisten Sekundärwicklungen der Sättigungswandler von der Batterie allein verbrauchte Strom einen sind klein im Verhältnis zur kleinstmöglichen Impe- vorgeschriebenen Maximalwert überschreitet,
danz der Sekundärwicklungen der Sättigungswandler An der Klemme D wird nur dann eine Spannung TjRS₁ bzw. TRS₂ bzw. TRS₃. An den Endklemmen der io auftreten, wenn der von der Batterie aufgenommene Widerstände, die zugleich die Endpunkte einer Diago- Strom bei der entsprechenden Bezugsspannung des nale einer Gleichrichterbrücke P₁ bzw. P₂ bzw. P₃ Ladegerätes höher ist als der Reststrom, der für eine darstellen, werden also Wechselspannungen liegen, die geladene Batterie zugelassen ist.
zu den durch die Sekundärwicklungen der Sättigungs- Im folgenden soll nun die Wirkungsweise der Vorwandler fließenden Strömen proportional sind. Diese 15 richtung nach der Erfindung im einzelnen näher Ströme sind wieder mit den Impedanzänderungen beschrieben werden:The resistances A ₁ , R ₂ , R ₃ in the alternating current nominal current of the rectifier 1 exceeds or the supplied secondary windings of the saturation converter of the battery alone consumed current is small in relation to the smallest possible Impe- exceeds the prescribed maximum value,
dance of the secondary windings of the saturation transformer A _{voltage TjRS 1} or TRS ₂ or TRS ₃ is only then applied to terminal D. Occur at the end terminals of the io when the resistances picked up by the battery, which are also the end points of a Diago current at the corresponding reference voltage of the nale of a rectifier bridge P ₁ or P ₂ or P ₃ charger is higher than the residual current that is required for represent one, so there will be alternating voltages, the charged battery is permitted.
The operation of the pre-converter will now be proportional to the currents flowing through the secondary windings of the saturation. This direction according to the invention in more detail currents are again described with the impedance changes:

verknüpft, die auf Grund von Änderungen der die Es sei beispielsweise angenommen, daß die Strom-Steuerwicklungen des jeweiligen Sättigungswandlers versorgungseinrichtung eine Pufferbatterie 3 aus Bleidurchfließenden Gleichströme auftreten. Die an den akkumulatoren mit zehn Elementen aufweist, deren Widerständen R₁ bzw. R₂ bzw. Pv₃ auftretenden Wech- ao Nennkapazität Ch — 70 Amperestunden beträgt,
selspannungen sind also der Reihe nach proportional Es sei ferner vorausgesetzt, daß der von der gezu dem vom Gleichrichter 1 abgegebenen Strom bzw. ladenen Batterie, die bei einer Spannung von 2,17 Volt zu dem von der Batterie abzugebenden Strom (oder je Element geladen worden ist, aufgenommene Strom zu der Differenz des vom Gleichrichter 1 gelieferten maximal 100 Milliampere beträgt,
und des vom Verbraucher 4 verbrauchten Stromes) 25 Die Bedingungen für die optimale Wiederaufladung bzw. zu dem von der Batterie aufgenommenen Strom. dieser Batterie sollen folgende sein:
An den Klemmen von Pv₃ liegt also eine Wechsel- _{ft) Wie}deraufladung mit einem konstanten Strom spannung die solange die Kontaktspannung der _von _Oj/7 _{= 10} Ampere, die fortgesetzt wird bis Diode.DP₁ nicht erreicht ist, proportional zur Diffe- _{sjch dne Spannung von 2 25 Volt je Element} renz des vom Gleichrichter 1 abgegebenen und des 30 ergibt·
vom Verbraucher 4 aufgenommenen Stromes ist. 'linked, which due to changes in the It is assumed, for example, that the current control windings of the respective saturation converter supply device a backup battery 3 occur from lead-flowing direct currents. The accumulators with ten elements, whose resistances R ₁ or R ₂ or Pv ₃ occurring alternating ao nominal capacity Ch is - 70 ampere-hours,
Selspannungen are proportional in sequence. It is also assumed that the battery charged at a voltage of 2.17 volts to the current to be supplied by the battery (or per element) is, the current consumed to the difference of the maximum supplied by the rectifier 1 is 100 milliamperes,
and the current consumed by consumer 4) 25 The conditions for optimal recharging or the current consumed by the battery. this battery should be:
At the terminals of an AC Pv ₃ thus _{ft) As} deraufladung with a constant current as long as the voltage _of the contact voltage of the _{Oj / 7} _{= 10} amps, which is continued until diode .DP not reached _1, proportional to the differential _{sjch The voltage of 2 25 volts per element} rence of the output from the rectifier 1 and the 30 results in
is consumed by the consumer 4 current. '

