Schaltung zum Aufladen von Fahrzeugbatterien.Circuit for charging vehicle batteries.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum Aufladen von Fahrzeugbatterien.
Die Schaltung zum Aufladen von Fahrzeugbatterien gemäß der vorliegenden Erfindung,
enthält einen Generator zum Aufladen der Batterie und einen Spannungsregler zur
Steuerung der Ausgangsspannung des Generators und ist daudrch gekennzeichnet, daß
der Spannungsregler einen Ausgangsstromkreis besitzt, der die Generatorfeldwieklung
enthält, ferner einen Antriebsstromkreis, der den Ausgangsstromkreis steuert und
den Stromfluß durch die Feldwicklung ändert, sowie einen Abtaststromkreis, der die
Ausgangsspannung der Batterie abtastet und den Antriebsstromkreis steuert und weiterhin,
daß eine Einrichtung vorgesehen ist, über die der Antriebsstrom-kreis mit der
Batterie über einen Zündschalter derart ge-
schaltet ist, daß der Antriebsstromkreis
nur dann Energie verbraucht, wenn der Zündschalter angdWählossen ist und daß eine
Einrichtung vorgesehen ist, über die der Abtaststromkreis direkt an der Batterie
angeschlossen ist, mindestens dann, wenn der Generator eine Ausgangsspannung liefert.
Der Ansehluß des Abtaststromkreises direkt an die Batterie,
mindestens
wenn der Generator eine Ausgangsspannung liefert,
stellt sicher,
daß die Batteriespannung stets genau abge-tastet wird und verhindert daher die
Fehler, die oft bei-
bekannten Anordnungen infolge des Spannungsabfalls
an dem
Zündschalter, auftreten. Der Ansehluß des Antriebsstromkreises
an die Batterie über den Zündschalter stellt sicher, daß keine Möglichkeit besteht,
daß unter gewissen Umständen der Zündschalter überbrückt wird, wie es auftreten
kann, beispielsweise, wenn der Antriebsstromkreis direkt an der Batterie
angeschlossen wäre, sobald der Generator eine Ausgangsspannung liefert.The invention relates to a circuit for charging vehicle batteries. The circuit for charging vehicle batteries according to the present invention, includes a generator for charging the battery and a voltage regulator for controlling the output voltage of the generator and is characterized in that the voltage regulator has an output circuit which contains the generator field as well as a drive circuit which the output circuit controls and changes the current flow through the field winding, and a sensing circuit which senses the output voltage of the battery and controls the driving circuit and further that a device is provided, via which the drive circuit is switched so overall to the battery through an ignition switch that the drive circuit only consumes energy when the ignition switch is selected and that a device is provided via which the sensing circuit is connected directly to the battery, at least when the generator supplies an output voltage. The Ansehluß of Abtaststromkreises directly to the battery, at least when the generator supplies an output voltage that ensures that the battery voltage is always scans precisely off and therefore prevents any errors that often examples known arrangements, due to the voltage drop at the ignition switch, can occur. The connection of the drive circuit to the battery via the ignition switch ensures that there is no possibility of the ignition switch being bypassed under certain circumstances, as can occur, for example, if the drive circuit were connected directly to the battery as soon as the generator supplies an output voltage .
Die Erfindung soll nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen
näher erläutert werden.The invention is described below with reference to the accompanying drawings
are explained in more detail.
Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild, das den Grundgedanken der
vorliegenden Erfindung darstellt; Fig. 2 ein Schaltungsschema, das eine bekannte
Art eines Spannungsreglers zeigt, der bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden
kann; Fig. 3 bis 7 schematische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung,
bei denen ein Spannungsregler verwendet wird, der in Fig. 2 dargestellt ist.1 is a block diagram illustrating the basic idea of the present invention; Fig. 2 is a circuit diagram showing one known type of voltage regulator which can be used with the present invention; FIGS. 3 to 7 are schematic exemplary embodiments of the present invention in which a voltage regulator, which is shown in FIG. 2, is used.
In Fig. 1 ist ein Generator 21 gezeigt, der sowohl ein Wechselstromgenerator
mit einem Doppelweggleichriehter als auch ein Gleichstrom-Dynamo mit einem Unterbrecher
sein `kann, der eine Fahrzeugbatterie auflädt, die über den Zündschalter 19 an eine
Belastung 20 des Kraftfahrzeuges Strom liefert. Die Ausgangsspannung des Generators
wird mittels eines Spannungsreglers gesteuert, der einen Stromkreis 23 zum Abtasten
der Spannung besitzt, der nachstehend als Abtaststromkreis bezeichnet werden soll
und der die Spannung der Batterie 22 abtastet, der ferner einen Antriebsstromkreis
24, sowie einen Ausgangsstromkreis 25 enthält, in dem
die
Feldwicklung 18 des Generators geschaltet ist. Der
.
