DE1814106C3 - Circuit arrangement for charging a battery from a direct current source - Google Patents
Circuit arrangement for charging a battery from a direct current sourceInfo
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Description
angeschlossen. Die Leitung 13 ist über eine Induktionsspule L 1 mil dem kollektor eines n-p-n-Transistors TR 1 verbunden, dessen Emitter an der Leitung 12 üegt und dessen Basis mit der Leitung 12 über einen Widerstand R 4 in Reihe nut einer Sekunda'nvicklung ,V 3 eines Transformators / 1 -verbunden in. Die Primärwicklung ,V i des Transformators 71. die auf der rechten Seite der Zeichnung dargestellt ist. ist mit einem Einde mit der Leitung 11 und mit ihrem anderen E.nde mn dem Kollektor eines i-p-n-Transistors IR 7 verbunden, dessen Emitter an der Leitung 13 liegt. Der Transformator 71 besitzt eine weitere Sekundärwicklung Λ 2. die mit einem Ende an die Lekung 13 angeschlossen ist und mit dem anderen Ende mit der Leitung 11 über die Anodcn-Kaihoden-Bahn einer Diode P 6 \erbunden ist. Die Wicklung .V 2 ist mitteis eines Widerstandes R 17 überbrückt.connected. The line 13 is connected via an induction coil L 1 to the collector of an npn transistor TR 1, the emitter of which is connected to the line 12 and the base of which is connected to the line 12 via a resistor R 4 in series with one secondary winding, V 3 one Transformer / 1 -connected in. The primary winding, V i of transformer 71. which is shown on the right side of the drawing. is connected to the collector of an ipn transistor IR 7, the emitter of which is connected to the line 13, at one end to the line 11 and at its other end. The transformer 71 has a further secondary winding Λ 2. which is connected at one end to the lead 13 and at the other end is connected to the line 11 via the anodic wire of a diode P 6 \. The winding .V 2 is bridged by a resistor R 17.
Die Basis des Transistors TR 7 ist an die Leitung 13 über einen Widerstand R 16 und ferner über einen Widerstand R 15 an den Kollektor eines p-n-p-Tran-SI-.IOI- !lift angeschlossen. Der I -mitter dieses Transistors Hegt an der Leitung 11. Die Hums ii^ Tr.iiisistors I R ft ist mit der Leitung 11 über einen Widerstand R 14 verbunden und ist feiner an den KoU lckior eines p-n-p-Transistors /A1 5 anceschlossc;-. dessen Basis mit der Leitung 11 verbunden ist. Der kollektor des Transistors TR 5 ist außerdem an de·-. Fmitter eines p-n-p-Transistois TR 4 angeschlossen, dessen kollektor mit der Leitung 13 über die Widerstände R 13, R 5 in Reihe verbunden ist Die Basis des Transistors TR 4 ist an einem L:-.'.!c eines Widerstandes R 12 angeschlossen u:u! ist -..iii'.e: vii.ni über einen Widerstand R 11 mi; ■! ·;: k.>'Vkio> eines n-p-n-Transistors 'TR 3 \erhir\;.;; : ;.i■·· indere E.iule .!5 des Widerslandes /-.' 12 und der !-.miller des Transistors TR 3 sind beidv. mit der Leitung 13 über den Widerstand /\ 5 verbunden, der sCiueiseits λ·λ den Leitungen 11. 13 in Reihe mit einer Zenerdiode/) 3 hegt. 4,The base of the transistor TR 7 is connected to the line 13 via a resistor R 16 and also via a resistor R 15 to the collector of a pnp-Tran-SI-.IOI- ! Lift. 11. The I -mitter this transistor Hegt on line The Hums ii ^ Tr.iiisistors IR ft is connected to the line 11 via a resistor R 14 and to the fine anceschlossc Kou lckior a PNP transistor / A 1 5 - . the base of which is connected to the line 11. The collector of the transistor TR 5 is also to de · -. Fmitter of a pnp transistor TR 4 is connected, the collector of which is connected in series to line 13 via resistors R 13, R 5. The base of transistor TR 4 is connected to a L: -. '.! C of a resistor R 12 u : u! is - .. iii'.e: vii.ni through a resistor R 11 mi; ■! · ;: k.