DE1463539C - Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Abschaltung batteriebetriebener elektrischer Gerate mit stabiherter Stromversorgung - Google Patents

Description

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baren Wert abgesunken ist. Die Schaltungsanordnung sierenden Wirkung der Schaltungsanordnung auch ein

nach der Erfindung ist im wesentlichen für batterie- Abschaltkriterium, abhängig von einer bestimmten,

betriebene elektrische Geräte vorgesehen; sie kann je- vorbestimmbaren Unterspannung bzw. von einem be-

doch auch überall da vorteilhaft angewendet werden, stimmten Entladezustand der Batterie,

wo es darauf ankommt, bei einem bestimmten, vorge- 5 Sinkt die Batteriespannung U_B bei der Schaltungs-

gebenen Absinken einer Spannung einen Schaltvor- anordnung nach F i g. 2 über einen gewissen Wert

gang auszulösen, zumal dann, wenn die dafür vorge- hinausgehend ab, so läßt der während des Normal-

sehenen Mittel während des Normalbetriebes nur betriebs gesperrte Transistor T₉ Strom durch und das

einen geringen Stromverbrauch aufweisen dürfen. Relais5 spricht an. Als RelaisS kann z.B. ein

Außerdem erfolgt die Spannungsabschaltung sehr ge- ίο Druckknopfautomat zum Abschalten eines Gerätes

nau bei dem vorbestimmten Spannungswert. verwendet werden. Es kann im Bedarfsfalle auch mit

Die Erfindung wird an Hand eines in der F i g. 2 Hilfe eines einfachen Relais S eine Schmelzsicherung

schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels und zum Ansprechen gebracht werden, die dann ihrerseits

an Hand des Diagramms nach F i g. 3 näher erläutert. die Stromzufuhr zu dem elektrischen Gerät unter-

Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Stabili- 15 bricht und so die Batterie vor zu weitgehender Ent-

sierung einer Verbraucherspannung mit einer Einrich- ladung schützt.

tung zur selbsttätigen Abschaltung bei einer bestimm- Zum näheren Verständnis der Wirkungsweise der ten, vorgegebenen Unterspannung, insbesondere bei Schaltungsanordnung nach F i g. 2 ist in dem Diaunzulässig hoher Entladung der Stromversorgungs- gramm nach F i g. 3 der Potentialverlauf P der batterie. 20 Punkte A und B der Schaltungsanordnung nach

F i g. 3 zeigt den Verlauf der Potentiale am emitter- F i g. 2 in Abhängigkeit von der Batteriespannung U_B seitigen Pol des Verbrauchers und an der Basis des aufgezeigt. Die Kurve α zeigt dabei den Potentialverkomplementären Transistors, abhängig von der Barte- lauf am Punkt A, also am Emitter des Transistors T₁, riespannung zur näheren Erläuterung der Wirkungs- und die Kurve b denjenigen am Punkt B, also an der weise der Schaltungsanordnung nach Fig. 2. Ergänzt 25 Basis des Transistors T₂, jeweils gegen den Minuspol man die Schaltungsanordnung nach Fig. 1, deren der Batterie U_B und jeweils abhängig von der Größe Teile in der Schaltung nach F i g. 2 gleich bezeichnet der Batteriespannung U_B. Die Kennlinie α für- den sind, durch den zu dem Transistor T₁ komplemen- Potentialverlauf des Punktes A besitzt bei c einen tären Transistor T₂, durch das Relais S und den hoch- Knick wegen der begrenzten Wirkung der Z-Diode D. ohmigen Spannungsteiler R₁, R₂ in der Weise, daß 3° Die Kennlinie für den Punkt B verläuft geradlinig, der Emitter des Transistors T₂ mit dem Emitter des ihre Neigung hängt ab vom Spannungsteilerverhältnis Transistors T₁ verbunden ist und das Relais S in der des Spannungsteilers R₁, R₀. Die Spannung U zwi-Verbindung des Kollektors des Transistors T₂ zum sehen den durch die Kurve α und die Kurve b gege-Pluspol der Batterie liegt und die Basis des Tran- benen Potentialen durchläuft mit sinkender Batteriesistors T₂ mit dem Abgrif des Spannungsteilers R₁, 35 spannung U_B an der Stelle d des Diagramms den R₂ verbunden ist, der seinerseits direkt an der Batte- Wert Null, polt sich dann um und steuert schließlich riespanung U₈ liegt, so ergibt sich neben der stabili- den Transistor T₂ leitend.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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aus diesem Grunde ein Gerät ausfällt. Solche Bat-Patentanspruch: terien sind nämlich, insbesondere wenn es sich um