Nimmt die Pufferbatterie 3 einen höheren Strom auf, b) die Fortsetzung der Ladung bei einer konstantenIf the backup battery 3 consumes a higher current, b) the continuation of the charge at a constant

so daß die Kontaktspannung der Diode DP₁ über- Spannung von 2,25 Volt.so that the contact _{voltage of the diode DP 1} over-voltage of 2.25 volts.

schritten wird, so sucht die Spannung an den Klemmen Die Ladung der Batterie soll beendet sein, wenn deris stepped, the voltage looks at the terminals. The charging of the battery should be finished when the

von Pv₃ konstant zu bleiben. 35 Strom bei einer Spannung von 2,25 Volt auf CA/30of Pv ₃ to stay constant. 35 current at a voltage of 2.25 volts on CA / 30

Die an den Klemmen der Widerstände Pv₁, Pv₂, Pv_{3 =} 2,33 Ampere fällt und wenn das Verhältnis der vonThe drops at the terminals of the resistors Pv ₁ , Pv ₂ , Pv _{3 =} 2.33 amps and if the ratio of the

liegenden Wechselspannungen werden mit Hilfe von der Batterie aufgenommenen Ströme zueinander beiAC voltages are added to each other with the help of the currents absorbed by the battery

Gleichrichterbrücken P₁ bzw. P₂ bzw. P₃ gleichgerich- Spannungen von 2,25 Volt je Element und 2,17 VoltRectifier bridges P ₁ or P ₂ or P ₃ rectified voltages of 2.25 volts per element and 2.17 volts

tet und über Kondensatoren C₁ bzw. C₂ bzw. C₃ j_e Element ungefähr 25 ist, d. h. also 2,33/0,1.j tet and capacitors C ₁ and C ₂ or C ₃ _e element is about 25, that is, 2.33 / 0.1.

geglättet. 40 Schließlich sei noch angenommen, daß der vomsmoothed. 40 Finally, let it be assumed that the dated

Die Spannung an den Kondensatoren C₁ und C₂ Verbraucher 4 aufgenommene Strom bis zu 10 AmpereThe voltage on the capacitors C ₁ and C ₂ consumer 4 consumed current up to 10 amperes

wird je über ein Schwellwertventil an einen Strom- betragen kann.is connected to a current via a threshold valve.

Steuereingang AB des Reglers 5 gegeben. Die Span- Unter diesen Voraussetzungen ergibt sich folgendeControl input AB of controller 5 given. The span- Under these conditions the following results

nung am Kondensator C₃ liegt über ein Schwellwert- Wirkungsweise:
ventil an einem Spannungssteuereingang CD des 45The voltage at the capacitor C ₃ is above a threshold value mode of operation:
valve at a voltage control input CD of the 45th

Reglers 5 ^ «= & -^ _Der Sattigungswandler TPvS₁ und die Zener-Controller 5 ^ «= & - ^ _The saturation converter TPvS ₁ and the Zener

AIs Schwellwertventile werden Zenerdioden DZ₁, f^od* ^D^ ^wf^{den s}? ausgewählt, daß an der Klemme^Zener diodes DZ ₁ , f ^od * ^D ^ ^w f ^{den s} ? selected that at the terminal ^

DZ₂, DZ₃ verwendet. Die Zenerdiode DZ₁ ist zwischen ^{des Κ}^^εΐ? ⁵ ™^r «ne Spannung erscheint, wenn der DZ ₂ , DZ ₃ used. The Zener diode DZ ₁ is between ^{the Κ} ^ ^εΐ ? ⁵ ™ ^r 'ne voltage appears when the

den Kondensator C₁ und die Eingangsklemme B vom Gleichrichter 1 gelieferte Strom 20 Ampere uber-the capacitor C ₁ and the input terminal B of the rectifier 1 current supplied over 20 amps

des Reglers 5 geschaltet. Die Zenerdiode DZ₁ hat eine 50 ^s}^e%. ^O*^von _ft ^k°^nnen _A beispielsweise 10 Ampere urof the controller 5 switched. The Zener diode DZ ₁ has a 50 ^s } ^e %. ^O * _ft ^of ^k ^can ° _A, for example, 10 amps for