Spannungsabtaststromkreis 23 ist direkt an die Batterie angeschlossen und diese
schematische Darstellung zeigt, daß der Abtaststromkreis 23 direkt die Batteriespannung
abtastet, mindestens dann, wenn der Generator eine Ausgangsspannung liefert. Bei
Berücksichtigung der späteren Ausführungsbeispiele wird klargestellt, daß der Abtaststromkreis
23 nicht unbedingt direkt an der Batterie 22 dauernd angeschlossen sein muß. Der
Stromkreis 23 steuert den Antriebsstromkreis 24, jedoch die Zufuhr der Energie zu
diesem Stromkreis 24 muß direkt von der Batterie 22 über den Zündschalter 19 erfolgen,
wie es in der Zeichnung dargestellt ist. Auf diese Weise kann der Stromkreis 24
keine Energie verbrauchen, wenn der Zündschalter -k offen ist. Der Stromkreis 23
jedoch tastet die Batteriespannung genau zu jeder Zeit ab, so daß Fehler, die von
dem Spannungsabfall an dem Zündschalter 19 entstehen können, beseitigt sind. Der
Stromkreis 24 steuert den Stromfluß in dem Ausgangsstromkreis 25 der in der Abwesenheit
einer Eingangsspannung aus dem Stromkreis 24 nichtleitend sein kann. Aus diesem
Grunde kann der Stromkreis 25 entweder direkt an der Batterie angeschlossen sein,
wie es gezeigt ist, oder über den Zündschalter. Es sind eine große Anzahl von Spannungsreglern
bekannt, die für die Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung brauchbar sind,
jedoch um die Zahl der möglichen Ausführungsbeispiele zu vereinfachen, ist in Fig.
2 ein typischer, bekannter Spannungsregler gezeigt, der bei der vorliegenden Erfindung
verwendet werden kann. In Fig. 2 enthält der Spannungsregler die Klemmen A, B, die
an der positiven Klemme der Batterie angeschlossen sind, eine Klemme C ist mit der
positiven Klemme der Batterie über die Feldwicklung 18 des Generators angeschlossen.,
wobei die Feldwicklung mittels einer Diode 17 überbrückt ist. Die Klemmen D, E,
F liegen an der negativen Klemme der Batterie 22 an. In Reihe zwischen den Kle;n;nen
A, D sind zwei Widerstände 26, 27 geschaltet, wobei ein Punk--,- zwischen diesen
Widerständen Über den Kathoden-Anoden-Stromkreis einer Zenerdiode 28 mit der Basis
eines
n-p-n-Transistors 29 verbunden ist. Der Emitter dieses Transistors
ist mit der Klemme B über einen Widerstand 31 verbunden. Der Kollektor des Transistors
29 ist außerdem mit der Basis eines n-p-n-Transistors 32 verbunden, dessen Emitter
an der Klemme F anliegt und dessen Kollektor mit der Klemme C verbunden ist. Der
Kollektor des Transistors C ist außerdem über einen Kondensator 33 und einen Widerstand
34 mit der Basis des Transistors 29 verbunden. Wenn die Batteriespannung sich unter
einem vorbestimmten Wert befindet, befindet sich die Zenerdiode 28 in ihrem nichtleitfähigen
Zustande und ein Strom, der durch den Widerstand 31 fließt, schaltet den Transistor
32 ein, so das Strom durch die Feldwicklung 18 fließt. Wenn die vorbestimmte Spannung
erreicht wird, wird die Zenerdiode 28 gezündet, so das der Transistor 29 in den
leitenden Zustand versetzt wird und auf diese Weise den Basisstrom von dem Transistor
32 ableitet, der somit abgeschaltet wird. Durch die Wirksamkeit der Rückkopplungsverbindung
über den Widerstand 34 und den Kondensator 33 oszilliert der Spannungsregler zwischen
einem ersten Zustand, in dem der Transistor 32 voll leitet und der Transistor 29
abgeschaltet ist und einem zweiten Zustand, in dem der Transistor 29 voll leitet
und der Transistor 32 abgeschaltet ist.Das Verhältnis der Einschaltzeiten wird durch
den Strom bestimmt, der durch die Zenerdiode 28.fließt, dieser Strom ist wiederum
von der Batteriespannung abhängig und die Anordnung ist derart, das der Hauptstrom
in der Feldwicklung 18 derart gesteuert wird, das eine im wesentlichen konstante
Spannung an der Batterie aufrechterhalten wird. Bei Betraenung der Fig. 1 und 2
kann festgestellt werden, das gei:.äP der vorliegenden Erfindung die Klemmen A,
D direkt an der Batterie angeschlossen sein müssen, da sie die Batteriespannung
direkt abtasten, mindestens dann, werte
der :_ r°-ii:or eine Ausgangsspannung liefert. Darüberhinaus.
