DE1926917A1

DE1926917A1 - Schalteinrichtung zum Aufladen von Batterien

Info

Publication number: DE1926917A1
Application number: DE19691926917
Authority: DE
Inventors: Macharg James Adrian
Original assignee: MACHARG JAMES ADRIAN
Current assignee: MACHARG JAMES ADRIAN
Priority date: 1968-05-27
Filing date: 1969-05-27
Publication date: 1970-03-19
Also published as: SE358519B; FR2009437A1; US3624481A

Description

James Adrian MACHARG 2j5. Mai I969

16, Elmfield Park, Gosforth,

Newcastle upon Tyne, 3 / England 25 214 Ma/He

Schalteinrichtung zum Aufladen von Batterien

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrichtung zum Aufladen von Batterien.

Hermetisch gekapselte Batterien von der Nickel-Kadmium-Bauart haben gewisse unerwünschte Eigenschaften. Diese sind folgende:

1. eine Überladung kann ernsthafte innere Schädigungen bewirken und in extremen Fällen sogar Explosionen verursachen. In einer offenen oder entlüfteten Zelle kann durch Gaserzeugung das Elektrolyt ausgetrocknet werden, wobei dieser Zellenfehler durch eine Gasnachfüllung der Zelle beseitigt werden muß.

2. Bei erhöhten Temperaturen kann ein "Durchbrennen während der Aufladung auftreten, insbesondere, wenn gesinterte Elektroden verwendet werden.

j5. Der Zustand der Aufladung kann auf keine andere Weise ermittelt werden als mittels einer zusätzlichen Messung der Entladung, bei der die Batteriespannung im wesentlichen konstant ist.

4. Bei extremen Temperaturen in beiden Richtungen ist eine große Tendenz zur Gasbildung vorhanden mit .entsprechenden nachteiligen Wirkungen die unter 1..) oben genannt sind.

Diese unerwünschten Eigenschaften begrenzen die Möglichkeiten \. der Anwendung der Nickel-Kadmium-Batterien. . ^%:

Es sind bisher zwei grundlegende Arten des Aufladens bekannt geworden. Diese sind:

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1. Aufladen mit konstantem Strom. Diese Methode ergibt die schnellste Art der Aufladung, jedoch erfordert sie einen handbetätigten Abschaltschalter oder einen zeitgesteuerten Schalter, der am Ende einer vorbestimmten Zeitspanne abschaltet.

2. Verfahren des Aufladens mit konstanter Spannung, wobei der Aufladestrom sich proportional zu der Differenz-der Potentiale zwischen der Auflade spannung und der Spannung der Batterie verändert. Der Strom nimmt fortlaufend ab bis ein Punkt erreicht wird, der zwischen der inneren Selbstentladung der Batterie und dem Aufladestrom liegt. Dieses Verfahren benötigt bedeutend längere Zeit, da der Aufladestrom fortschreitend abnimmt.

Es kann erwünscht sein, die Bezugsspannung so zu ändern, daß verschiedene Änderungen im Zustand der Zelle kompensiert v/erden, die abgetastet werden können durch geeignete Abtasteinrichtungen, die in der Zelle oder in der Batterie angeschlossen oder eingebaut sind, beispielsweise Änderungen in der Temperatur oder in der freien Wasserstoffkonzentration oder im inneren Druck oder in dem Zustand des Elektrolyten der Batterie.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, vollständig oder teilweise die oben erwähnten unerwünschten Erscheinungen zu beseitigen, indem eine vollkommen neue Technik in der Aufladung der Batterie geschaffen wurde, die insbesondere Vorteile für den Betrieb des Aufladens von Batterien bei Nickel-Kadmium-Batterien ergibt.

Gemäß der Erfindung wird eine Schalteinrichtung zum Aufladen von Batterien vorgesehlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß an einer Einrichtung zum Erzeugen einer Bezugsspannung eine Einrichtung zum Vergleich der genannten Bezugs spannung mit der wirklichen Spannung der aufzuladenden Batterie liegt und daß eine Einrichtung, die von der genannten Vergleichseinrichtung betätigbar ist, den Ladestrom abschaltet, wenn * die Spannung der Batterie die Bezugsspannung erreicht und den

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Ladestrom wieder einschaltet, wenn die Batteriespannung unter die Bezugsspannung abfällt und daß der Zustand der Aufladung der Batterie über das "Ein"- bzw. "Aus"-Schaltverhältnis des Ladestromes abgetaste.t wird.

Ferner wurde eine Einrichtung geschaffen, mit der eine zweite und höhere Bezugsspannung, die nachstehend als die Steuerspannung bezeichnet werden soll, erzeugt wird, die als Steuerspannung für ein konstantes Potential der Aufladestromzufuhr verwendet werden kann.

Es ist weiterhin eine Einrichtung zum Begrenzen der Bezugsspannung und der Steuerspannung vorgesehen für den Fall, daß die Batterietemperatur ansteigt, diese Einrichtung enthält vorzugsweise in dem Stromkreis der Bezugsspannung einen oder zwei temperaturempfindliche Widerstände, mit denen die Bezugsspannung und die Steuerspannung begrenzt wird.

Weiterhin ist eine Einrichtung zum Erhöhen der Wirkung der genannten temperaturabhängigen Widerstände vorgesehen.

Es ist weiterhin eine Einrichtung für die Wirkung der genannten Widerstände zum Steuern des Aufladestromes vorgesehen, die selbst temperaturabhängig ist, so daß sie den Aufladestrom bei extrem niedrigen Außentemperaturen herabsetzt. Weiterhin wurde eine Einrichtung zum Steuern der genannten Bezugsspanhung und Steuerspannung entsprechend,dem Ansteigen oder Abfallen der Batteriespännunj geschaffen, tni? der der Ladestrom angelegt oder abgeschaltet v;ird.

Ferner wird mit; der vorliesenden Erfindung eine universale "Steuerkern-Einrichtung" geschaffen, mit der jede Batterie-Auf ladeeinrichtung gesteuert oder in einfacher V/eise eingestellt werden \zaizn entsprechend jedem 3atterietyp oder -spannung oder Kapazität der Batterie,, die nicht nur eine Nickel-Kadmium-Batterie sein lcanri. Das "Gasen" solcher Batterien, wie beispielsweise einer 31ei-Säure-3atterie und daher die Wartung

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wird urch die Verwendung der Batterieaufladeeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wesentlich verbessert. Ein !solcher "Steuerkern" besteht aus zusammengesetzten Bauteilen, die derart ausgewählt sind, daß die erforderlichen Kennzeichen füreine bestimmte Anwendung vorgesehen werden.