Durchbruchsspannung, die gleich derjenigen Gleich- Je Wiederaufladung der Batterie und 10 Ampere furBreakdown voltage equal to that of equal to per charge of the battery and 10 amps for

spannung ist, die an den Klemmen des Konden- ^den Verbraucher erforderlich sein,is voltage that will be required at the terminals of the condensate ^{to the} consumer,

sators C₁ auftritt, wenn die Steuerwicklung des 2. Der Sattigungswandler TPvS₂ und die Diode DZ₂ sator C ₁ occurs when the control winding of the 2. The saturation converter TPvS ₂ and the diode DZ ₂

Sättigungswandlers TRS₁ vom Nennstrom des Gleich- werden so ausgewählt, daß an der Klemme B nurSaturation converter TRS ₁ from the nominal current of the DC are selected so that at terminal B only

richters 1 durchflossen wird. 55 dann eine Spannung auftritt, wenn der Ladestromjudge 1 is traversed. 55 then a voltage occurs when the charging current

Die Durchbruchspannung der Zenerdiode DZ₂ ist der Batterie den Wert Ch/7 zu überschreiten sucht, imThe breakdown voltage of the Zener diode DZ ₂ is the battery seeks to exceed the value Ch / 7, im

gleich derjenigen Gleichspannung, die an den Klemmen vorgegebenen Beispiel also über 70/7 = 10 Ampereequal to that DC voltage, the example given at the terminals, i.e. over 70/7 = 10 amperes

des Kondensators C₂ auftritt, wenn die Steuer- ansteigt.of capacitor C ₂ occurs when the tax increases.

wicklung des Sättigungswandlers TPS₂ von der für ₃_ _{Der Sättigungswandler} _TRS _die Leistungsdiodewinding of the saturation converter TPS ₂ from the for ₃ _ _{The saturation converter} _TRS _the power diode

das W_iederaufladen der Pufferbatterie 3 maximal 6q _ßp _{und die Zenerdiode} _DZ _{werden so gewählt daß} zulassigen Stromstärke durchflossen wird.W _ie deraufladen the buffer battery 3 maximum 6q _SSP _{and the Zener diode} _DZ _{are chosen so that} allowable current flowing through it.

Dioden D₁ und D₂ sperren einen Spannungsaus- a) an der Klemme D überhaupt keine SpannungDiodes D ₁ and D ₂ block a voltage out- a) at terminal D no voltage at all

tausch zwischen den Kondensatoren C₁ und C₂. liegt* wenn der von der Batterie aufgenommeneexchange between capacitors C ₁ and C ₂ . * if the one absorbed by the battery

Die als Schwellwertventil zwischen den Konden- Strom gleich oder kleiner ist als 100 Milliampere,As a threshold valve between the condensate current is equal to or less than 100 milliamps,

sator C₃ und die Eingangsklemme D des Reglers 5 65 b) an der Klemme D eine Spannung erscheint, wennsator C ₃ and the input terminal D of the controller 5 65 b), a voltage appears at terminal D when

geschaltete Zenerdiode DZ₃ hat eine Durchbruchs- der von der Batterie aufgenommene Strom gleichswitched Zener diode DZ ₃ has a breakdown equal to the current drawn by the battery

spannung, die gleich der an den Klemmen des Konden- oder größer ist als C/z/30, d. h. 2,33 Ampere. Dievoltage equal to or greater than C / z / 30, i.e. at the terminals of the condenser. H. 2.33 amps. the

sators C₃ liegenden Gleichspannung ist, wenn der Spannung ist gleich dem Zehnfachen (weil es sichsator C ₃ lying DC voltage is when the voltage is equal to ten times (because it is

ja um zehn Elemente handelt) der Differenz von 2,25 Volt weniger 2,17 Volt (0,08 Volt), d. h. also 0,8 Volt.yes it is about ten elements) the difference of 2.25 volts less 2.17 volts (0.08 volts) i.e. H. so 0.8 volts.

Das Auftreten einer Spannung an den Klemmen A und B dient in der üblichen Weise zum Sperren des Gleichrichters. Hierzu gibt man die Spannung an seine Steuerstromkreise, also beispielsweise auf Röhrenoder Transistorenkreise.The occurrence of a voltage at terminals A and B is used in the usual way to block the rectifier. To do this, you give the voltage to your control circuits, for example to tube or transistor circuits.