>'Vkio> of an npn transistor ' TR 3 \ erhir \;. ;; :; .i ■ ·· indere E.iule.! 5 of the opposing country / -. ' 12 and the! -. Miller of the transistor TR 3 are both. connected to the line 13 via the resistor / \ 5, the s C iueiseits λ · λ the lines 11.13 in series with a Zener diode /) 3 harbors. 4 ,
Die Basis des Transistors TR 4 ist ferner über einen Kondensator C" 2 mit. dem kollekto; eines p-n-p-Transistors TR 2 verbunden, dessen Emitter an der Leitung 11 liegt, dessen Kollektor mit der Leitung 13 über einen Widerstand R 6 und den Widerstand Λ S in Reihe verbunden ist und dessen Basis mit dem kollektor des Transistors 'TR 6 über einen kondensator C 1 und den kathoden-.\noden-Stromkreis einer Diode /) 5 in Reihe verbunden ist. Die Verbindungsstelle des kondensator C 1 und der Diode D 5 ist mit der Leitung 13 über einen Widerstand R 10 in Reihe mit dem Widerstand R 5 verbunden, und die Basis des Transistors 7"W 2 ist an die Leitung 12 über die Widerstände RT. RS in Reihe angeschlossen. Der Verbindungspunkt /\\isehen den Widerständen R 7 und R 8 ist mit der Leitung 13 über den Anoden-kathoden-Stromkreis einer Diode D 4 verbunden.The base of the transistor TR 4 is also connected via a capacitor C "2 to the collector of a pnp transistor TR 2 , the emitter of which is connected to the line 11, the collector of which is connected to the line 13 via a resistor R 6 and the resistor Λ S is connected in series and its base is connected in series with the collector of the transistor TR 6 via a capacitor C 1 and the cathode -. \ Node circuit of a diode /) 5. The junction of the capacitor C 1 and the diode D. 5 is connected to line 13 through a resistor R 10 in series with resistor R 5 , and the base of transistor 7 ″ W 2 is connected to line 12 through resistors RT. RS connected in series. The connection point / \\ isehen the resistors R 7 and R 8 is connected to the line 13 via the anode-cathode circuit of a diode D 4.
Zwischen den Leitungen 11. 13 sind parallel eine Zenerdiode D 2 und eine Reihenschaltung geschaltet. die die Widerstände R 2. WL 2, R 3 einhalt, !-'.in \tränderbarer Punkt auf dem Widerstand Rl'1 ist mit der Basis des Transistors TR 3 verbunden.A Zener diode D 2 and a series circuit are connected in parallel between the lines 11, 13. which the resistors R 2. WL 2, R 3 complies with,! - '. in a changeable point on the resistor Rl'1 is connected to the base of the transistor TR 3.
Der Kollektor des Transistors TR I ist übet die Anoderi-kathoden-Bahn der Diode D 1 und den Widerstand R 1 in Reihe mit der Leitung I! verbunden. Der Widerstand R 1 ist mittels eines Wideisia'-des Rl-'1 überbrückt. Ein veränderbarer Piinki ; n!' dem Widerstand Rl I ist über den Widerstand R 9 an den Emitter des Transistors TR 5 angeschlossen.The collector of the transistor TR I is the anoderi-cathode track of the diode D 1 and the resistor R 1 in series with the line I! connected. The resistor R 1 is bridged by means of a Wideisia'-des Rl-'1. A changeable piinki; n! ' the resistor Rl I is connected to the emitter of the transistor TR 5 via the resistor R 9.