Da die Spannung von Nickel-Kadmium-Batterien und insbesondere von Silber-Zink-Batterien bemerkenswert konstant ist, wird eine beträchtliche Empfindlichkeit der Vergleichseinrichtung verlangt und die Bezugsspannung muß sehr weitgehend von den Ä'nde-. rangen in der Energiezufuhr unabhängig sein. Es kann festgestellt werden, daß große Batteriesysteme einen großen Ladestrom ' erfordern und die Einrichtung, die ein- und ausgeschaltet werden muß, daher beträchtliche Änderungen dieser inneren Zustände bewirken.

Die vorliegende Erfindung soll nachstehend in Einzelheiten anhand von Ausführungsbeispielen und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltungsschema einer grundlegenden Form einer Batterie-Aufladeeinrichtung zum Aufladen

von Batterien der Uickei-Kadmium-Art, mit der das "Ein"-"Aus"-Schaltverhältnis durchgeführt wi ro,

Fig. 2 ein Scnaltunjsschema einer V/eiterentwicklung

von Fig. 1 zum Auflader. von Batterien der lücke l_r Kadniium-Art, -

Fig. ;> . ein Schaltungsschema teilweise in Blockform von einer Art einer Einrichtung, bei d?r das "EIn"-"Aus"-Schaltverhältnis angewendet wird,

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Fig. 4 ein Schaltungsschema von einer bevorzugten Art eines Batterieaufladegerätes zum Aufladen von Niclcel-Kadmium-Batterien,

Pig. 5 ein Teil des Schaltungsschemas,das einen abgeänderten Eingangsstromkreis zum Relaisantrieb, der in Fig. 4 gezeigt ist, darstellt und

"Fig. 6 ein Teil des Schaltungsschemas,das eine abgeänderte Anordnung des Stromkreises, der in Fig. 4 gezeigt ist, darstellt, um sicherzustellen, daß eine Batterie von größerer Kapazität vollständig aufgeladen wird.

In Fig. 1 wird eine gleichgerichtete Zufuhr von einer geeigneten Spannung an die Klemmen, die mit + und - angedeutet sind, angelegt. Die Batterie-Aufladeeinrichtung enthält einige Arten von Spannungsstabilisierungseinrichtungen, eine BezugsSpannungseinrichtung zum Durchleiten eines gesteuerten Stromes durch einen Bezugswiderstand Rf, eine Spannungsvergleicheinrichtung und eine Einrichtung zum "Ein"- und "Aus"-Schalten des Ladestromes zur Batterie. Der Stromkreis für die Bezugsspannung ist eine Einrichtung, die einen gesteuerten Strom durch den Bezugswiderstand Rf hindurchleitet. Die Bezugsspannung ist gemäß dem Ohm'sehen Gesetz das Produkt des Stromes und des Widerstandes, Auf diese Weise wird eine veränderbare Bezugsspannung ohne die Verwendung eines Potentiometers vorgesehen, da gewisse Ströme aus der Einrichtung als Ganzes abgeleitet werden müssen. Die Einrichtung ist im wesentlichen eine Einrichtung für konstanten Strom, dessen Stromstärke durch die Einrichtung unterhalb einer gewissen Höhe reduziert werden kann, jedoch nicht über •aiese Höhe erhöht wird, so daß eine gewisse maximale Bezugsspannung an dem Bezugswiderstand erzeugt wird,edie durch äußere Mittel verringert werden -kann, indem die Batteriespannung ansteigt.

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Der Stromkreis für die Bezugsspannung enthält die Transistoren TRl und TR2, die Strombegrenzungsdioden Dl und D2, die Widerstände Rl und R2 und die Zenerdioden Zl und Z2. Die Zenerdioden halten die Spannungen an den Basen der entsprechenden Transistoren konstant. Die Widerstände Rl und R2 sind temperaturempfindliche Widerstände in dem Emitterstromkreis der entsprechenden Transistoren, die in Wirklichkeit eine feststehende Spannung, die von den Zenerdioden Zl und Z2 geregelt wird, empfangen. Die Stromstärke in jedem Transistor wird einzeln durch den Widerstand Rl bzw. R2 des entsprechenden Transistors gesteuert, die entfernt von der Einrichtung angeordnet sind, jedoch in guter thermischer Verbindung mit der Batterie stehen. Die Dioden Dl und D2 begrenzen den Strom durch die Transistoren auf einen maximalen Wert, der beispielsweise für eine Temperatur von 25 C erforderlich ist. Der durch die Diode Dl fließende Strom speist außerdem die Zenerdiode Zl über den Transistor TR2 und die Diode D2 speist die Zenerdiode Z2 über den Transistor TRl. Auf diese Weise stabilisiert jede Hälfte der Schaltung die andere Hälfte der Schaltung. Der gesamte Strom verbleibt sehr konstant und ist durch die Wider stände Rl und R2 auf ein Maximum, das durch die Dioden Dl ur_d D2 bestimmt ist, steuerbar.

Die Be zugsspannung wird an die Basis eines Vergleiciistransistors TRJ angelegt, dessen Emitter an der Batterie 3 derart angeschlossen ist, daß der Strom durch den Transistor fließt, wenn die Batteriespannung sich unterhalb der Bezugsspannung befindet. Der Kollektorstromkreis dieses Transistors enthält eine Reihenschaltung mit einem hohen Widerstand Rh₃ eier als eine Strombegrenzungseinrichtung wirkt, und einen Kondensator C, der von einer Zenerdiode Zh überbrückt' ist, die die Sparvnung begrenzt, die erreicht wird, wenn der Transistor TRJ> leitend ist, wobei der Kondensator C über den Widerstand Rh langsam aufgeladen wird; dieser Widerstand kann auch durch eine Strombegrenzungsdiode ersetzt werden. Die Spannung an dem Kondensator C wird an die Basis eines vfeiteren Transistors in einer Emitternachfolgesehaltung angelegt. Die Belastung

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besteht aus der Spule eines Relais R. Die Zenerdiode Z4 verhindert somit wirksam, daß die Spannung an der Relaisspule des Relais überschritten wird.

Der Vergleichstransistor TR3 besitzt in seinem Basis-Emitter-Stromkreis eine Reihenschaltung von schützenden Sehaltungselementen* um eine Beschädigung zu"verhindern, falls eine Batterie angeschlossen wird, wenn die Bezugsspannung nicht richtig eingestellt ist. Diese schützenden Schaltungselemente bestehen aus Widerständen Ro und Kf und aus Zenerdioden Zo und Z7.

In dem Kollelctorstromkreis des Transistors TR4 ist ein Widerstand Rf> vorgesehen, der den Energieverlust innerhalb des Transistors herabsetzt. Dieser Widerstand R^j kann auch durch eine Strombegrenzungsdiode ersetzt werden. Der Zweck des Kondensators C besteht darin, die Anzahl der "Ein"- "Aus"-Schaltungen der Aufladeeinrichtung zu begrenzen und so die Lebensdauer des Relais R zu verlängern. Wenn der Kondensator C auf die Eingangsspannung des Relais R aufgeladen ist, wird das Relais erregt und schließt seine Kontakte, wobei der Ladestromkreise sur Batterie 3 geschlossen wird.