Die an den Klemmen C und D verfügbare Spannung wird in Reihe mit dem Bezugselement für die Spannung geschaltet, die zur Regelung der Gleichrichterspannung dient. Im folgenden wird das Verhalten der Vorrichtung für einige mögliche Fälle diskutiert:The voltage available at terminals C and D is connected in series with the reference element for the voltage that is used to regulate the rectifier voltage. In the following the behavior of the device is discussed for some possible cases:

1. Es sei angenommen, die Batterie sei geladen und der Verbraucherstrom betrage 0 Ampere. Der von der Batterie aufgenommene Strom betrage größenordnungsmäßig 100 Milliampere. Die Spannung zwischen den Klemmen C und D sei Null, und der Gleichrichter arbeite bei einer konstanten Spannung von 21,7 Volt. ao1. It is assumed that the battery is charged and the consumer current is 0 amperes. The current consumed by the battery is on the order of 100 milliamps. Let the voltage between terminals C and D be zero and the rectifier operate at a constant voltage of 21.7 volts. ao

2. Bei geladener Batterie betrage der Verbraucherstrom beispielsweise 8 Ampere: Der Gleichrichter muß nun 8,1 Ampere liefern, um die Spannung von 21,7VoIt an den Klemmen der Batterie zu halten,2. When the battery is charged, the consumer current is 8 amperes, for example: the rectifier must now deliver 8.1 amps to keep the voltage of 21.7VoIt at the terminals of the battery,

d. h. 8 Ampere für den Verbraucherstromkreis und as 0,1 Ampere für die Batterie. Da der Sättigungswandler TRS₃ nur von der Differenz der beiden Ströme durchflossen wird (8,1 — 8 Ampere), also größenordnungsmäßig einen Strom von 100 Milliampere führt, erscheint an den Klemmen C und D keine Spannung.ie 8 amps for the consumer circuit and as 0.1 amps for the battery. Since the saturation converter TRS ₃ only has the difference between the two currents flowing through it (8.1 - 8 amps), i.e. a current of the order of magnitude of 100 milliamps, no voltage appears at terminals C and D.

3. Bei geladener Batterie betrage der Verbraucherstrom ausnahmsweise 25 Ampere: Der Gleichrichter 1 kann nur 20 Ampere liefern, weil von diesem Strom an an der Klemme B eine Spannung auftritt, die vom Sättigungswandler TRS₁ herrührt und diesen Strom begrenzt. Die fehlenden 5 Ampere werden aus der Batterie geliefert, deren Spannung zu sinken beginnt.3. When the battery is charged, the load current is 25 amperes as an exception: The rectifier 1 can only deliver 20 amperes, because from this current on, a voltage occurs at terminal B , which comes from the saturation converter TRS ₁ and limits this current. The missing 5 amps are supplied from the battery, the voltage of which begins to drop.

Nach Beendigung dieser Belastung wird die Batterie im allgemeinen teilweise entladen sein. Infolgedessen wird sie bei einer Spannung von 21,7 Volt einen höheren Strom als 100 Milliampere aufnehmen, was zum Auftreten einer Spannung an den Klemmen C und D führt. Da diese Spannung zu der Bezugsspannung addiert wird, wird eine Erhöhung der Spannung am Gleichrichter angesteuert.After the end of this loading, the battery will generally be partially discharged. As a result, at a voltage of 21.7 volts, it will draw a current greater than 100 milliamperes, causing a voltage to appear on terminals C and D. Since this voltage is added to the reference voltage, an increase in the voltage at the rectifier is triggered.

Diese Spannungserhöhung ruft eine Erhöhung des von der Batterie aufgenommenen Stromes hervor, und diese Erscheinung setzt sich in verstärktem Maß fort, bis an der Klemme B auf Grund der Wirkung des Sättigungswandlers TRS₂ eine Spannung auftritt,, weil der Strom den Wert für Ch]T, also 10 Ampere, zu überschreiten sucht.This increase in voltage causes an increase in the current consumed by the battery, and this phenomenon continues to an increased extent until a voltage occurs at terminal B due to the action of the saturation converter TRS ₂ , because the current has the value for Ch] T , that is 10 amps, seeks to exceed.

Solange der sich bei diesen Betriebsbedingungen einstellende Strom durch die Wirkung des Sättigungswandlers TRS₂ begrenzt unter 10 Ampere bleibt, aber in Abhängigkeit vom Ladezustand der Batterie über dem Wert von Ch/30 = 2,333 Ampere bleibt, wird die an den Klemmen C und D liegende Spannung bei 0,8 Volt konstant bleiben und der Gleichrichter so bei der konstanten Spannung von 21,7 + 0,8 = 22,5 Volt arbeiten.As long as the current established under these operating conditions remains limited to below 10 amperes due to the action of the saturation converter TRS ₂ , but remains above the value of Ch / 30 = 2.333 amperes, depending on the state of charge of the battery, the voltage at terminals C and D will be remain constant at 0.8 volts and the rectifier will work at the constant voltage of 21.7 + 0.8 = 22.5 volts.

