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Schaltung zum Aufladen von Kraftfahrzeugbatterien Die Erfindung bezieht
sieh auf Schaltungen zum Aufladen von Kraftfahrzeugbatterien.
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Eine Schaltung zum Aufladen von Kraftfahrzeugbatterien gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält einen Generator zum Aufladen der Batterie, einen Spannungsregler
zur Steuerung der Ausgangsspannung des Generators, wobei der Spannungsregler eine
Spannungsabtaststufe besitzt, die die Ausgangsspannung der Batterie abtastet und
eine Steuerstufe, die von der Spannungsabtaststufe betätigbar ist und die den Stromfluß
in der Feldwicklung des Generators steuert, so daß die Ausgangsspannung des Generators
geregelt wird und ist dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Steuerstufe an die
Batterie über eine Reihenschaltung angeschlossen ist, die einen Widerstand und den
Zündschalter des Kraftfahrzeuges enthält und die genannte Spannungsabtaststufe direkt
an der, Batterie anliegt, mindestens dann, wenn der Zündschalter geschlossen ist
und eine Einrichtung vorgesehen ist, die die Reihenschaltung mit dem genannten Widerstand
und mit dem Zündschalter kurzschließt, wenn der Generator eine Ausgangsspannung
liefert.
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Die Erfindung soll nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert
werden, in denen:
Fig. 1 und 2 Blockschaltbilder darstellen, die
zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen.
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In Fig. 1 ist ein Blockschaltschema eines Ausführungsbeispieles der
Erfindung angegeben, bei dem eine Batterie 11 eines Kraftfahrzeuges Energie an eine
positive und an eine negative Versorgungsleitung 12, 13 liefert und an den Leitungen-12,
13 der Generator 1 4 des Kraftfahrzeuges angeschlossen ist. Der Generator kann ein
Gleichstromdynamo mit einem Abschalter sein, jedoch in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist ein Wechselstromgenerator mit einem Doppelweggleichrichter dargestellt.
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Zwischen'den Leitungen 12, 13 sind zwei Widerstände 15, 16 in Reihe
geschaltet, wobei ein zwischen diesen Widerständen liegender Punkt über eine Zenerdiode
17 an die Basis eines n-p-n-Transistors 18 angeschlossen ist, dessen Emitter mit
der Leitung 13 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 18 ist über einen Widerstand
19 an eine Versorgungsleitung 21 angeschlossen und ist ferner mit der Basis eines
zweiten n-p-n-Transistors 22 verbunden, dessen Emitter ebenfalls an der Leitung
13 anliegt. Der Kollektor des Transistors 22 ist mit der Leitung 21 über eine Feldwicklung
23 des Generators verbunden. Die Wicklung 23 ist mittels einer Diode 24 überbrückt.
Darüberhinaus ist die Leitung 21 mit der Leitung 12 über eine Kontrollampe 25 über
den Zündschalter 26 verbunden. Die Kontrollampe 25 selbst bildet einen Widerstand
und in einem abgeänderten Ausführungsbeispiel kann die Kontrollampe 25 durch einen
Widerstand ersetzt werden, der nich als Kontrollampe wirkt Wenn indessen eine Kontrollampe
verwendet wird, muB vorzugsweise ein Widerstand parallel zur Kontrollampe geschaltet
werden, um eine Strombahn für die Feldwicklung vorzusehen für den Fall, daß die
Kontrollampe durchbrennt.
Jede geeignete Einrichtung wird
vorgesehen, um wirksam die Reihenschaltung mit der Kontrollampe 25 und dem Zündschalter
26 kurzzuschließen, wenn der Generator 14 eine Ausgangsspannung liefert. Diese Einrichtung
wirkt so, daß sie das Potential der Leitung 21 auf dasjenige der
positiven Batterieklemme erhöht und das kann erreicht werden, entweder mittels
eines Schalters, der durch den Generator betätigt wird und der die Leitung 21 mit
der Leitung 12 verbindet, oder wenn der Generator ein Wechselstromgenerator mit
einem Doppelweggleichrichter ist, wird die Leitung 21 an die Phasenpunkte des Generators
entsprechend über drei zusätzliche Dioden 27 angeschlossen, so daß das Potential
der Leitung 21 im wesentlichen gleich dem Potential der positiven Batterieklemme
ist, wenn der Generator 14 eine Ausgangsspannung liefert.