Im Betrieb kann die Be^ugsspannung durch Einschalten eines Voltmeters mit einem hohen Widerstand eingestellt werden, der an die Ausgangsklemmen der Batterie angeschlossen wird. Da von dem Voltmeter nur ein kleiner Strom verbraucht wird, entsteht an der Bais-Enitter-Verbindung des Transistors TR^ ein geringer Spannungsabfall und an den schützenden Sehaltungselementen, die in Reihe mit der Basis liegen.

Die Batterie wird an die Aufladeeinrichtung angeschlossen und die Stromzufuhr eingeschaltet, Das Relais R ist anfänglich nicht.erregt, so daß kein Ladestrom zur Batterie fließt, wenn diese angeschlossen ist. Der Widerstand RJ und die Zenerdiode Z3 sehen eine stabilisierte Stromzufuhr zu der Schaltung für die Bezugs spannung vor. -Auf anglich ist die 'Spannung an dieser Schaltung hoch, da die Bezugsspannungsschaltung nichtleitend

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ist, so daß die Basis des Transistors TRJ sich annähernd auf dem Potential Null befindet. Wenn indessen die Schaltung für die Bezugsspannung in den leitenden Zustand gelangt, bewirkt der Strom, der in dem Bezugswiderstand Rf fließt, daß die Spannung an der Basis des Vergleichstransistors TRJ negativ und der Transistor in den leitenden Zustand versetzt wird. Der Kondensator C beginnt sich auf eine Spannung aufzuladen, bei der die Zenerdiode Z4 gezündet wird und jede weitere Erhöhung der Spannung begrenzt. Der Transistor TR^ wird in den leitenden Zustand versetzt, wenn dessen Basis auf eine genügend positive Spannung gebracht wird und das Relais R wird erregt una schließt seine Kontakte. Die Batterie wird nunaufgeladen bis entweder: erstens die Spannung an der Batterie die Bezugsspannung überschreitet wodurch bewirkt wird, daß der Transistor TRJ abgeschaltet wird" und daher das Relais R entregt wird oder zweitens: der eine oder beide temperaturempfindliche Widerstände Rl und R2 beim Aufladen der Batterie erhitzt werden. Die sich ergebende Erhöhung des Widerstandes setzt den Strom durch die Schaltung für die Bezugsspannung herab und bewirkt auf diese-W ise, daß der Transistor TRJ abgeschaltet wird, wobei das Relais R entregt wird.

Zusätzlich kann auch eine Zenerdiode entweder in dem Kollektorstrornkreis des Transistors TRJ oder in dem Basisstromkreis des Transistors TR4 vorgesehen werden. Diese Zenerdiode bewirkt eine Verzögerung der Steuerspannung zum Relais R, da die Zündspannung überschritten werden muß bevor das Relais erregt worden kann. . " ■

Aus Gründen der besseren Verständlichkeit sollen nachstehend die Einrichtungen zur Erhöhung der "Wirksamkeit der temperatur- empfindlichen"Widerstände und deren Wirksamkeit bei der Steuerung des Aufladestromes- in Einzelheiten unter-Bezugnähme ' auf F13. 2 be schrie oen v/erden.

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BAi ORIGINAL

Die wirksame Empfindlichkeit der temperaturempfindlichen Widerstände wird durch Einsetzen eines weiteren Widerstandes RS zwischen der Stromeinrichtung und dem Bezugswiderstand erhöht* Dieser Widerstand wird dann als Abtastwiderstand verwendet, an dem Änderungen des Stromes aufgrund der Wirksamkeit der Batterietemperatur auf die Widerstände Rl und R2 proportionale Änderungen des Potentials erzeugen. Die Basis-Emitter-Verbindung eines weiteren Transistors TR5 wird an diesen Widerstand angeschlossen, dessen Kollektor über eine Strombegrenzungsdiode ZJ an die negative Versorgungsleitung angeschlossen ist. Der Widerstandswert des Widerstandes R8 wird derart gewählt, daß der Transistor TR5 so vorgespannt wird, daß er gerade gesättigt ist und die Strombegrenzungsdiode Dj5 bei normaler Temperatur ebenfalls gerade sättigt. Der Diodenstrom durch den Emitter des Transistors TR5 erhöht den Strom aus der Einrichtung für den konstanten Strom.

Wenn der Strom infolge der Änderung der Temperaturen geringer wird, wird die Spannung an dem Widerstand RB entsprechend herabgesetzt. Der Transistor TR5 nähert sich einem Punkt der Stromabschaltung und dessen Erhöhungsstrom wird herabgesetzt, so daß der Gesamtstrom durch den Bezugswiderstand bedeutend schneller herabgesetzt wird als der Strom, der zur Einrichtung für den konstanten Strom zugeführt wird.

Ein Widerstand R9 ist in dem Emitterstromkreis des Transistors TRp eingesetzt, der die Empfindlichkeit der Einrichtung für die Erhöhung mittels einer negativen Rückkopplung steuert. Der Ladestrom- wird bei extremen Temperaturen dadurch herabgesetzt, indem ebenfalls Spannungsänderungen an dem Widerstand r8 als Steuergrundlage verwendet werden, die an einem weiteren Transistor TRo angelegt werden.

Da es nicht erwünscht ist, daß der Strom dieses Transistors durch den Bezugswiderstand Rf durchgeleitet wird, ist dessen .Emitter an die negative Klemme der Batterie wiederum über

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einen empfindlichen Steuerwiderstand RIO zurückgeführt. Der Kollektor dieses Transistors ist über eine Strombegrenzungsdiode D4 und einen Widerstand RIl an die negative Stromyersorgungsleitung angeschlossen.

Die Spannungsänderungen am Widerstand HIl werden an die BsäLs-Emitter-Verbindung eines Leistungstransistors TR? angelegt, in dessen Emitterstromkreis ein den Strom steuernder Widerstand R12 geschaltet ist. Der Kollektor dieses Transistors ist an die negative Klemme der Batterie über die Kontakte R:2 des Relais R angeschlossen.

Aufgrund der Gleichheit der Transistoren TR5 und TR6 und deren damit verbundenen Stromkreise kann, falls es erwünscht ist, der Emitter des Transistors TR6 an den Bezugswiderstand Rf angeschlossen werden und der Transistor TR5 und dessen zusammenhängenden Schaltungselemente können fortgelassen werden. Dieses ist selbstverständlich nicht empfehlenswert, falls die Steuerung der Spannung und des Stromes verschiedene Ausmaße an Empfindlichkeit erfordert, wie es bei Batterien von der gleichen Bauart jedoch von verschiedenen Herstellern auftreten kann.

Die Transistoren TR5 und TRo werden durch Dioden D3 und auf eine maximale Stromstärke begrenzt, so daß eine Erhöhung der Temperatur eine geringe Wirkung auf deren Ströme hat.