Gegen Ende der Ladung nimmt der Ladestrom allmählich ab. Sinkt er unter den Wert 2,33 Ampere ab, dann sucht auch die Spannung zwischen den Klemmen C und D in gleicher Weise abzunehmen.The charging current gradually decreases towards the end of the charge. If it falls below the value 2.33 amps, then the voltage between terminals C and D also tries to decrease in the same way.

Der Gleichrichter 1 wird demnach bestrebt sein, die Spannung auf immer kleinere Werte einzuregeln, was natürlich eine Herabsetzung des Ladestromes der Batterie zur Folge hat und damit die gleichzeitige Verringerung der Spannung an den Klemmen C und D usw.The rectifier 1 will therefore endeavor to regulate the voltage to ever smaller values, which of course results in a reduction in the charging current of the battery and thus a simultaneous reduction in the voltage at terminals C and D , etc.

Diese gleichzeitige Abnahme der Spannung und des Stromes wird fortgesetzt, bis die Spannung an den Klemmen C und D verschwindet, d. h. bis zur Rüükkehr zu dem Betrieb bei einer geregelten Spannung von 21,7 Volt.This simultaneous decrease in voltage and current is continued until the voltage at terminals C and D disappears, that is, until the return to operation at a regulated voltage of 21.7 volts.

Beträgt nun der von der Batterie aufgenommene Strom bei einer Spannung von 21,7 Volt höchstens Milliampere, dann verbleibt der Gleichrichter in diesem Betriebszustand bei 21,7 Volt.If the current consumed by the battery is at most at a voltage of 21.7 volts Milliamps, then the rectifier remains in this operating state at 21.7 volts.

Ist dagegen der von der Batterie aufgenommene Strom bei 21,7 Volt größer als 100 Milliampere, dann wird ein neuer Regelzyklus durchspielt. Das wird wiederholt, bis das Verhältnis der bei 22,5 und 21,7 Volt von der Batterie aufgenommenen Ströme ungefähr 25 ist (s. o.). Erst dann ist die Batterie vollständig geladen.If, on the other hand, the current drawn by the battery is greater than 100 milliamps at 21.7 volts, then a new control cycle is played through. This is repeated until the ratio of at 22.5 and 21.7 volts The current consumed by the battery is approximately 25 (see above). Only then is the battery fully charged.

4. Es sei nun die Batterie voll aufgeladen und der vom Verbraucher 4 verbrauchte Strom betrage beispielsweise 6 Ampere. Fällt jedoch die Wechselstromversorgung des Gleichrichters 1 aus, so wird die Batterie 3 weiter den Verbraucher 4 versorgen, wobei ihre Spannung allmählich abnimmt.4. Let the battery be fully charged and the current consumed by the consumer 4 is for example 6 amps. However, if the AC power supply to the rectifier 1 fails, the Battery 3 continues to supply consumer 4, its voltage gradually decreasing.

Wird die Wechselstromquelle wieder funktionsfähig, so wird der von der Batterie aufgenommene Strom größer als 100 Milliampere sein, und die Ladung wird nach dem oben unter Punkt 3 beschriebenen Verfahren erfolgen.If the AC power source is functional again, so the current drawn by the battery will be greater than 100 milliamps and the charge will be carried out according to the procedure described under point 3 above.

Claims

Claim:

Power supply device for consumers and a buffer battery that is permanently connected in parallel to them for connection to an alternating current network via a rectifier, in which the control winding of a saturation converter is connected in the main circuit between the rectifier and the consumer, the alternating current-fed secondary winding of which is connected to an input of a controller via a threshold valve, which limits the main current and the charging current to a specified maximum value and regulates it to a constant voltage in nominal operation, characterized in that the control windings of two further saturation converters (TRS ₂ , TRS ₃ ) in a connecting line between the buffer battery (3) and the consumer (4) are connected in series, whose alternating current-fed secondary windings are each connected to a resistor (R ₂ , R ₃ ) which is connected in the diagonal of a rectifier bridge (B ₂ , B ₃ ) at the end points of the other diagonal ei ne DC voltage, which is applied to the current control input (AB) or the voltage control input (CD) of _{the controller (5) via a Zener diode (DZ 2} , DZ ₃ ) working as a surge valve, in such a way that it is activated when the battery ( 3) current consumed over a given fraction of the nominal discharge current of the battery to a higher voltage value (e.g. B. 2.25 volts) controls and when the consumed current drops below a smaller fraction of the nominal discharge current of the battery controls back to the lower voltage value (2.17 volts).

1 sheet of drawings