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Im Betrieb fließt dauernd Strom durch die Widerstände 15, 16, jedoch
sind diese Schaltungselemente derart gewählt, daß dieser Energieverlust vernachlässigbar
klein ist. Wenn der Zündschalter 26 geschlossen wird, fließt Strom durch die Kontrollampe
25, den Widerstand 19 und den Basis-Emitter-Stromkreis des Transistors 22, so daß
der Transistor 22 eingeschaltet wird, so daß eine Strombahn von der Leitung 21 zu
der Leitung 13 über die Feldwicklung 23 und den Kollektor-Emitter-Stromkreis des
Transistors 22 gebildet wird. Als Ergebnis hiervon fließt Strom durch die Feldwicklung
23 und die Kontrollampe 25 leuchtet auf. Sobald der Generator 14 eine Ausgangsspannung
erzeugt, steigt indessen das Potential an der Leitung 21 auf die Höhe des positiven
Potentials der Batterie an und die Kontrollampe 25 erlischt, indessen kann immernoch
Strom durch den Widerstand 19 und die Feldwicklung 23 fließen.
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Es fließt weiterhin ein voller Feldstrom in der Wicklung 23, bis die
Spannung zwischen den Leitungen 12, 13 einen
vorbestimmten Wert
erreicht. An dieser Stufe wird die Zenerdiode 17 gezündet und leitet einen Basisstrom
zum Transistor 18. Dieser wird hierdurch eingeschaltet und leitet den Basisstrom
von dem Transistor 22 ab, der infolgedessen abgeschaltet wird. Es ist eine Rückkopplungs-@
bahn zwischen dem Kollektor des Transistors 22 und der .Basis des Transistors 18
vorgesehen, diese Rückkopplungsbahn enthält einen Kondensator 28 und einen Widerstand
29, die in Reihe geschaltet sind. Infolge der Wirksamkeit dieser Rückkopplungsbahn
oszillieren die Transistoren 18, 22 zwischen dem einen Zustand, in dem der Transistor
22 voll eingeschaltet ist und der Transistor,18 abgeschaltet ist und einem zweiten
Zustande, in dem der Transistor 18 voll eingeschaltet ist und der Transistor 22
abgeschaltet ist. Das Verhältnis der Einschalt- und Ausschaltdauer der Transistoren
ist von dem Stromfluß durch die Zenerdiode 17 abhängig, der wiederum von der Spannung
zwischen den Leitungen 12, 13 bestimmt wird und die Anordnung ist derart, daß der
Hauptstromfluß in der Wicklung 23 so eingestellt wird, daß die Spannung zwischen
den Leitungen 12, 13 im wesentlichen konstant gehalten wird.
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In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Schaltung gezeigt,
bei der ein elektromagnetischer Regler verwendet wird. Es wird hier von einer Fahrzeugbatterie
41 Energie an zwei Versorgungsleitungen 42, 43 geliefert, an denen auch ein Generator
44 anliegt. An der Leitung 42 ist ein Ende einer Spannungsabtastspule 45 angeschlossen,
deren anderes Ende mit der Leitung 43 über die Kollektor-Emitter-Bahn des n-p-n-Transistors
46 verbunden ist, dessen Basis an der Leitung 42 über einen Widerstand 47 und den
Zündschalter 48 anliegt. Die Spannungsabtastspule 45 steuert einen Kontakt 49, der
in Reihe mit der Feldwicklung 41 des Generators zwischen einer Leitung 52 und der
Leitung 42 über eine Kontrollampe 53 und einen Zündschalter 48 geschaltet ist. Der
Kontakt 49 ist mittels
'eines Widerstandes 54 überbrückt. Wie 3.n
Fig. 1, kann die Kontrollampe 53 als ein Widerstand ausgebildet sein, der nicht
als eine Kontrollampe wirkt und die Leitung 52 mu9 an, die positive Batteriespannung
angeschlossen werden, in der gleichen Weise, wie die Leitung 21 in Fig. 1, wenn
der Generator 44 eine Ausgangsspannung liefert. In einer oevorzugten Ausführung
wird ein Generator verwendet, der durch einen Wechselstromgenerator und einen damit
zusammenhängenden Doppelweggleichrichter gebildet wird und es sind zusätzliche Dioden
56 vorgesehen, die den Dioden 27 in Fig. 1 entsprechen.
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In Fig. 2 ist kein dauernder Stromverlust vorhanden, da der Transistor
46 normalerweise nichtleitend ist. Wenn der Zündschalter 4$ geschlossen wird, wird
der Transistor ?@6 eingeschaltet und die Spannungsspule 45 tastet die Spannung direkt
ab. Darüberhinaus leuchtet infolge des Schließens des Zündschalters 48 die Kontrollampe
53 auf und gestattet einen Stromfluß durch die Feldwicklung 51 und den Kontakt 49.
Der Kontakt 49 wird durch die Spule 45 nur geöffnet, wenn die Spannung zwischen
den Leitungen 42, 43 einen vorbestimmten Wert erreicht. Wie in Fig. 1 wird das Potential
der Leitung 52 auf dasjenige der positiven Spannung der Batterieklemmen angehoben,
wenn der Generator eine Ausgangsspannung liefert, so daß, obwohl Strom noch durch
die Wicklung 51 fließt, die Kontrolllampe 53 erlischt. Die Spule 45 regelt die Spannung
durch Öffnen und Schließen des Kontaktes 49 in einer bekannten Art.