Die Grundwirkung der Schallung besteht darin, den Transistor TR 1 derart ein- und auszuschalten, daß der Strom, der zum Aufladen der Batterie B fließt, sich /wischen einem Maximum- und einem Minimumwert ändert. Die Länge der Zeitdauer, in der der Transistor IR 1 eingeschaltet ist. ist von der Spannung zwischen den Leitungen 11 und 12 abhängig und nimmt in dem Maße ab, in dem diese Spannung ansteigt. Die Länge der Zeitdauer, in der der Transistor TA 1 abgeschaltet ist. ist von dem Zustand der Aufladung der Batterie B selbst abhängig und erhöht sich, indem sich die Spannung der Batterie B ebenfalls erhöht. Auf diese Weise unter Außerachtlassung für den Augenblick der Spannung der Batterie B wird eine Spannungsregelung durch die Tatsache erreicht, daß. je höher die Spannung zwischen den Leitungen 11 und 12 ist. desto kurzer die Zeitdauer ist. in der die Batterie B aufgeladen wird. In gleicher Weise angenommen, daß eine konstante Spannung /wischen den Leitungen 11 und 12 herrscht, wird eine cpaiwungsregelung entsprechend der άirksamen Spannung der Batterie B erreicht, indem die Abschaltperiode in dein Maße erhöht wird, in dem sich die Spannung der Batterie ebenfalls eihohi. Diese beiden Faktoren in Kombination erizeb-.'-i eine Regelung, die in der Praxis als außerordentlich befriedigend festgestellt wurde.The basic effect of the sound is to switch the transistor TR 1 on and off in such a way that the current flowing to charge the battery B changes between a maximum and a minimum value. The length of time in which the transistor IR 1 is switched on. depends on the voltage between lines 11 and 12 and decreases as this voltage increases. The length of time in which the transistor TA 1 is switched off. depends on the state of charge of the battery B itself and increases as the voltage of the battery B also increases. In this way, disregarding the voltage of the battery B for the moment, voltage regulation is achieved by the fact that. the higher the voltage between lines 11 and 12. the shorter the period of time. in which the battery B is charged. In the same way, assuming that a constant voltage / wipe the lines 11 and 12 there is a c paiwungsregelung according to the άirksamen voltage of the battery B is reached by the turn-off period is increased in your degree, the voltage of the battery also eihohi in the. These two factors in combination produce a regulation which has been found to be extremely satisfactory in practice.
Eine Alternative würde selbstverständlich die Tatsache s>.in. daß die EinsL'ialtpcnode umgekehrt proportional der Battciiesp,mining ist und die Au>schaliperiode direkt proportional dei Spannung /wischen den Leitungen 11 und 12 ist.An alternative would of course be fact s> .in. that the EinsL'ialtpcnode is inversely proportional the Battciiesp, mining is and the shutdown period is directly proportional to the voltage / between lines 11 and 12.
Nachstehend soll die Wirkungsweise der Schaltung in Einzelheiten näher erläutert werden.The following is the mode of operation of the circuit will be explained in more detail.
Die Transistoren TR 2 und TR 6 bilden eine bekannte Multivibratorsehaltung. bei der tier Transistor I R 4. der als em Emitter-Nachlauf-Transistor wirkt, mit dem 'Transistor TR 6 gel.ippelt ist und dessen \ erstärkung erhöht. Die Schaltung arbeitet in eier bekannten Art. m> daß. wenn der Transistor TR 6 und 7 W 4 abgeschaltet sind und wenn der Transistor TRl abgeschaltet ist. die Transistoren TR 6 und TW 4 eingeschaltet sind. Wlnn der Transistor TRb eingeschaltet ist. wird ein Basisstrom dem Transistor TR 1 zugeführt, der in den leitenden Zustand versetzt wird, so daß der Transformator T I eine Aniriehsvorspannimg dem Transistor / R 1 liefert, der in den leitenden Zustand versetzt wird, so daß Strom /um Aufladen der Batterie B über die Induktionsspule /. 1 fließt. Die Induktionsspule T 1 begrenzt das Ausmaß ties Anstiegs des Stromflusses /ur Batterie B. Wenn sich der Multivibrator in seinem alternativen Zustand befindet, wobei der Transistor TW 6 abgeschaltet ist. ist der 'Transistor TR 1 abgeschaltet, und auf diese Weise ist auch der Transistor TW 1 abgeschalte;. Em Strom fließt nun von der Induktionsspule /. 