um sicherzustellen, daß keine Energie verbraucht wird, wenn der
Zündschalter 19 offen ist, muß der Basis-Emitter-Stromkreis des Transistors 32 seine
Energie über den Zündschalter erhalten. Wie vorstehend erläutert wurde, kann die
Verbindung zwischen der Klemme C entweder direkt mit der Batterie erfolgen oder
über den Zündschalter. Es muß betont werden, daß wie vorstehend erwähnt wurde, es
eine große Anzahl von Spannungsregler gibt, die einen Abtaststromkreis, einen Antriebsstromkreis
und einen Ausgangsstromkreis besitzen und die, wie in Fig. 1 angedeutet, verwendet
werden können. Indessen ist die vorliegende Erfindung nicht auf Spannungsregler
anwendbar, die nicht diese drei getrennten oben erwähnten Stromkreise aufweisen,
beispielsweise tastet in einem üblichen elektromechanischen Regler eine Spule die
Batteriespannung ab und öffnet und schließt Kontakte, durch die der Strom in der
Feldwicklung fließt. Die Kontakte sind ein Teil des Ausgangsstromkreises des Spannungsreglers,
jedoch wirkt die Spule sowohl als Spannungsabtaststromkreis, als@auch als Antriebsstromkreis,
so daß die einzelnen Schaltungen, die oben beschrieben sind, in einer Art, wie sie
in Fig. 2 dargestellt sind, nicht möglich sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit
soll in den nachstehenden Ausführungsbeispielen, die beschrieben werden, angenommen
werden, daß ein Spannungsregler;.der in Fig. 2 dargestellt ist, verwendet wird und
der nachstehend als Spannungsregler R bezeichnet werden soll. Indessen soll für
einige Zwecke auch eine Anordnung beschrieben werden, in der die Transistoren 29,32
p-n-p-Transistoren sind. Bei einer solchen Anordnung muß die Zenerdiode 28 umgekehrt
geschaltet sein und in diesem Fall sind die Klemmen D, E, F an der positiven .Batterieklemme
angeschlossen. Eine solche Anordnung soll nachstehend mit dem Bezugszeichen R1 angedeutet
werden.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Spannungsregler
mit der Bezeichnung R1 verwendet wird. Der Generator 21, die Batterie 22 und der
Zündschalter 19 sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen und es
kann festgestellt werden, daß die Klemmen D, E direkt an der positiven Batterieklemme
anliegen und die Klemme F mit der positiven Batterieklemme über den Zündschalter
19 verbunden sind. Die Klemme B liegt direkt an der negativen Batterieklemme an
und die Klemme C ist an der negativen Batterieklem-@ me über die Generatorfeldwicklung
18 angeschlossen, die in üblicher Weise mittels einer Diode 17 überbrückt ist. Die
Klemme A ist indessen über einen Schalter 35 mit zwei Stellungen angeschlossen,
der von dem Generator 21 gesteuert wird. Der Schalter 35 nimmt normalerweise die
Stellung ein, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, in der er die negative Batterieklemme
mit der einen Seite einer Kontrollampe 36 verbindet, wobei die andere Seite der
Kontrollampe an die positive Batterieklemme über den Zündschalter 19 angeschlossen
ist. Der Schalter 35 wird sobald der Generator eine Ausgangsspannung liefert, auf
seine andere Stellung bewegt, in der er einen Stromkreis von der Klemme A zu der
negativen Batterieklemme schließt. Der Schalter 35 kann in einer Mehrzahl von Ausführungsbeispielen
hergestellt sein und kann beispielsweise in dem Fall, in dem der Generator 21 ein
Wechselstromgenerator ist, ein mittels eines Relais betätigter Schalter sein, dessen
Relaisspule zwischen einem Phasenpunkt des Wechselstromgenerators und einer der
Batterieklemmen geschaltet ist. Im Betrieb, wenn der Zündschalter 19 offen ist,
fließt an ' keiner Stelle der Schaltung Strom. Wenn jedoch der Zündschalter geschlossen
wird, wird ein Stromkreis über die Kontrollampe 36 geschlossen, die somit aufleuchtet.