Indessen bewirkt eine Herabsetzung der Temperatür der Transistoren, daß deren Ströme herabgesetzt werden, daher wird die Bezugsspannung und der Aufladestrom entsprechend herabgesetzt Dieses wird ausgenutzt, indem sichergestellt wird, daß sie einen guten thermischen Kontakt zu einer geeigneten Masse haben, die konstant auf der Umgebungstemperatur yerbleibt. Auf diese Weise wird bei niedrigen Umgebungstemperaturen eine zusätzliche Steuerung erhalten, um den Erfordernissen der Batterie zu genügen.

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ORlGIlSiAL JNSPECTED

Der Widerstand Ro¹, äie Transistoren TR5 und TRS und deren Schaltungselemente können aufgrund ihrer Stellungen in der Schaltung wahlweise als Extras zu der Grundsehaltung hergestellt werden und können in einem getrennten Zusammenbau eingekapselt werden.

Die in Pig· 1 beschriebene Sehalteinrichtung zum Aufladen der Batterie ist eine spannungsgesteuerte Einrichtung, Es kann festgestellt werden, daß eine-Erhöhung der Bezugsspannung die Aufladedauer erhöht, jedoch in extremen Fällen wird die Aufladung nicht beendet, wenn die Bezugsspannung zu hoch ist. Da die Aufladung jedesmal wiederbeginnen wird, wenn die Batteriespannung abfällt und auf diese Weise eine wiederholte Periode des Endes der Aufladung vorhaaden ist, wird nach der nominalen Beendigung der Aufladung ein Durchschnittsstrom . erzeugt. Dieser Durchschnittsstrom wird durch die Länge der "Ein"- und "Aus"-Sehaltperioden bestimmt.

Sobald die Batterie die Betriebsspannung erreicht hat und sobald die Schaltung abgeschaltet hat, neigt die "Ein"-Schaltperiode dazu konstant zu sein, aufgrund der Zeit, die für die Entladung des Kondensators und deshalb für das Abfallen des Relais erforderlich ist. Auf der anderen Seite ist die "Aus"-Schaltperiode von der Zeit abhängig, in der die Batteriespannung genügend stark abfällt, um den Transistor TRj? wieder in den leitenden Sustand zu versetzen. Diese. Zeit ist; davon abhängig, wie voll die Batterie aufgeladen worden ist und nach einer ersten Abschaltung kann ee relativ eine Irarze Periode auftreten, die sich fortschreitend verlängert* indem die Batterie vollständig aufgeladen wird. Sobald das Schalten begonnen hat, wird ein Durchschnittsstroin wirksam,, der sieh, fortschreitend verringert, bis ein Zustand des Gleiehgerwichts erreicht i-stir^'-i""-- -..---yasr. ■ ;· . --. >._■.■■, ■-. ;

Indessen, falls die erste Abschaltung verzögert .werden..soll/, um schnell aufzuladen, muß die 3e.iugsspaniiung .auf ein Αμεπιαβ

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erhöht werden, die einen zu hohen Durchschnittsstrom während der Schaltung und am Ende des Gleichgewichtszustandes verursachen kann.

In Fig. 3 ist der Block 1 eine schematische Darstellung einer Quelle für konstanten Strom, die temperaturempfiridliche und verstärkende Einrichtungen, wie sie früher beschrieben wurden, enthalten kann. Der Block 2 ist der Vergleichstransistor mit seinen Schal Jungselementen, wie unter Fig. 1 beschrieben. Block y ist eine zweite Einrichtung für konstanten Strom, die beispielsweise eine Diode für den konstanten Strom sein kann und die parallel zu dem Block 1 geschaltet ist. Ein Transistor TFL· ist in Reihe r.iit dem Block 3 geschaltet und wirkt als ein Schalter. V/enn die Basis-Emitter-Spannung des Transistors TR& hoch genug ist, so aaß sich der Transistor im leitenden Zustand befindet, wird der ursprüngliche Strom im Block 1 durch den Strom vom Block 3 erhöht,—-so daß eine erhöhte Bezugs spannung an dem Bezugswiderstand Rf herrscht, \ienn der Transistor TR8 afcjeschalteü ist,, .-.'ließt nur eier Strom vorn Block 1 in clem Bezugswiderstai-.d 'Rf, so daß eine niedrigere Be Zugs spannung eriiev.gt wird. . ."

Der Trär.sistor ^r^d-. besitzt an seiner Basis-Smitter-Verbindung einen Kondensator 02, der, falls es erforderlich ist, mittels eines -Widerstandes .il2 überbrückt ist, urn das Ausmaß der Entladung zu erhöhe;', oder der einen V/iderstanä R13 in Reihe Uli "c dessen Easis en-hält, um das Ausmaß der Entladung herabzusetzen. Der Kondensator C2 wird üoer eine Diode DlO von einem geeigneten Pur.kv in der Schaltung aufgeladen, wenn sich die ■ Schaltung i.ri eingeschalteten Zustande befindet. Ein solcher Punkt kar.r. z.E-.-die Basis des■'irar.sistors ¹TR 4 oder, die eingeschaltete Seite eier Relaiskontakte oder ein weiterer Satz von Kontakter, des Relais sein. Indessen ist- ein bevorzugter Punkt, der die einfachste Schaltung bedeutet und die niedrigsten Kosten für- die Schaltungselemente verursacht, der Emiteer des Transistors TR4, der eine gute Quelle mit niedriger _% Impedanz bildet.

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Im Betrieb, falls sich cfer Kondensator C2 entlädt bevor Sich dessen Aufladeimpuls von der nächsten "Ein"-Stufe wiederholt, wird·der erhöhte Strom, falls der Block 3 durch den Transistor TR8 abgeschaltet ist, die Bezugsspannung im Verhältnis zu einem niedrigeren stabilen Wert herabgesetzt. Um ein vollständiges Abschalten des erhöhten Stromes sicherzustellen, muß der Transistor TR8 eine Zenerdiode ZlO in dessen Ernitterstromkreis besitzen, deren Zündspannung überschritten werden muß, , falls der Transistor TRS leitend ist.

Wenn es erwünscht ist die Bezugsspannung zu ändern, um die oben erwähnten verschiedenen Änderungen in dem Zustand der Zelle zu kompensieren, wird eine Mehrzahl von Einrichtungen, die gleich dem Block 3 sind, mit dem Transistor TR8 verwendet. Die Bezugsspannung wird um einen bestimmten proportionalen Wert entsprechend der Art erhöht oder herabgesetzt, in der der Transistor durch eine Spannung vorgespannt wird, die von entsprechenden Abtasteinrichtungen abgeleitet wird.

Alternativ kann eine überhöhte Spannung an einen oder beide Widerstände in den Emitterstromkreis des Transistors im Block 1 angelegt xrerden oder im Block 3 oder in irgend einer Mehrzahl von Block J5* um die Be zugs spannung zu ändern.

