DE1563532A1 - Schaltung zum Aufladen einer Fahrzeugbatterie - Google Patents

Description

Joseph Lucas (Industries) Ltd. 8. Dezember 19ό6 Great King Street,
Birmingham / England

Schaltung zum Aufladen einer Fahrzeugbatterie

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum Aufladen einer Fahrzeugbatterie.

Die Schaltung zum Aufladen einer Fahrzeugbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung enthält einen Generator und einen Spannungsregler, der die Ausgangsspannung des Generators steuert und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsregler einen Ausgangsstromkreis enthält, in dem die Feldwicklung geschaltet ist und der direkt an der Batterie anliegt und daß ferner dieser Ausgangsstromkreis von einem Antrieb gesteuert wird, der den Stromfluß durch die Feldwicklung ändert und daß weiterhin eine Stufe vorgesehen ist, die die Batterie abtastet und die den Ausgangsstromkreis steuert und daß der genannte Antrieb direkt an der Batterie in Reihe mit einer Reihenschaltung anliegt, die einen Steuerschalter enthält, der getrennt von dem Zündschalter angeordnet ist, von diesem jedoch derart gesteuert wird, daß er nur dann schließbar ist, wenn der Zündschalter geschlossen ist und daß die Spannungsabtaststufe direkt an der Batterie anliegt, wenn der Generator eine Ausgangsspannung liefert.

Es kann festgestellt werden, daß der Ausgangsstromkreis nicht über dsn Steuerschalter angeschlossen ist· Der Ausgangsstromiereis leitet den größten Teil des Stromes ees

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- Spannungsreglers und durch dessen direkten Anschluß an die Batterie wird erreicht« daß eine niedrig bemessene Strowstärke beim Steuerschalter verwendet werden kann.

Die vorliegende Erfindung soll anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 und 2 schematisch zwei Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.

Die Schaltung nach Fig. 1 enthält eine negative und eine positive Klemme 12« 13» zwischen denen die Batterie 11 eines Kraftfahrzeuges angeschlossen wird. Die Batterie wird durch einen Generator 14 aufgeladen, der ein Wechselstromgenerator mit einem damit verbundenen Doppelweggleichrichter oder auch ein Gleichstromdynamo mit einem üblichen Unterbrechen sein kann. Der Generator 14 enthält eine Feldwicklung 15, die in gewöhnlicher Weise mittels einer Diode 10 überbrückt ist, wobei ein Ende der Wicklung 15 an der Klemme 13 angeschlossen ist und das andere Ende an dem Kollektor eines p-n-p-Transistors 16 anliegt, dessen Emitter mit der KIeMe 12 verbunden ist und dessen Basis mit dem Kollektor eines zweiten p-n-p-Transistore 17 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 17 liegt an der Klemae 12 an, dessen Basis lsi; Bit dem Kollektor des Transistors 16 über einen Widerstand 18 und einen Kondensator 19 verbunden und dessen Kollektor ist über einen Widerstand 21 mit dem Kollektor eines n-p-a-Transistors 22 verbunden, dessen Emitter an der Klemme 13 anliegt.

Der Kollektor des Transistors 22 ist an der Kleoee 12 über eine Widerstandskette 23, 24, 25 angeschlossen und ein änderbarer Punkt auf dem Widerstand 24 ist über eine diode 26 mit der Basis des Transistors 17 verbunden. Der-

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überMöaus ist die Basis des Transistors 22 an der Klemme 13 über einen Widerstand 27 angeschlossen und ist ferner mit der Klemme 12 über einen Widerstand 28 und den Zündschalter 29 verbunden. Die Belastung, die durch den Zündschalter gesteuert wird, ist mit 30 bezeichnet.

Der Generator 14 ist mit einem Relais 31 derart geschaltet, daß wenn er eine Ausgangsspannung liefert, ein beweglicher Relaiskontakt J51 aus dessen normaler Stellung, in der er einen Stromkreis zwischen den Klemmen 12, I3 über den Zündschalter 29 und eine Kontrollampe 32 schließt, in eine zweite Stellung umgeschaltet wird, in der er die Klemme 13 mit dem Kollektor des Transistors 22 verbindet.