Spezialtypen handelt, nicht immer sofort erhältlich.

Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Ab- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

schaltung batteriegetriebener elektrischer Geräte 5 Anordnung zu schaffen, die das Gerät bei einem bemit einer durch Z-Diode und Transistor stabili- stimmten Stand der Entladung der Batterie selbsttätig sierten Stromversorgung bei einer über die nor- abschaltet, wobei eine solche Automatik bei normal zulässige Entladung der Batterie, insbeson- malem Betrieb keinen nennenswerten Strom verdere eines Klein-Akkumulators, hinausgehenden brauchen darf.

Entladung, wobei die stabilisierte Stromversor- io Es sind bereits Transistorschaltungen bekannt, in gung so ausgebildet ist, daß der Kollektor des . deren Arbeitskreis elektromagnetische Relais ange-Transistors mit der Batterie, der Emitter mit ordnet sind, die eine Schaltaufgabe zur Steuerung einem Verbraucher und die Basis mit dem Ab- oder Überwachung ausüben.

griff eines aus einem zwischen Kollektor und In einer bekannten Serien-Regelschaltung werden

Basis des Transistors angeordneten ohmschen 15 die Kollektor-Emitter- und die Steuer-Strecke des Widerstand und einer in Sperrichtung betriebenen Stelltransistors im Kurzschlußfall durch die Kontakte Z-Diode' bestehenden, an der Batteriespannung eines im Ausgangskreis liegenden Relais überbrückt liegenden Spannungsteilers verbunden ist, da- und dadurch eine Schmelzsicherung ausgelöst. Es durch gekennzeichnet, daß parallel zum sind auch zweistufige Transistorschaltungen bekannt, Ausgang der von der Z-Diode (D), dem ohm- 20 mittels der ein sprunghaftes Ansprechen des Relais sehen Widerstand (R) und dem ersten Transistor erreicht werden soll.

(T₁) gebildeten Stabilisierungsschaltung der Emit- Ferner ist es bekannt, für den Betrieb elektrischer

ter-Kollektor-Kreis eines zweiten, zum ersten Geräte eine Speisespannung vorzusehen, die mittels Transistor (T₁) komplementären Transistors (T.,) Z-Diode und Transistor stabilisiert ist.
mit ausgangsseitig angeordnetem Abschaltrelais 25 Die Erfindung geht von der in F i g. 1 dargestellten (5) liegt und daß die Basis des zweiten Transistors Stabilisierungsschaltung aus, die nach einem bekann- (T₂) mit dem Abgriff eines hochohmigen, an der ten Prinzip zur Stabilisierung einer Speisespannung nicht stabilisierten Spannung liegenden Span- für elektrische Geräte arbeitet. Bei dieser Schaltung nungsteilers (R₁, R₂) und dessen Emitter mit dem steuert die konstante Spannung an der Z-Dio*de Z) den Emitter des ersten Transistors (T₁) verbunden 30 Transistor T₁ in der Weise, daß durch den Verbrausind(Fig. 2). cherwiderstand V ein von der Batteriespannung U₈

weitgehend unabhängiger Strom fließt. Der für die Z-Diode vorgesehene Vorwiderstand R liegt zwi-

' sehen Kollektor und Basis des" Transistors T₁, wäh-

35 rend der Verbraucher V im Emitterkreis liegt.