In Pig. 4 ist eine Schaltung dargestellt, die noch besser ausge arbeitet ist als die Schaltung nach Pig. 3· Ein Transistor TR21, ein Widerstand R21 und eine Zenerdiode Z21 bilden zusammen eine einfache halbstabilisierte Spannungszufuhr, die bei plötzlichen Änderungen des Stromes in den verschiedensten Teilen der Schaltung erforderlich ist. Die Schaltung für die Beüugsspannung besteht aus zwei parallelen Teilen, von denen jeder Teil eine "Zweiringstromkreis"-Einrichtung für konstanten Strom darstellt. Der erste Teil der Schaltung für die Bezugsspannung enthält Transistoren TR22 und TR2J, Widerstände R22, und R24 und die Zenerdioden T22 und Z2^. Der zweite Teil der Schaltung für die Bezugsspannung enthält die Transistoren TR24

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und TR25, die Widerstände R25, R2o, R27 und die Zenerdioden Z24, Z25. Diese zweite "Zweiringstromkreis"-Einrlchtung erzeugt den zusätzlichen Strom, der erforderlich ist, die Bezugsspannung anzuheben.

Die zweite "Zweiringstromkreis"-Einrichtung wird von der Hauptstromquelle gespeist, die durch Transistoren TR2o und TR27 stabilisiert ist. Die Transistoren TR26 und TR27 bilden zusammen mit einem V/iderstand R28 eine empfindliche Einrichtung, deren Strom durch die Spannung an dem Kondensator C22 gesteuert und mittels einer Zenerdiode Z29 begrenzt wird. Der Widerstand R28 bildet eine negative Rückkopplungsbahn zu dem zusammengesetzten Paar der Transistoren TR26 und TR27* so daß der Strom, der durch die zweite "Zweiringstrom!creis"-Einrichtung hindurchgeleitet VIiTd₃ als Punktion der Spannung an dem Kondensator C22 gemacht wird.

Die Bezugsspannung, die an dem Widerstand Rf erzeugt ,wird, wird an aie Basis eines Transistors TR2o über einen Widerstand RJl angelegt. Die Spannung eier Batterie wird an die Basis eines Transistors Tr29 über einen Widerstand. RJ2 angelegt. Die Transistoren TH2b und TR29 bilden ein Differentialpaar zürn Vergleich der Bezugsspannung mit der Batteriespannung. Zenerdioden Z2o, Z27 sind in Reihengegenschaltung (d.h. Rücken an Rücken) an den Basen des Differentialpaares angeschlossen. Diese beiden Zenerdioden zusammen mit deren"Widerstände RJl und RJ2 bilden eine Schutzeinrichtung um sicherzustellen, daß in dem Fall eines Kurzschlusses oder einer Unterbrechung in der Aufladeeinrichtung oder bei Anschluß einer Batterie mit einer falschen Spannung, die umgekehrtei Basisspannungen der Transistoren TR28, TR29 nicht überschritten werden". Der Rest der Schaltung des Differentialpaares enthält einen gemeinsamen Emitterwiderstand RJO und einen veränderbaren Widerstand R29 in dem Kollektorstromkreis des Transistors TR28.

Die Basis des Transistors TRJO ist an cen Kollektor des Transi- ; stors TR28 angeschlossen. Ein Widerstand RJJ in Reihe nrlt g? \

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Emitter-Kollektor-Stromkreis dieses Transistors, bildet eineeinfache Emitternachlaufstufe, die für die Zufuhr zu der folgenden Stufe eine niedrige Impedanz besitzt. Die Ausgangsspannung aus der Emitternachlaufstufe wird an die Basis eines Transistors TR 21 über eine Zenerdiode Z28 und einen Widerstand K$K angelegt» Der Transistor TRJl zusammen mit einem Transistor TRJ2 und den Widerständen RJ^ und RJb¹ bilden eine Schmitt-Trigger-Schaltung, die als ein spannungsempfindlicher Schalter wirkt. Der Transistor TRJ2 ist der Steuertransistor der Schmitt-Trigger-Schaltung, der sehr schnell- in den leitenden Zustand "ein"- oder in den nichtleitenden Zustand "aus"TSchaltet. Ein Widerstand R44 leitet den Leckstrom der Zenerdiode Ζ2δ zu der positiven Versorgungsklemme ab. In dem Basis-Stromkreis des Transistors TRJl ist ein Kondensator C2J enthalten, um das Ausmaß der Änderung der Eingangsspannung zur Schmitt-Trigger-Schaltung herabzusetzen und so einen unstabilen Gleichgewichtszustand zu verhindern. Die Ausgangsspannung von dem Kollektor des Transistors TRJ2 wird an einen Widerstand R4^, der die Belastung des Transistors TRJ2 bildet und an die Anode der Diode D2J angelegt. Wenn eine Ausgangsspannung an dem Widerstand R^5 von dem Transistor TRJ2 vorhanden ist, ist ein Transistor TRJJ "über den Widerstand RJ¹S vorgespannt und ist leitend, wobei ein Relais R eingeschaltet wird.

Die Diode D2J bildet einen Teil eines kapazitiven Netzwerkes, dessen Ausmaß des Abklingens der Spannung mit demjenigen der Batterie verslichen wird, wenn der Ladestrom abgeschaltet worden ist. Diese Schaltung enthält außerdem den Kondensator C22, Widerstände R42, R4j und eine Diode D2ft. Die Spannung, die an dem'Kondensator C22 entwickelt wird, steuert den empfindlichen -Schalter, der durch die Transistoren TR26 und TR27 gebildet wird.

Die Wirkungsweise der Schalteinrichtung, die in Fig. 4 dargestellt ist, ist kurz folgende:

An die Batterie wird Ladestrom angelegt, nachdem die Schmitt-

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Trigger-Schaltung eingeschaltet worden ist. Es fließt Strom durch die Diode D2;5 und den Widerstand R4j5, so daß die Diode D24 umgekehrt vorgespannt wird. Der Widerstand RkJj bildet dann einen Teil der Belastung der Schmitt-Trigger-Schaltung. Die Spannung an dem Widerstand R43 wird dann über den Widerstand R42 an den Kondensator C22 angelegt, der auf diese V/eise ein Ausmaß an Aufladung erhält, das proportional der "Ein"-Periode der Schmitt-Trigger-Schaltung ist. In dem Fall, in dem die Batterie ann-ähernd entladen ist, ist die "Ein-Schaltperiode der Schmitt-Trigger-Schaltung lang. Die Spannung und das Ausmaß der Aufladung, die durch den Kondensator C2 gegeben ist, wird durch die Zeneriode Z29 begrenzt, so daß der Verlust an Spannung zur "Zweiringstromkreis"-Einrichtung begrenzt wird und daher die Versorgungsspannung am besten ausgenutzt wird. Wenn die Batteriespannung öle Bezugsspannung erreicht, wird die Schmitt-Trigger-Schaltung "aus"-geschaltet und der Kollektor des Transistors ΐΐν?2 kehrt auf das Potential der negativen Versorgungsleitung zurück. Unter diesen Bedingungen wird die Diode D2^ umgekehrt vorgespannt und ist daher nichtleitend. Die Diode D24 v:ird nach vorwärts vorgespannt und gestattet, daß der Kondensator C22 sich über den Widerstand R4j? entlädt. Es kann festgestellt werden, daß außerdem eine Ableitung über den Widerstand R42 stattfindet, obwohl diese Ableitung in der .Praxis als unbedeutend angesehen v/erden kann.