Zur gleichen Zeit kann Strom über den Zündschalter 19 zu der Basis und über den
Emitter des Transistors 32 fließen, der in den leitenden Zustand versetzt wird,
so daß -I durch die
Wicklung 18 Strom in voller Stärke fließt. Sobald
der Generator eine Ausgangsspannung liefert, wird die Stellung des Schalters 35
umgeschaltet, so daß die Kontrollampe 36 erlischt. Zur gleichen Zeit wird die Potentiometerkette
26, 27 direkt an die Batterie 22 angeschlossen, so daß sie die Batteriespannung
genau abtastet. Es kann festgestellt werden, daß obwohl die Verbindung der Widerstandskette
mit der Batterie über den Schalter 35 erfolgt, dieser Schalter nicht .die gleichen
Fehler in das System einführen kann; wie der Zündschalter. Der Ausdruck ltdirekt"
wird somit benutzt mit der Bedeutung, daß die Verbindung nicht über den Zündschalter
erfolgt. In dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 4 gezeigt ist, wird ein Spannungsregler
von der Art R verwendet, dessen Klemme A direkt mit der positiven Batterieklemme
und die Klemmen D und E direkt mit der negativen Batterieklemme verbunden sind.
Die Klemme B ist mit der positiven Batterieklemme über den Zündschalter 26 verbunden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Wicklung 18 nicht in Reihe mit der Klemme
C geschaltet, anstatt dessen ist die Klemme C mit der positiven Batterieklemme über
einen Widerstand 41 in Reihe mit dem Zündschalter 19 verbunden und die Klemme F
ist mit der negativen Batterieklemme über einen Widerstand 42 geschaltet. Eine weitere
Verbindung wird -von der Klemme F zur.Basis eines n-p-n-Transistors 43 hergestellt,
dessen Emitter mit der negativen Batterieklemme und dessen Kollektor mit der positiven
Batterieklemme über den Ausgangsstromkreis 25 verbunden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel
enthält der Ausgangsstromkreis, der in Fig. 1 erwähnt wurde, Verbindungen von den
Klemmen C, F und dem Transistor 43 zusammen mit ihren anliegenden Verbindungen.
Die Wirkungsweise des Spannungsreglers ist ni:ht die gleiche wie in Fig. 3. Anstatt
daß der Transistor 32, wenn er sich im leitenden Zustand befindet, direkt Strom
zu
der Wicklung 18 zuführt, dient dieser Transistor zum Einschalten des Transistors
43, der seinerseits Strom der Wicklung 18 zuführt. Auf diese Weise ist eine zusätzliche
Verstärkungsstufe eingeschaltet. A@#-@1#oeo-Wo#r@o-#st-@r#ao exeä@s##ehe-Vo@s@@f@l@uagsstu#o-o#ngoeobs@i@ot.
Der Grund hierfür kann einfach erkannt werden, wenn festgestellt wird, daß die Widerstandskette
26, 27 dauernd an der Batterie 22 angeschlossen ist, so daß sie dauernd Energie
verbraucht. Die Werte der verschiedenen Schaltungselemente sind indessen so gewählt,
daß dieser konstante Energieverbrauch so gering ist, daß er vernachlässigt werden
kann, wobei die Auswahl der Werte der Schaltungselemente durch den Zusatz der besonderen
Verstärkungsstufe unterstützt wird. Indessen ist diese besondere zusätzliche Verstärkungsstufe
nicht absolut notwendig, wie es aus der Betrachtung von Fig. 5 hervorgeht. In Fig.
5 sind die Verbindungen der Klemmen A, D, E des Spannungsreglers R die gleichen,
wie in Fig. 4 und die Klemme F ist direkt an die negative Batterieklemme angeschlossen.
Indessen ist die Klemme C mit der positiven Batterieklemme über die Wicklung 18
und eine Kontrollampe 44 verbunden, wobei die Kontrollampe 44 von einem Widerstandswert
45 überbrückt wird. Die Diode 17 kann auch parallel zur Reihenschaltung der Feldwicklung
18 und der Kontrollampe 44 geschaltet werden, anstatt in der gezeigten Stellung.
Darüberhinaus ist eine Einrichtung vorgesehen, die sicherstellt, daß wenn der Generator
eine Ausgangsspannung liefert, die Spannung sich an der Verbindung der Kontrollampe
44 mit der Wicklung 18 auf die positive Batteriespannung erhöht. Das
kann erreicht werden durch Verwendung eines Generator ge-
steuerten Schalters, der die Verbindung an die positive Batterieklemme zu einer
gegebenen Zeit anschließt, jedoch in dem Fall, wetLn der Generator ein Wechselstromgenerator
ist, kann auch eine abgeänderte Anordnung vorgesehen werden, bei der eire getrennte
Ausgangsspannung aus dem Generator an die
Ver'.-:@ >>:°@@; ° @`ber eine oder mehrere Müden zusätzlich
zu den-
@@n .an x@-s ?)oppelweggleichricbters angelegt wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel fließt durch die Widerstandskette
26, 27 dauernd Strom, wie in Fig. 4 und die Bauteile sind wiederum so gewählt, daß
der Energieverbrauch sehr gering ist. Wenn der Zündschalter 19 geschlossen wird,
wird der Transistor in dem Spannungsregler R in den leitenden Zustand versetzt,
so daß Strom jetzt über die Kontrollampe 441 die Feldwicklung 18 und den Transistor
32 fließt. Die Feldwicklung wird daher erregt und die Kontrollampe 44 erleuchtet.