Die Erfindung ist bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art darin zu sehen, daß par-Die Erfindung bezieht sich auf Schaltungsanord- allel zum Ausgang der von der Z-Diode, dem ohmnungen zur selbsttätigen Abschaltung batteriebetrie- sehen Widerstand und dem ersten Transistor gebildebener elektrischer Geräte mit einer durch Z-Diode 40 ten Stabilisierungsschaltung der Emitter-Kollektor- und Transistor stabilisierten Stromversorgung, bei Kreis eines zweiten, zum ersten Transistor kompleeiner über die normal zulässige Entladung der Bat- mentären Transistors mit ausgangsseitig angeordneterie, insbesondere eines Klein-Akkumulators, hinaus- tem Abschaltrelais liegt und daß die Basis des zweigehenden Entladung, wobei die stabilisierte Strom- ten Transistors mit dem Abgriff eines hochohmigen, Versorgung so ausgebildet ist, daß der Kollektor des 45 an der nicht stabilisierten Spannung liegenden Span-Transistors mit der Batterie, der Emitter mit einem nungsteilers und dessen Emitter mit dem Emitter des Verbraucher und die Basis mit dem Abgriff eines aus ersten Transistors verbunden sind,
einem zwischen Kollektor und Basis-des Transistors Durch die Maßnahmen nach der Erfindung wird

angeordneten ohmschen Widerstand und einer in die für die Stabilisierung der Stromversorgung ohne-Sperrichtung betriebenen Z-Diode bestehenden, an 50 hin benötigte, im wesentlichen aus Transistor und der Batteriespannung liegenden Spannungsteilers ver- Z-Diode bestehende Anordnung in einfacher und bunden ist. vorteilhafter Weise so ergänzt, daß sie zugleich einen

Tragbare Geräte werden vornehmlich aus Batterien Schutz der Stromquelle gegen unzulässig weitgehende gespeist. Außerdem führt die Transistortechnik hau- Entladung gewährleistet. Die für die Stabilisierung fig allgemein zur Stromversorgung aus Batterien, weil 55 vorgesehenen Mittel werden auf diese Weise auch für es für manche Geräte vorteilhaft ist, vom Netz unab- die Schaltungsanordnung zur automatischen Abschalhängig zu sein. Heute verwendet man hierfür in zu- tung mitbenutzt und somit doppelt ausgenutzt: Da. nehmendem Maße gasdichte Klein-Akkumulatoren. zur Ergänzung der Stabilisierungsanordnung ein kom-In der Praxis wir,d es immer wieder passieren, daß plementärer Transistor vorgesehen ist und außerdem ein batteriebetriebenes Gerät irrtümlich eingeschaltet, 60 der Anschluß der Basisleitung dieses Transistors an vielleicht sogar längere Zeit beiseite gestellt wird. Da- einen hochohmigen Spannungsteiler erfolgt, verbraubei werden oft die Batterien völlig entleert, so daß sie chen die für die erwähnte Abschaltung zusätzlich erbei Verwendung von Trockenbatterien durch neue er- forderlichen Mittel während des normalen Betriebs setzt werden müssen. Werden Klein-Akkumulatoren keinen nennenswerten Strom, was bei Batteriestromüber ein bestimmtes Maß hinausgehend entladen, so 65 Versorgung wichtig ist. Der komplementäre Transistor erleiden auch sie Schaden und können unbrauchbar ist im normalen Betrieb stromlos und zieht erst Strom, werden. Abgesehen davon, daß solche Akkubatterien wenn die Batteriespannung auf einen bestimmten, teuer sind, kann es dann sehr unangenehm sein, wenn durch die Bemessung der Anordnung vorbestimm-