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Das Ausmaß des Abfalls cer Spannung der Batterie wird nun mit ■ei;".* eiligen des l'-ndensators C22 Versucher, wie vorher, mit A-usnahme, daß der Kondensator C22 eine Aufladung empfangen hat, die dazu nei^t, r.ur un -eker.rt proportional zu dem Zustand der Aufladung der 3av;"or-^; «u z\x sei:., se da3 auf diese Weise die gesarr.ee "Jirlcur.r; vers-Ur-cj- v;ir:i. Der Wider stand R26 bildet eine negative iiuclclxppLv.^scahri zu den £.~esa;r.te.n .'J^halter und verwa.r.-celt der. letL^eren ir. eine -S^rcmsteuereiVnrichtung, deren Arbeitsweise durch die Spannung, die an Io -Z-'::. ..angsklenimer- an^e-Ie,'jt wird, a'c^estuf; vrirc..

i ■ -Vf-

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Während der endgültige Aofall der Bezugs spannung noch wie vorher vor der Zeit abhängig ist, die für die Entladung des Kondensators C22 gegenüber der Zeit, die für den Abfall der Span- " nung der 3atterie benötigt wird, fällt die Bezugsspannung selbst auf ein Ausmaß ab, das durch den Betrag der Aufladung des Konderisators C22 über den Widerstand R42 und das Ausmaß der Entladung des Kondensators C22 über den Widerstand r42 bestimmt wird Lind nicht einfach auf einen niedrigeren Wert ge-' schaltet wird, da die Batteriespannung nicht eher abfällt, bevor es der Kondensator selbst tut. Die Gesarntwirkung besteht darin, daß die "Aus"-Schaltperiode der Schmitt-Trigger-Schaltung beim fortlaufenden Aufladen verlängert wird, so daß der Durchschnittsladestrom wie vorher verringert wird, bevor eine endgültige Abschaltung aufgrund des vollständigen Abfalls der Besugsspannung stattfindet. - ■ "

Die in Fig. 4 beschriebene Anordnung besitzt den zusätzlichen Vorteil, daß die Gefahr von Wasserstofferzeugung und eines thermischen "Durchbrennens" während der späteren Stufe der Aufladung der Batterie noch weiter herabgesetzt wird, indem Wasserstoff erzeugt wird, wird die obere Bezugsspannung noch schneller erreicht, die Einschaltzeit wird somit noch weiter verkürzt, der Kondensator C22 erhält weniger Aufladung und die Spannung an ihm fällt ab, so daß die Bezugsspannung auf einen Wert abfällt, bei der Wasserstoff nicht mehr erzeugt wird. Falls der Ladestrom sehr hoch ist, so daß Wasserstoff fortgesetzt erzeugt wird, wird die Spannung am Kondensator C22 "nicht aufrechterhalten und die Bezugs spannung fällt auf einen unteren Wert ab, der nur durch die erste der "Zweiriqgstromkreis"-Elnrichtungen gesteuert wird, so daß ein Absetzen oder Entladen der Batterie abgewartet wird, bevor eine Aufladung wieder beginnen kann. Bei dieser Schaltung ist die Aufladung, die an* den Kondensator C22 angelegt ist, eine umgekehrte Funktion des Zustandes der Aufladung der Batterie.

In der gesamten Schalteinrichtung ist der Transistor TR28 der einzige Bauteil, dessen Kennzeichen ernsthaft die Wirkungswei-

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se der Schaltung beeinflußt, indem dessen Verstärkung die Empfindlichkeit der Vergleichseinrichtung verändert. In dem Emitter-Stromkreis des Transistors TR28 ist ein Widerstand R47 enthalten, so daß eine negative Rückkopplung zu ihm hergestellt wird und auf diese Weise die Empfindlichkeit der Schaltung weniger abhängig von den Kennzeichen dieses Transistors gemacht wird. Durch Änderung des Widerstand.swertes des V/iderstandes RJl wird die gesamte Empfindlichkeit der Stufe gesteuert und auf diese Weise kann entschieden werden, wie groß ein Ausmaß des Anstieges und des Abfalls der Batterie zugelassen werden kann. Ein zu großes Ausmaß, das zu ψ lange Perioden bewirkt, neigt dazu, die Wirkung des schnellen Anstieges der Batteriespannung aufgrund der Wasserstofferzeugung aufzuheben und das Schalten des Relais kann nicht schnell genug sein. Ein sehr kleines Ausmaß, das ein Maximum an Vorteil der Verringerung der 'Ein"-Schaltzeit und der Wasserstofferzeugung bewirkt, kann das Schalten des Relais außerordentlich schnell machen. Das kann durch eine Änderung des' Eingangstrom-Icreises zum Relais verhindert werden> die in Pig. 5 gezeigt ist.

In Pig. 5 bildet eine Diode D21 einen Teil einer Schnellentladeschaltung. Die Schaltung lenthält ferner eine Diode D22 und Widerstände R40 und R4l. Ein Widerstand RJ9 und ein Kondensator C21 bilden eine Zeitverzögerung für den Transistor TRJJ, dessen Emitter-Kollektor-Stromkreis die Erregerspule des Relais R enthält. Wenn eine Ausgangsspannung aus dem Transistor TRJ2 vorhanden ist, leitet die Diode D21 eine ansteigende Spannung an dem Potentialverteiler, der aus den Widerständen R40 und R4l gebildet wird, so daß die Diode D22 umgekehrt vorgespannt wird und infolgedessen nicht leitet. Der Kondensator C21 wird nicht entladen und dessen maximale Spannung wird auf diejenige der Basis-Emitter-Spannung des Transistors TRJJ begrenzt. Wenn keine Ausgangsspannung aus dem Transistor TRJ2 vorhanden ist, bildet der Widerstand R4l die Belastung der Diode D22, die den Kondensator C21 entlädt, was wesentlich schneller erfolgt, als

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- 19 die Aufladung des Kondensators über den Widerstand 1159.