1 über die Diode T) 1 und den Widersland W 1. der die Batterie auflädt. Die Hohe vies Ströme-- fallt nun auf einen niedrigeren Wert ab als zu der Zeit, in der der Transistor /W 1 leitend ist. Die Zeitdauer, in der der Transistor TW 6 eingeschaltet isi. wird durch die Zenerdiode /) 3. den Kondensator Cl. die Widerstände W 7 und W 8 und durch die Spannung zwischen den Leitungen 11 und 12 bestimmt. Indem die Spannung zwischen ;!en Leitungen 11 und 12 abnimmt, erhöht sich dieThe transistors TR 2 and TR 6 form a known multivibrator circuit. in the case of the transistor IR 4, which acts as an emitter tracking transistor, with which transistor TR 6 is gel.ippelt and increases its gain. The circuit works in a known manner. M> that. when the transistor TR 6 and 7 W 4 are switched off and when the transistor TRl is switched off. the transistors TR 6 and TW 4 are switched on. When the transistor TRb is switched on. A base current is supplied to the transistor TR 1 , which is put into the conductive state, so that the transformer T I supplies an Aniriehsvorspannimg the transistor / R 1, which is put into the conductive state, so that current / to charge the battery B over the induction coil /. 1 flows. The induction coil T 1 limits the extent of the rise in the current flow / ur battery B. When the multivibrator is in its alternative state, the transistor TW 6 being switched off. the 'transistor TR 1 is switched off, and in this way the transistor TW 1 is also switched off. Em current now flows from the induction coil /. 1 via the diode T) 1 and the opposing land W 1. which charges the battery. The high vies currents - now drops to a lower value than at the time when the transistor / W 1 is conductive. The length of time in which the transistor TW 6 is switched on. is through the Zener diode /) 3. the capacitor Cl. the resistances W 7 and W 8 and determined by the voltage between the lines 11 and 12. As the voltage between lines 11 and 12 decreases, the voltage increases
Zeit, die für die Entladung des Kondensators C 1 benötigt wird, und da der Kondensator C1 entladen sein muß, bevor der Multivibrator in seinen anderen Zustand umkehrt, in dem der Transistor TR 2 leitend ist, folgt daraus, daß die Einschaltzeit des Transistors TR 1 sich in dem Maße erhöht, in dem die Spannung zwischen den Leitungen 11 und 12 abnimmt.Time that is required for the discharge of the capacitor C 1, and since the capacitor C1 must be discharged before the multivibrator reverses into its other state in which the transistor TR 2 is conductive, it follows that the switch-on time of the transistor TR 1 increases as the voltage between lines 11 and 12 decreases.
Die Zeitdauer, in der sich der Multivibrator in seinem alternativen Zustand befindet, in dem der Transistor TR 2 leitend ist, d. h. in dem der Transistor TR 1 abgeschaltet ist, wird von dem Kondensator Cl und der parallelen Kombination des Widerstandes R 12 und des effektiven Widerstandswertes der Reihenschaltung, die den Widerstand R 11 enthält, bestimmt. Der effektive Wert der Reihenschaltung, die den Widerstand R 11 enthält, wird bestimmt durch den Zustand der Leitfähigkeit des Transistors TR 3, der seinerseits von der Spannung zwischen den Leitungen 11, 13 abhängig ist, d.h. von der Spannung der Batterie B. Indem die Spannung der Batterie B abnimmt, leitet der Transistor TR 3 mehr, so daß der kombinierte Widerstand der Widerstände All und des Kollektor-Emitter-Stromkreises des Transistors TR 3 abnimmt, so daß der Kondensator C 2 schneller entladen und die Abschaltzeitdauer verringert wird.The length of time in which the multivibrator is in its alternative state, in which the transistor TR 2 is conductive, ie in which the transistor TR 1 is switched off, is determined by the capacitor Cl and the parallel combination of the resistor R 12 and the effective resistance value the series circuit containing the resistor R 11 is determined. The effective value of the series circuit containing the resistor R 11 is determined by the state of conductivity of the transistor TR 3, which in turn depends on the voltage between the lines 11, 13, ie on the voltage of the battery B. By changing the voltage the battery B decreases, the transistor TR 3 conducts more, so that the combined resistance of the resistors All and the collector-emitter circuit of the transistor TR 3 decreases, so that the capacitor C 2 discharges faster and the switch-off time is reduced.