Im Betrieb, wenn der Zündschalter 29 geschlossen ist, fließt Strom durch die Widerstände 26, 27, so daß dem Transistor 22 ein Basis-Emitter-Strom zugeführt wird, der hierdurch in den leitenden Zustand versetzt wird. Bei dieser Stufe ist · die Spannung an der Potentiometerkette 25, 24, 23, 22 noch nicht hoch genug, um die Zenerdiode 26 zu zünden, jedoch fließt ein Stfeom durch den Transistor 22 und den Widerstand 21 zu der Basis und dem Emitter des Transistors 16, der diesen Transistor einschaltet, so daß ein Feldstrom durch die Wicklung 15 fließt. Bei dieser Stufe ist die Kontrollampe 32 erleuchtet.

Sobald der Motor des Kraftfahrzeuges angelassen worden ist, und der Generator 14 eine Ausgangs spannung liefert, wird der bewegliche Relaiskontakt 31 in seine zweite Stellung gebracht, so daß die Kontrollampe erlischt. Zur gleichen Zeit wird die Kollektor-Emitter-Bahn des Transistors 22 kurzgeschlossen und die Potentiometerkette wird nun durch das Beiais 31 geschlossen. Die Batteriespannung wird genau abgetastet, da der Zündschalter 29 in der Potentiometerkette geschaltet ist.

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Wenn die Ausgangsspannung des Generators einen vorbestimmten Wert erreicht, wird die Zenerdiode 26 gezündet und der Transistor 17 wird in den leitenden Zustand versetzt. Der sich ergebende Kollektor-Emitter-Strom über den Transistor 17 leitet den Basis-Emitter-Strom des Transistors 16 ab, so daß der Strom, der durch die Wicklung 15 fließt, verkleinert wird. Durch die Wirkung der Rückkopplungsverbindung über den Kondensator 19 und den Widerstand 18 oszilliert die Schaltung, die aus den Transistoren 16, 17 gebildet wird, zwischen einem Zustand, in dem der Transistor 16 leitet und der Transistor 17 abgeschaltet ist und einem zweiten Zustand, in dem der Transistor 17 leitend und der Transistor 16 abgeschaltet ist. Die relative Zeitdauer der Leitfähigkeit der Transistoren wird durch den Strom bestimmt, der durch die Zenerdiode 26 fließt und der proportional der Spannung zwischen den Klemmen 12, 13 ist. Auf diese Weise wird der Hauptstrom, der durch die Wicklung 15 fließt, geregelt, wodurch auch die Ausgangsspannung des Generators entsprechend geregelt wird.

Das Kurzschließen des Transistors 22 ist nicht bedeutend, da der Transistor 22 so ausgewählt werden kann, daß die Potentiometerkette noch genau auf die Batteriespannung anspricht. Auf eine solche Weise einen Zündschalter auszuwählen bzw. zu bemessen ist nicht möglich.

In dem abgeänderten Ausführungsbeispiel, das in Pig. 2 gezeigt ist, ist der Widerstand 23 fortgelassen und das untere Ende des Widerstandes 24 ist mit ödem Kontakt verbunden, der durch den beweglichen Relaiskontakt des Relais 31 geschlossen wird, wenn sich der Generator in Betrieb befindet.

Darüberhinaus ist der bewegliche Kontakt 31 mit der Klemme 13 über einen Widerstand 34 verbunden, der mittels eines Thermistors 33 überbrückt ist. Die Wirkungsweise ist ähnlich wie be'i dem Ausführungsbeispiel .nach Fig. 1, mit der Aus-

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nähme, daß der Transistor 22 nicht die Potentiometerkette schließt, wenn er sich in dem leitenden Zustand befindet, obwohl er nach wie vor die Erregung der Feldwicklung 15 bewirkt. Der Thermistor 33 ist zum Ausgleich der Änderungen der Temperatur vorgesehen und kann an irgendeiner Stelle des Generatorsystems, beispielsweise direKt an der Batterie, angeordnet sein. Die beschriebene Anordnung ist insofern günstig, daß hierbei die eine Seite des Thermistors geerdet ist und auf diese Weise nur eine Leitung erforderlich ist, um den Thermistor an den Regler anzuschließen.