Das Relais H liefert nun Ladestrom für eine kürzere Periode als sich die Schmitt-Trigger-Schaltung in obm "ein^lr-geschalteten Zustand befindet und der Widerstandswert des Widerstandes R42 kann erhöht werden, um das Ausmaß der Aufladung des Kondensators C22 auf einen gegebenen Wert zu begrenzen. Diese Schaltung zur schnellen Entladung kann mit Vorteil in der Schaltung, die in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigt ist, eingebaut v/erden, da die schnelle Entladung des Kondensators sicherstellt, daß das Relais den Ladestrom von der Batterie abschaltet, sobald die Klemmenspannung der letzteren die BezugsSpannung erreicht. Ohne diese Einrichtung neigen hohe Aufladeströme die Batterie auf eine zu hohe Spannung zu bringen, da der Kondensator zum Entladen Zeit benötigt und. infolgedessen das Relais in dem . "ein"-geschalteten Zustande gehalten wird, nachdem die Bezugsspannung von den Klemmen der Batterie bereits erreicht worden ist. In den Anordnungen, die in den Fig. 4 und 5 gezeigt sind, ist es erforderlich, wenn die Schalteinrichtung bei extremen Temperaturen verwendet v/erden soller., wobei eine automatische Einstellung der Bezugs- und der Steuerspannurigen mit der Temperatur verlangt wird, die temperaturabhängige Widerstände und Verstärkungseinrichtungen in der bereits beschriebenen Art hinzuzufügen, um den Strom durch den Bczu^swiderstand zu steuern.

In einer abgeänderten Form der Schaltung, die in Fig. 4 gezeigt ist, wird ein,zweiter Bezugswiderstand in Reihe mit dem BeEugswiderstand Rf zwischen diesem und den Einrichtungen für den konstanten Strom eingesetzt. Auf diese Weise wird eine leicht höhere Bezugs spannung an deren, negativem Ende vorgesehen, die als Steuerspannung verwendet wird, um die Ausgangsspannung einer Aufladequelle mit konstantem Potential zu regeli.. Ein solcher Ladestrom mit konstanten Potentialen wird dann im Verhältnis zu der Bezugsspannung derart gesteuert, daß eine steile abgestufte Stromcharakteristik entsprechend dem Zustand der Aufladung der Batterie erhalten wird, der Erhöhung der Terape

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ratur, der Wasserstofferzeugung und anderen Wirkungen, die abgetastet werden können, um den Strom zu steuern, der die Bezugsspannung erzeugt.

Sobald die Batterie vollständig aufgeladen worden ist, und die BezugsSpannung auf ihren niedrigsten Grenzwert abfällt, so daß die Aufladeperiode der Batterie beendet wird, wird die Batteriespannung unter Umständen auf ihren niedrigsten Grenzwert aufgrund des Absetzens abfallen. Wenn sich dieses ereignet, wird ein Ladeimpuls an die Batterie angelegt, dessen Länge erstens eine Punktion der Empfindlichkeit der Vergleichseinrichtung, zweitens eine Punktion der Hystereses der Schmitt-Trigger-Schaltung, drittens eine Punktion des Ladestromes und viertens eine Punktion des Zustandes der Aufladung der Batterie ist. Dieser Aufladeimpuls ist vermutlich nicht lang genug, um den Kondensator G22 genügend aufzuladen, urn die Bezugsspannun^ wesentlich zu erhöhen. Daher kann es schwierig sein, einen vollkommen aufgeladenen Zustand zu erhalten, insbesondere, wenn die Batterie eine große Stromkapazität besitzt.

Um diesem abzuhelfen, wird eine abgeänderte Anordnung der G.-undschaltung vorgeschlagen, die in Fi^. 5 gezeigt ist. Diese abgeänderte Schaltung enthält eine Einrichtung zürn i-Jebenschließen des /Widerstandes R42, wenn die 3c. zugs spannung sich an ihrem untersten Grenzwert· befindet, d.h., wenn nur die erste "Zweiriri.3Stromkreis"-Eir-richtung Strom zürn BezugsviiderstandRf durchläßt. Die Schaltung, di .· in Fig. 6 gezeigt ist, enthält zusätzliche Transistoren TRJ4 und TRJ5Ü und zusätzliche Widerstände R4<-, R^9 und ?c-0. Der Transistor ΤΛ~51 ist parallel zu dem Widerstand R42 geschaltet, dessen ".asis ist nit dem iloile>"ccr· des Transistors Hy- über den "..^:idersta.r.ci Ii;.Ό verbunden. Die 3asis des Transistors 'ZZy\ ist ε.η öle Yorcinclunj zwischen der:, "viderstar.l R2-. wrA ;,er:. Ξ/r.itter des Trar.sistors TR2o ücer der. Wider star.'-. R^ ar,_c:osor.iosserx.

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BAD ORIGINAL

Im Betrieb tastet der Widerstand R2o ab, ob die zweite "Zweiringstromkreis"-Einrichtung leitend ist. Jede Spannung, die an dem Widerstand H2ü vorhanden ist, schaltet den Transistor TRJ4 ein, der dann eine Belastung ah den Widerstand R49 anlegt, die sich derjenigen der Stromversorgungsspannung nähert. Der Transistor TR;P5 wird auf diese V/eise in den nichtleitenden Zustand versetzt und dessen Emitter und Kollektor sind in Wirklichkeit gegenüber dem Widerstand R42 abgetrennt. Daher, wenn die zwei-'te "Zweiringstromkreis"-Einrichtung leitend 1st, ist der Transistor TRJ5 nicht wirksam. Umgekehrt, wenn die zweite "Zweiringstromlcreis"-Einrichtung nichtleitend ist, wird der Transistor TRJ4 abgeschaltet, die Basis des Transistors wird vorgespannt und dieser daher leitend, wobei jeder Strom, der über die Diode D2J verfügbar ist, wird durch die Schmitt-Trigger-Schaltung geleitet. Alternativ kann die Eingangsspannung zu der Basis des Transistors TRJ 4 von der positiven Klemme des Kondensators C22 anstatt dem Widerstand R2o abgenommen werden.

Es kann festgestellt werden, daß der Basisstrom des Transistors TR35 in dem letzteren Zustand außerdem über den Emitterstromkreis durchgeleitet wird und daher den Kondensator C22 auflädt. Unter gewissen Umständen kann es erforderlich sein, diesen Strom mittels eines ZapfwiderStandes parallel zu dem Kondensator C22 aufzuheben.

B'erner kann es erwünscht sein, die Basis-Ernitterspannung des Transistors TRJ4 aufzuheben. Dieses wird durch Einsetzen einer Dioae, in dessen Basis-Ernitter-Zufuhrstromkreis erreicht, d.h. in Reihe mit dem Widerstand R28.

Die verschiedenen Arten von Einrichtungen für konstanten Strom dieser Beschreibung können durchweg untereinander ausgewechselt werden und zwar nicht nur untereinander, sondern in der einfacheren Form einer Einrichtung, die aus einem Transistor besteht, dessen Vorspannung mittels einer Zenerdiode festgelegt wird, die so angeordnet ist, daß ein konstantes Potentil am Emitter-Belastungswiderstand erzeugt wird.