Der Zweck des Transistors TR 5 besteht darin, sicherzustellen, daß der Transistor TR 3 abgeschaltet verbleibt, bis der Strom, der durch den Widerstand R 1 fließt, unter eine vorbestimmte Höhe abfällt, die durch die variable Anzapfung des Widerstandes RVl einstellbar ist. Ohne diese Vorkehrung wäre es möglich, daß der Hauptstrom, der zum Aufladen der Batterie B fließt, eine unerwünschte Höhe erreichen würde.The purpose of the transistor TR 5 is to ensure that the transistor TR 3 remains switched off until the current flowing through the resistor R 1 falls below a predetermined level which can be set by the variable tapping of the resistor RV1 . Without this precaution, it would be possible that the main current, which flows to charge the battery B , would reach an undesirable level.
Der Zweck der Diode D 4 besteht darin, das Ausmaß zu begrenzen, um das die Einschaltdauer des Transistors TR 1 geändert werden kann, und ferner sicherzustellen, daß kein Schaden entsteht, falls die Stromversorgung zwischen den Leitungen 11, 12 unterbrochen wird. Die Zenerdiode D 2 verhindert Übergangsströme in einen solchen Zustand, wobei die Zündspannung der Zenerdiode Dl größer gewählt wird als die Spannung der Batterie B.The purpose of the diode D 4 is to limit the extent to which the on-time of the transistor TR 1 can be changed and also to ensure that no damage occurs if the power supply between the lines 11, 12 is interrupted. The Zener diode D 2 prevents transient currents in such a state, the ignition voltage of the Zener diode Dl being selected to be greater than the voltage of the battery B.
Die Wicklung N 2 des Transformators stellt sicher, daß der Fluß in dem Transformator auf Null zurückgeht, wenn der Transistor TR 1 abgeschaltet wird, und stellt außerdem sicher, daß der Transistor TR 1 schnell abgeschaltet wird, indem eine umgekehrte Spannung an der Basis des Transistors TR 1 vorgesehen wird.The winding N 2 of the transformer ensures that the flux in the transformer goes back to zero when the transistor TR 1 is turned off, and also ensures that the transistor TR 1 is turned off quickly by putting a reverse voltage on the base of the transistor TR 1 is provided.
Der Widerstand R 9 begrenzt den Strom, der von dem Emitter des Transistors TR 5 aufgenommen werden kann, wenn der Strom, der durch den Widerstand R I fließt, sich oberhalb der Grenze befindet, die durch die Anzapfung des Widerstandes RV 1 eingestellt ist. Der Widerstand R 9 dient außerdem zu einer Temperatur-Kompensation und kann, falls es erforderlich ist, ein temperaturabhängiger Widerstand sein, der eine entgegengesetzte Temperatur-Charakteristik zu dem Basis-Emitter-Stromkreis des Transistors TR 5 besitzt.The resistor R 9 limits the current that can be absorbed by the emitter of the transistor TR 5 when the current flowing through the resistor R I is above the limit set by the tapping of the resistor RV 1. The resistor R 9 is also used for temperature compensation and, if necessary, can be a temperature-dependent resistor which has opposite temperature characteristics to the base-emitter circuit of the transistor TR 5.
Die Diode D S verhindert ein Aufladen des Kondensators Cl über die Widerstände R 15 und R 16 und verhindert hierbei, daß der Aufladestrom des Kondensators C 1 um ein Ausmaß herabgesetzt wird, bei dem der Transistor TR 7 abgeschaltet wird, und stellt zur gleichen Zeit sicher, daß der Kondensator C 1 auf ein konstantes Potential D 3 aufgeladen wird und nicht auf ein veränderliches Potential der Batteriespannung.The diode D S prevents the capacitor Cl from being charged via the resistors R 15 and R 16, thereby preventing the charging current of the capacitor C 1 from being reduced to the extent that the transistor TR 7 is switched off, and at the same time ensures that the capacitor C 1 is charged to a constant potential D 3 and not to a variable potential of the battery voltage.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (7)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB57326/67A GB1237689A (en) | 1967-12-18 | 1967-12-18 | Battery charging systems |
GB5732667 | 1967-12-18 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1814106A1 DE1814106A1 (en) | 1969-10-16 |
DE1814106B2 DE1814106B2 (en) | 1975-08-14 |
DE1814106C3 true DE1814106C3 (en) | 1976-07-22 |
Family
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