In beiden beschriebenen Ausführungsbeispielen besitzt der Spannungsregler einen Ausgangsstromkreis(den Kathoden-Emitter-Stromkreis des Transistors 16), der dauernd an der Batterie angeschlossen ist. Eine Verlustleistung kann indessen in der Zeit, in der der Zündschalter offen ist, nicht auftreten, da der Antrieb dieses Stromkreises über den Transistor 22 (und weiter aber den Kontakt 31 in Fig. 1) erfolgt und der Transistor sich in einem nichtleitenden Zustande befindet. Die Spanriungsabtaststufe ist an der Batterie entweder über den Transistor 22 und dann über den Kontakt 31 (Fig. 1) angeschlossen oder dauernd über den Transistor 22 oder dauernd über den Kontakt 31 (Fig. 2).

Es kann festgestellt werden, daß der Spannungsregler, der in diesem Ausführungsbeispiel dargestellt ist, einer von einer großen Anzahl von Spannungsreglern ist, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.

Die Erfindung kann außerdem auch für.Fahrzeuge mit Dieselmotoren verwendet werden und es kann festgestellt werden, daß die Bezeichnung "Zündschalter" verwendet werden kann, um auch Schalter zu kennzeichnen, die für die Schaltung von Belastungen vorgesehen sind, wie sie bei einem Dieselmotorfahrzeug verwendet werden. Dieser Schalter wird somit allgemein als "zündschalter" bezeichnet, obwohl bei einem Dieselmotor kein Zündetroiakreis vorhanden ist.

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Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltung zum Aufladen einer Fahrzeugbatterie mit einem Qenerator und einem Spannungsregler zur Steuerung der Ausgan^sspannung des Generators, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsregler einen Ausgangsstromkreis (Kollektor-Emitter-Stromkreis eines Transistors (16) ) enthält, der direkt an der Batterie (11) anliegt und der die Feldwicklung (15) enthält, daß ferner e±i diesen Ausgangsstromkreis steuernder Antrieb vorgesehen ist, der den Stromfluß durch die Feldwicklung (15) ändert, sowie,daB weiterhin eine Stufe (24, 25, 26' rgesehen ist, die die Ausgangsspannung der Batterie (11) abtastet und die die Spannung des Ausgangestromkreises steuert und daß der genannte Antrieb des Ausgangsstromkreises direkt an der Batterie (11) in Reihe mit einer Reihenschaltung anliegt, die einen Steuerschalter (22) enthält, der getrennt von dem Zündschalter (29) angeordnet ist, jedoch von diesem gesteuert wird und daß er nur dann schließbar ist, wenn der Zündschalter (29) geschlossen ist und daß die Stufe zur Abtastung der Spannung (24, 25, 26) direkt an der Batterie anliegt, wenn der Generator (14) eine Ausgangsspannung liefert.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe zur Abtastung der Spannung (24, 25, 26) an die Batterie über einen Steuerschalter (22) angeschlossen ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafl die Stufe zur Abtastung der Spannung (24, 25, 26) an die Batterie über einen Steuerschalter (22) angeschlossen ist, der durch einen Schalter (31) kurzgeschlossen wird, wenn der Generator eine Ausgangsspannung liefert.

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4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe zur Abtastung der Spannung (24, 25, 26) an der Batterie über einen Schalter (31) angeschlossen ist, der vom Generator (14) gesteuert wird.

5. Schaltung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Generator gesteuerte Schalter
(31) einen Stromkreis über den Zündschalter (29) und eine Kontrollampe (32) schließt, wenn der Generator (14) keine Ausgangsspannung liefert.

o. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Steuerschalter (22) ein Transistor ist, dessen Kollektor-Emitter-Bahn in der Reihenschaltung (23, 24, 25)
liegt und dessen Basisstrom über den Zündschalter (29) zugeführt wird.

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