DE1911817B2 - Ladeeinrichtung für eine Kraftfahrzeugbatterie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ladeeinrichtung für eine Kraftfahrzeugbatterie mit einem permanentmagnetischen Wechselstromgenerator, der die Batterie über mindestens einen von einem Spannungsregler geschalteten, steuerbaren Halbleitergleichrichter, der mit der Anode an der Generatorwicklung und mit der Kathode am Pluspol der Batterie liegt, auflädt.

Es ist bekannt, zum Aufladen einer Kraftfahrzeugbatterie einen permanentmagnetischen Wechselstromgenerator zu verwenden, dessen Ausgangsspannung mittels eines gesteuerten, Thyristoren aufweisenden Doppelweggleichrichters geregelt wird. Bei solchen Ladeeinrichtungen erzeugt der permanentmagnetische Wechselstromgenerator eine erhöhte Leerlaufspannung, wenn die Thyristoren nicht leitend sind. Diese Besonderheit erfordert besondere schaltungstechnische Mittel in der Schaltung, damit die Bauelemente keinen Schaden nehmen. Bei der bekannten Ladeeinrichtung werden die mit ihren Kathoden an die positive Klemme der Batterie angeschlossenen Thyristoren durch einen von der Steuerelektrode zur Kathode fließenden Stromimpuls eingeschaltet.

Zur Erzeugung dieses oberhalb des Potentials der positiven Klemme der Batterie liegenden Potentials des Steuerstroms sind zusätzliche Bauelemente, wie Transformatoren, relaisgesteuerte Schalter, vorgesehen. Diese zusätzlichen Bauelemente bedeuten einen erhöhten Kostenaufwand für die Schaltung (FR-Zusatz-PS 82 387 zu FR-PS 13 09 917).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ladeeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die hinsichtlich der Ansteuerung der Halbleitergleichrichters einfacher aufgebaut ist, ohne daß durch diesen einfacheren Aufbau die einzelnen Bauelemente durch eine zu hohe Leerlaufspannung Schaden nehmen können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein steuerbarer Halbleitergleichrichter von dem Typ verwendet wird, der durch einen von der Kathode zur Steuerelektrode fließenden Stromimpuls einschaltbar ist, und daß die Steuerelektrode des steuerbaren Halbleitergleichrichters über den Spannungsregler am Minuspol der Batterie liegt.

Die Erfindung macht von einem an sich bekannten gesteuerten Halbleiterschalter (»Elektrie«, 1966, Seite 93-98, insbesondere Seite 98) Gebrauch, der eine solche Charakteristik besitzt, daß er durch einen von der Kathode zur Steuerelektrode fließenden Stromimpuls einschaltbar ist und eingeschaltet bleibt, bis daß der Anoden-Kathoden-Strom bei nicht länger anstehendem Steuerimpuls auf Null abfällt Ein solcher Halbleiterschalter ist also einem Thyristor bis auf den Unterschied ähnlich, daß ein Thyristor zum Einschalten einen von der Steuerelektrode zur Kathode fließenden Strom braucht Der Einsatz eines solchen Halbleiterschalters macht es möglich, den Steuerelektroden-Kathoden-Pfad des steuerbaren Gleichrichters in Reihe mit den

iü Transistoren des Spannungsreglers an die Batteriespannung anzuschließen, so daß auch bei leerlaufendem Generator die am Transistor des Spannungsreglers anstehende Spannung immer etwas kleiner als die der Batterie ist. Demnach können Transistoren mit geringer

ι ■> Sperrspannung eingesetzt werden.

Bei einer anderen bekannten Ladeeinrichtung für eine Kraftfahrzeugbatterie liegt der als Thyristor ausgebildete steuerbare Halbleitergleichrichter mit seiner Kathode an der Ladespannung. Die Steuerelektrode liegt über einen Transistor des Spannungsreglers an der anderen Klemme der Ladespannung. Wegen der Verwendung eines Thyristors und einer derartigen Schaltung könnte bei der bekannten Ladeeinrichtung nur dann ein permanentmagnetischer Wechselstromgenerator verwendet werden, wenn der Transistor der Regeleinrichtung eine vergleichsweise hohe Sperrspannung haben würde, um durch die hohe Leerlaufspannung des permanentmagnetischen Wechselstromgenerator nicht zerstört zu werden. Transistoren mit hoher Sperrspannung verteuern aber Schaltungen (GB-PS 10 51470).