Sobald jedoch der Generator eine Ausgangsspannung liefert, erhöht sich das Potential
an der Verbindung der Kontrollampe 44 mit der Feldwicklung 18 auf annähernd die
Spannung der Batterieklemme, so daß kein Strom mehr durch die Kontrollampe fließt,
die somit erlischt. Indessen kann ein Feldstrom in der Wicklung 18 noch fließen,
der durch den Regler R gesteuert wird. Es kann festgestellt werden, daß der Strom,
der durch die Feldwicklung 18 fließt, nicht über den Zündschalter 19 geleitet wird,
indessen wird er immernoch durch den Zündschalter 19 gesteuert. Die Schaltungselemente
44,'45 und die damit zusammenhängende Verbindung zum Generator können in Fig. 4
zwischen der Feldwicklung 18 und der k positiven Batterieklemme enthalten sein.
Die Wirkungsweise ist dann gleich, wie in Fig. 5. In einer Abänderung jedes der
Ausführungsbeispiele ist die Kontrollampe 44 mit der positiven Batterieklemme über
den Zündsohalter 19 angeschlossen. Fig. 6 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung dar, das als besonders günstig festgestellt wurde. Der Regler wird
so benutzt, daß dessen Klemme A direkt an der positiven Batterieklemme anliegt.
Die Klemme C ist mit der positiven Batterieklemme über die Wicklung 18 und die Klemme
B ist mit der positiven Klemme über den Zündschalter 19 verbanden. Die Klemmen D,
E und F sind miteinander verbunden und liegen an der negativen Batterieklemme über
drei parallele Stromkreise an, die entsprechend einen Widerstand 45,
eine
Kontrollampe 46 und einen Schalter 47 enthalten, der von dem Generator geschlossen
wird, wenn der Generator eine Ausgangsspannung liefert. Entweder der Widerstand
45 oder die Kontrollampe 46 kann fortgelassen werden. r Wenn der Zündschalter 19
offen ist, kann Strom durch die Widerstandskette in dem Regler R fließen und daher
durch den Widerstand 45 und die Kontrollampe 46 parallel, so daß diese Schaltungselemente
so gewählt werden müssen, daß deren Stromverbrauch nicht übermässig hoch ist und
die Kontrolllampe 46 wird zu diesem Zeitpunkt nicht erregt. Wenn der Zündschalter
19 geschlossen wird, wird der Transistor 32 in den leitenden Zustand versetzt und
der zusätzliche Strom, der durch die Kontrollampe 46 fließt, bringt diese zum Aufleuchten.
Sobald der Generator eine Ausgangsspannung liefert, schließt der Schalter 47 .die
Kontrollampe 46 und den Widerstand 45 kurz, so daß die Kontrollampe erlischt und
die Widerstandskette 26, 27 direkt mit der Batterie verbunden wird. In allen diesen
Ausführungsbeispielen, in denen ein Strom dauernd durch die Widerstandskette 26,
27 fließt, ist der Stromfluß, der befriedigend sein soll, von der besonderen Anwendung
abhängig. Jedoch als ein typisches Ausführungsbeispiel kann ein Strom von 10 mA
oder geringer bei einer Batteriespannung von 12 Volt als befriedigend angesehen
werden. Wenn Transistoren verwendet werden, die eine Verstärkung in der Größenordnung
von 60 besitzen, kann der Leckverlust leicht auf diese Größe vermindert werden.
In allen bisher.beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Abtaststromkreis entweder
dauernd an der Batterie angeschlossen oder nur dann, Wenn der Generator eine Ausgangsspannung
liefert. Der Abtaststromkreis kann indessen mit der Batterie verbunden werden, wenn
der Zündschalter geschlossen ist, vorausgesetzt, daß die Verbindung über einen
Steuerschalter
hergestellt wird, der durch den Zündschalter gesteuert wird, und nicht über den
Zündschalter selbst. Der Steuerschalter wird selbstverständlich so gewählt, daß
er nicht die gleichen Nachteile wie ein Zündschalter aufweist. Ein Ausführungsbeispiel
dieser Art ist in Fig. 7 gezeigt, Der Zündschalter 19 ist hier in der positiven
Leitung der Batterie 22 geschaltet und die Klemmen B, C sind mit der positiven Batterieklemme
über den Zündschalter verbunden. Die Klemmen D, E, F liegen an der negativen Batterieklemme
an und die Klemme A liegt an der positiven Batterieklemme über den Emitter-Kollektor-Stromkreis
eines Transistors 56 an, dessen Basis mit der positiven Batterieklemme über einen
Widerstand 57 und den Zündschalter 19 verbunden ist. Wenn der Schalter 19 geschlossen
wird, wird der Transistor 56 in den leitenden Zustand versetzt und verbindet die
Widerstandskette 26, 27 direkt mit der Batterie. In Fig. 7 ist der Transistor 56
allein in Reihe mit den Widerständen 26, 27 geschaltet und so ist es möglich
und in einigen Fällen auch günstig, den Transistor 56 zwischen dem Widerstand 26
und der Verbindung des Widerstandes 27 mit der Zenerdiode 28 zu schalten. Es kann
festgestellt werden, daß hierbei die Wirkungsweise der Schaltung unverändert bleibt.
Die Erfindung kann auch bei Fahrzeugen mit Dieselmotoren verwendet werden und in
dieser Hinsicht kann festgestellt werden, daß der Begriff "Zündschalter" auch verwendet
wer-J4n kann, um einen Schalter zu bezeichnen, der bei Dieselmotor-Fahrzeugen zur
Steuerung der Belastung vorgesehen ist. Tatsächlich wird auch der belastungssteuernde
Schalter bei Dieselmotor-Fahrzeugen allgemein als Zündschalter bezeich-
xät-, <,:bi-=ohl bei diesen Fahrzeugen kein Zündstromkreis
vor-
handen ist.1 shows a generator 21 which can be an alternating current generator with a two-way rectifier as well as a direct current dynamo with an interrupter that charges a vehicle battery that supplies power to a load 20 of the vehicle via the ignition switch 19. The output voltage of the generator is controlled by means of a voltage regulator which has a circuit 23 for sampling the voltage, which will be referred to below as the sampling circuit and which samples the voltage of the battery 22 , which also contains a drive circuit 24 and an output circuit 25 in which the field winding 18 of the generator is connected . The . Voltage sensing circuit 23 is connected directly to the battery and this schematic shows that sensing circuit 23 is directly sensing the battery voltage, at least when the generator is providing an output voltage. Taking into account the later exemplary embodiments, it is made clear that the sensing circuit 23 does not necessarily have to be permanently connected directly to the battery 22. The circuit 23 controls the drive circuit 24, but the supply of energy to this circuit 24 must take place directly from the battery 22 via the ignition switch 19, as shown in the drawing. In this way, the circuit 24 cannot consume any energy when the ignition switch -k is open. The circuit 23, however, scans the battery voltage precisely at every time, so that errors that can arise from the voltage drop at the ignition switch 19 are eliminated. The circuit 24 controls the flow of current in the output circuit 25 which may be non-conductive in the absence of an input voltage from the circuit 24. For this reason the circuit 25 can either be connected directly to the battery, as shown, or via the ignition switch. A large number of voltage regulators are known which are useful for the circuit according to the present invention, but in order to simplify the number of possible embodiments, a typical, known voltage regulator which can be used in the present invention is shown in FIG . In Fig. 2 the voltage regulator contains the terminals A, B, which are connected to the positive terminal of the battery, a terminal C is connected to the positive terminal of the battery via the field winding 18 of the generator is. The terminals D, E, F are connected to the negative terminal of the battery 22. Two resistors 26, 27 are connected in series between the small ones A, D, a point -, - between these resistors being connected to the base of an npn transistor 29 via the cathode-anode circuit of a Zener diode 28 . The emitter of this transistor is connected to the terminal B via a resistor 31. The collector of the transistor 29 is also connected to the base of an npn transistor 32, the emitter of which is connected to the terminal F and the collector of which is connected to the terminal C. The collector of the transistor C is also connected to the base of the transistor 29 via a capacitor 33 and a resistor 34. When the battery voltage is below a predetermined value, the zener diode 28 is in its non-conductive state and a current flowing through the resistor 31 turns on the transistor 32 so that the current flows through the field winding 18. When the predetermined voltage is reached, the Zener diode 28 is ignited, so that the transistor 29 is placed in the conductive state and in this way diverts the base current from the transistor 32, which is thus switched off. Due to the effectiveness of the feedback connection via the resistor 34 and the capacitor 33, the voltage regulator oscillates between a first state in which the transistor 32 is fully conductive and the transistor 29 is switched off and a second state in which the transistor 29 is fully conductive and the transistor 32 The ratio of the switch-on times is determined by the current flowing through the Zener diode 28. This current is in turn dependent on the battery voltage and the arrangement is such that the main current in the field winding 18 is controlled in such a way that one is essentially constant voltage is maintained on the battery. Looking at FIGS. 1 and 2, it can be seen that the terminals A, D of the present invention must be connected directly to the battery, since they sense the battery voltage directly, at least then the: _ r ° -ii: or supplies an output voltage. Furthermore.