Die Erfindung soll im nachfolgenden an Hand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt

J5 F i g. 1 ein Schaltungsschema, das ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht und

F i g. 2 und 3 Varianten des in F i g. 1 gezeigten Schaltungsschemas.
In F i g. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Ladeeinrichtung für eine Kraftfahrzeugbatterie gezeigt, die eine positive und eine negative Zuleitung 11, 12 besitzt, zwischen denen die Batterie 13 geschaltet ist. Die Batterie wird mittels eines perrnanentmagnetischen Wechselsiromgenerators aufgeladen, der zwei Einphasenwicklungen 14 und 15 enthält, von denen jeweils ein Ende an die Leitung 12 angeschlossen ist, während die anderen Enden der Wicklungen 14 und 15 über die Anoden-Kathoden-Bahnen zweier steuerbarer Halbleitergleichrichter 16 und 17 mit negativer Steuerelektrode an die Leitung 11 angeschlossen sind.

Zwischen den Leitungen 11 und 12 sind in Reihe ein Widerstand 21 und ein einstellbarer Widerstand 22 geschaltet, wobei der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 21 und 22 über eine Zenerdiode 23 mit der Basis eines n-p-n-Transistors 24 verbunden ist, dessen Basis auch mit der Leitung 12 über einen Widerstand 25 verbunden ist und dessen Emitter an der Leitung 12 liegt. Der Kollektor des Transistors 24 ist über einen Widerstand 26 mit der Leitung 11 und

to außerdem mit der Basis eines n-p-n-Transistors 27 verbunden, dessen Emitter mit der Leitung 12 und dessen Kollektor mit den Steuerelektroden der steuerbaren Halbleitergleichrichter 16 und 17 über zwei Widerstände 28 bzw. 29 verbunden ist.

tvT Wenn die Spannung der Batterie 13 im Betrieb unter einem Sollwert liegt, ist die Zenerdiode 23 nicht-leitend, und es fließt Strom durch den Widerstand 26, so daß sich der Transistor 27 im leitenden Zustande befindet. Es

fließt ein negativer Strom von der Leitung 12 durch den Emitter und Kollektor des Transistors 27 und dann durch den Widerstand 28 zu der Steuerelektrode des steuerbaren Halbleitergleichrichters 16 und außerdem durch den Widerstand 29 zu der Steuerelektrode des steuerbaren Halbleitergleichrichters 17, εο daß beide steuerbaren Halbleitergleichrichter 16 und 17 leitend sind, solange sie von ihren Wicklungen 14 bzw. 15 vorgespannt sind. Beim Ansteigen der Spannung der Batterie wird ein Punkt erreicht, bei dem die Zenerdiode 23 gezündet wird, wobei der Transistor 24 in den leitenden Zustand versetzt und der Strom von der Basis des Transistors 27 abgeleitet wird. Die Stromzufuhr zu den Steuerelektroden der steuerbaren Halbleitergleichrichter 16 und 17 wird unterbrochen, so daß die steuerbaren Halbleitergleichrichter somit abgeschaltet werden, sobald sie von ihren Wicklungen 14 bzw. 15 niit einer umgekehrten Vorspannung versehen werden.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel kann mit geringen Abänderungen für andere Arten von perrnanentmagnetischen Wechselstrorngeneratoren verwendet werden. Beispielsweise kann gemäß der Darstellung in F i g. 2 bei einem Einphasen-Wechselstromgenerator die Zuleitung zu den Leitungen 11 und 12 über einen

lu Doppelweggleichrichter erfolgen, bei dem zwei seiner Dioden durch steuerbare Halbleitergleichrichter 16 und 17 ersetzt sind. Ähnlich kann gemäß der Darstellung in Fig.3 in einer Dreiphasen-Anordnung ein Doppelweggleichrichter mit drei Dioden 31 und drei steuerbaren Halbleitergleichrichtern 32 bestückt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Ladeeinrichtung für eine Kraftfahrzeugbatterie mit einem permanentmagnetischen Wechselstromgenerator, der die Batterie über mindestens einen von einem Spannungsregler geschalteten, steuerbaren Halbleitergleichrichter, der mit der Anode an der Generatorwicklung und mit der Kathode am Pluspol der Batterie liegt, auflädt, dadurch gekennzeichnet, daß ein steuerbarer Halbleitergleichrichter (16, 17; 32) von dem Typ verwendet wird, der durch einen von der Kathode zur Steuerelektrode fließenden Stromimpuls einschaltbar ist, und daß die Steuerelektrode des steuerbaren Halbleitergleichrichters (16,17; 32) über den Spannungsregler am Minuspol der Batterie liegt.