in order to ensure that no energy is consumed when the ignition switch 19 is open, the base-emitter circuit of the transistor 32 must receive its energy via the ignition switch. As explained above, the connection between terminal C can either be made directly to the battery or via the ignition switch. It must be emphasized that, as mentioned above, there are a large number of voltage regulators which have a sense circuit, a drive circuit and an output circuit and which can be used as indicated in FIG. However, the present invention is not applicable to voltage regulators which do not have these three separate circuits mentioned above, for example in a conventional electromechanical regulator a coil senses the battery voltage and opens and closes contacts through which the current in the field winding flows. The contacts are part of the output circuit of the voltage regulator, but the coil acts both as a voltage sensing circuit and as a drive circuit so that the individual circuits described above in the manner shown in FIG. 2 are not possible are. For the sake of clarity, it should be assumed in the following exemplary embodiments which will be described that a voltage regulator is used, which is shown in FIG. For some purposes, however, an arrangement will also be described in which the transistors 29, 32 are pnp transistors. In such an arrangement, the Zener diode 28 must be connected in reverse and in this case the terminals D, E, F are connected to the positive .Batterieklemme. Such an arrangement will be indicated below with the reference symbol R1. Fig. 3 shows an embodiment in which a voltage regulator with the designation R1 is used. The generator 21, the battery 22 and the ignition switch 19 are provided with the same reference numerals as in Fig. 1 and it can be seen that the terminals D, E are applied directly to the positive battery terminal and the terminal F to the positive battery terminal via the Ignition switch 19 are connected. Terminal B is directly connected to the negative battery terminal and terminal C is connected to the negative battery terminal via the generator field winding 18, which is bridged in the usual way by means of a diode 17. The terminal A is, however, connected via a switch 35 with two positions, which is controlled by the generator 21. The switch 35 normally assumes the position as shown in FIG. 3, in which it connects the negative battery terminal to one side of a control lamp 36, the other side of the control lamp being connected to the positive battery terminal via the ignition switch 19. As soon as the generator supplies an output voltage, the switch 35 is moved to its other position in which it closes a circuit from terminal A to the negative battery terminal. The switch 35 can be made in a plurality of embodiments and, for example, in the case where the generator 21 is an alternator, it can be a relay operated switch whose relay coil is connected between a phase point of the alternator and one of the battery terminals. In operation, when the ignition switch 19 is open, no current flows at any point in the circuit. However, when the ignition switch is closed, a circuit is closed via the control lamp 36, which thus illuminates. At the same time, current can flow through ignition switch 19 to the base and through the emitter of transistor 32, which is rendered conductive so that -I current flows through winding 18 at full strength. As soon as the generator supplies an output voltage, the position of the switch 35 is switched over so that the control lamp 36 goes out. At the same time, the potentiometer chain 26, 27 is connected directly to the battery 22 so that it accurately samples the battery voltage. It can be noted that although the resistor chain is connected to the battery via switch 35, this switch cannot introduce the same errors into the system; like the ignition switch. The term "ltdirect" is thus used to mean that the connection is not made through the ignition switch. In the embodiment shown in FIG terminals D and E are directly connected to the negative battery terminal, Terminal B is connected to the positive battery terminal via ignition switch 26. In this embodiment, winding 18 is not connected in series with terminal C, instead terminal C is connected the positive battery terminal is connected in series with the ignition switch 19 via a resistor 41 and the terminal F is connected to the negative battery terminal via a resistor 42. Another connection is established from the terminal F to the base of an npn transistor 43, the emitter of which connected to the negative battery terminal and its collector to the positive battery terminal via the output circuit 25 is. In this embodiment, the output circuit mentioned in Figure 1 includes connections from terminals C, F and transistor 43 along with their adjacent connections. The operation of the voltage regulator is not the same as in FIG. 3. Instead of the transistor 32 supplying current directly to the winding 18 when it is in the conductive state, this transistor is used to switch on the transistor 43, which in turn is current the winding 18 feeds. In this way an additional gain stage is switched on. A @ # - @ 1 # oeo-Wo # r @ o- # st- @ r # ao exeä @ s ## ehe-Vo @ s @@ f @ l @ uagsstu # oo # ngoeobs @ i @ ot. The reason for this can easily be recognized if it is established that the resistor chain 26, 27 is continuously connected to the battery 22, so that it continuously consumes energy. The values of the various circuit elements are, however, chosen so that this constant energy consumption is so low that it can be neglected, the selection of the values of the circuit elements being supported by the addition of the special gain stage. However, this particular additional gain stage is not absolutely necessary, as can be seen from a consideration of FIG. In Fig. 5 the connections of the terminals A, D, E of the voltage regulator R are the same as in Fig. 4 and the terminal F is connected directly to the negative battery terminal. Meanwhile, the terminal C is connected to the positive battery terminal via the winding 18 and a control lamp 44, the control lamp 44 being bridged by a resistance value 45. The diode 17 can also be connected in parallel to the series connection of the field winding 18 and the control lamp 44, instead of in the position shown. In addition, a device is provided which ensures that when the generator supplies an output voltage, the voltage at the connection of the control lamp 44 with the winding 18 increases to the positive battery voltage. That can be achieved by using a generator
controlled switch which connects the connection to the positive battery terminal at a given time, but in the event that the generator is an AC generator, a modified arrangement can also be provided in which a separate output voltage from the generator to the Ver '.-: @ >>: ° @@; ° @ `about one or more tired people in addition to
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In this embodiment, current flows continuously through the chain of resistors 26, 27, as in FIG. 4, and the components are again selected so that the energy consumption is very low. When the ignition switch 19 is closed, the transistor in the voltage regulator R is put into the conductive state, so that current now flows through the control lamp 441, the field winding 18 and the transistor 32. The field winding is therefore energized and the control lamp 44 is illuminated. However, as soon as the generator supplies an output voltage, the potential at the connection between the control lamp 44 and the field winding 18 increases to approximately the voltage of the battery terminal, so that no more current flows through the control lamp, which thus goes out. In the meantime, a field current can still flow in the winding 18, which is controlled by the regulator R. It can be seen that the current flowing through the field winding 18 is not passed through the ignition switch 19, but is still controlled by the ignition switch 19. The circuit elements 44, 45 and the associated connection to the generator can be included in FIG. 4 between the field winding 18 and the k positive battery terminal. The mode of operation is then the same as in FIG. 5. In a modification of each of the exemplary embodiments, the control lamp 44 is connected to the positive battery terminal via the ignition button 19. Fig. 6 shows a further embodiment of the invention which has been found to be particularly favorable. The controller is used in such a way that its terminal A is directly connected to the positive battery terminal. Terminal C is connected to the positive battery terminal via winding 18 and terminal B is connected to the positive terminal via ignition switch 19. The terminals D, E and F are connected to one another and are connected to the negative battery terminal via three parallel circuits which respectively contain a resistor 45, a control lamp 46 and a switch 47 which is closed by the generator when the generator supplies an output voltage . Either the resistor 45 or the control lamp 46 can be omitted. r When the ignition switch 19 is open, current can flow through the resistor chain in the controller R and therefore through the resistor 45 and the control lamp 46 in parallel, so that these circuit elements must be selected so that their power consumption is not excessively high and the control lamp 46 is not energized at this point. When the ignition switch 19 is closed, the transistor 32 is placed in the conductive state and the additional current flowing through the control lamp 46 causes it to light up. As soon as the generator supplies an output voltage, the switch 47 short-circuits the control lamp 46 and the resistor 45 so that the control lamp goes out and the resistor chain 26, 27 is connected directly to the battery. In all of these exemplary embodiments, in which a current flows continuously through the resistor chain 26, 27, the current flow which is intended to be satisfactory depends on the particular application. However, as a typical embodiment, a current of 10 mA or less with a battery voltage of 12 volts can be considered satisfactory. If transistors are used which have a gain of the order of 60, the leakage loss can easily be reduced to this size. In all of the exemplary embodiments described so far, the sensing circuit is either permanently connected to the battery or only when the generator supplies an output voltage. The sensing circuit can, however, be connected to the battery when the ignition switch is closed, provided that the connection is made through a control switch controlled by the ignition switch and not through the ignition switch itself does not have the same disadvantages as an ignition switch. An embodiment of this kind is shown in Fig. 7. The ignition switch 19 is connected here in the positive line of the battery 22 and the terminals B, C are connected to the positive battery terminal via the ignition switch. The terminals D, E, F are connected to the negative battery terminal and the terminal A is connected to the positive battery terminal via the emitter-collector circuit of a transistor 56, the base of which is connected to the positive battery terminal via a resistor 57 and the ignition switch 19 . When the switch 19 is closed, the transistor 56 is put into the conductive state and connects the resistor chain 26, 27 directly to the battery. In FIG. 7 the transistor 56 is connected in series with the resistors 26, 27 and so it is possible and in some cases also favorable to connect the transistor 56 between the resistor 26 and the connection of the resistor 27 to the Zener diode 28. It can be stated that the mode of operation of the circuit remains unchanged. The invention can also be used in vehicles with diesel engines and in this regard it can be stated that the term "ignition switch" can also be used to denote a switch which is provided on diesel engine vehicles for controlling the load. In fact, the load-controlling switch in diesel-engine vehicles is also generally referred to as the ignition switch. xät-, <,: bi- = ohl no ignition circuit is available on these vehicles
hand is.