Patentansprüche: , 00 98 12/ 11S8

Claims

Patentansprüche:

[ 1./Schalteinrichtung zum Aufladen von Batterien, dadurch ge- ^^^ kennzeichnet, daß an einer Einrichtung zum Erzeugen einer Bezugsspannung (TRl, TR2, Dl, D2, Rl, Λ2, Zl, Z2) eine Einrichtung (TRj5) zürn Vergleich der genannten Bezugsspannung mit der wirklichen Spannung der aufzuladenden Batterie (B) liegt und daß eine Einrichtung (TR4, R ), die von der genannten Vergleichseinrichtung betätigbar ist, den Ladestrom abschaltet, wenn die Spannung der Batterie die Bezugsspannung erreicht und den Ladestrom wieder einschaltet, wenn die Batteriespannung unter die Bezugsspannung abfällt und eine Einrichtung den Zustand der Aufladung der Batterie über das "Ein"-"Aus"-Schaltverhältnis des Ladestromes abtastet.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Steuern der Bezugsspannung bei Änderung der Temperatur der Batterie vorgesehen ist.

5. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Steuern der Bezugsspannung einen oder zwei temperaturempfindliche Widerstände (Rl, R2) in der Einrichtung für die Besugsspannung enthält, die die Bezugsspannung beim Ansteigen der Temperatur der Batterie herabsetzt.

4. Schalteinrichtung nach Anspruch J5, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die.die Wirkung der genannten temperaturabhängigen Widerstände yerändern.

5. Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, mit denen die temperaturempfindlichen Widerstände ofen Aufladestrom steuern,. daß

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die genannten Einrichtungen selbst temperaturempfindlich sind, so daß der Aufladestrom bei extrem niedrigen Temperaturen herabgesetzt wird.

6. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausmaß des Abfalles der genannten Batterie-Klemmen-

■ Spannung nach dem Abschalten des genannten Ladestromes mit dem Ausmaß des Abfalles der Spannung an einem kapazitiven Netzwerk verglichen wird.

7. Schalteinrichtung nach Anspruch ό, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (G) innerhalb des kapazitiven Netzwerkes angeordnet ist, an den Spannung während der Periode, wenn der Aufladestrom an die Batterie angelegt wird, angelegt wird und diese Spannung abgeschaltet wird, wenn der Aufladestrom von der Batterie abgeschaltet wird.

8. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausmaß des Abfalles der genannten Spannung an dem kapazitiven Netzwerk schneller verläuft als, das Ausmaß des Abfalles der Batterie-Klemmenspannung, die veränderbare Besugsspannung auf ein niedrigeres Niveau herabgesetzt werden kann, so daß der Aufladestrom verhindert wird, wieder an die Batterie angelegt zu werden, bis die Klemmenspannung der genannten Batterie unter das niedrigere Niveau fällt.

9. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis o, dadurch gekenn zeichnet, daß die- veränderbare Bezugsspannung mittels Durchleiten einer· veränderbaren Bezugsspännung durch einen festen Widerstand erzeugt wii"d.

10. Schalteinrichtung nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß die veränderbare Besügsspaimung mittels einer Einrichtung für einen steuerbaren-konstanten Sorom steuerbar ist.

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SAiOHiQlNAL

11» Schalteinrichtung nach Anspruch <$, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderbare Bezugs Spannung mittels zweier Hinrichtungen für konstanten Strom steuerbar ist, die parallel geschaltet sind und der S .romfluß durch die eine der Einrichtungen mittels eines Schalters steuerbar ist.

12. Schalteinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbare Einrichtung für den konstanten Strom jede eine "Zweiringstrornkreis^-Einrichtung ist, die auf Transistorschaitungen' aufgcoaut ist.

Ik IJ. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch, gekennzeichnet, aaß die veränderbare Bezugsspannung vmcl die Klemmenspannung cer Batterie mittels einer Vergleichsschaltung miteinander verglichen werden. "

14. Schalteinrichtung nach Anspruch Y^, dadurch gekennzeichnet, aaß die Vergiblenkeinrichtung ein einziger Transistor ist und die beiden Spannungen an dessen iiasis und Emitter angelegt werden.

It;. Schalteinrichtung nach Anspruch l'ß, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergieichseir.richtung aus einer Transistorschaltung besteht, aie als "Differentialpaar" bekannt ist una die ) beiden zu vergleichenden Sp3.nnungen an die Basen der beiden Transistoren (TR2:, TÜ29) angelegt vierden.

1·:.. Schalteinrichtung r.ach einerr. der A:.Sprüche 14 oder If^, dadurch gekennzeichnet;, daß- die Ausgangs spannung der Vergieichseinrichtung ax. die Steuerschaltung eines Relais (R) angelegt wird, das so angeordnet; isj, da,ß wenn die Bezugsspannung erreicht '-rird, der Ladestrom abgeschaltet ist.

IT· Schalteinrichtung r.ach Anspruch Ic, dadurch geker.nzeichnet, daß zvrischen dem Ausgang der Yergleichseinrichtung und dem Relais eir. kapazitives I^eiz-v.^rer> derart zviischengeschal.-

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tet ist, daß eine geringe Verzögerung der Wiederanlegung des Ladestromes sichergestellt wird.

Ib. Schalteinrichtung nach Anspruch 17/ dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung aus der Vergleichseinrichtung an einen spannungsgesteuerten Schalter anlegbar ist.

19. Schalteinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der spannungsgesteuerte Schalter eine Schmitt-Trigger-Schaltung ist.

20. Schalteinrichtung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung an dem Kondensator (C) verwendet wird, um die Bezugssparmung zu erhöhen und umgekehrt die Bezugsspannung herabzusetzen, wenn der Kondensator (C) entladen wird.

21. Schalteinrichtung nach Anspruch 9_S dadurch gekennzeichnet, daß in Heine mit dem Widerstand, an dem die Bezugsspannung erzeugt wird, ein weiterer.Widerstand geschaltet ist, um eine höhere Bezugsspannung zu erzeugen.

22. Schalteinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte höhere Bezugsspannung als Steuerung der Zufuhr eines Ladestromes mit konstantem Potential dient.

23. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Emitterwiderstände"der "Zweiringstromkreis"-Einrichtung teilweise oder gänzlich durch eine temperaturempfindliche Einrichtung ersetzt sind, deren Widerstand sich mit steigender Temperatur erhöht.

2.k. Schalteinrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche strombegrenzende Einrichtungen in der Einrichtung für konstanten Strom enthalten sind, die eine

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BAB OR)QiNAL

Begrenzung der maximalen Stromstärke steuern.

2ή. Schalteinrichtung nach Anspruch 2J oder 2h, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem V/ i der stand, an dein die Bezugsspannung erzeuge wird, ein weiterer Widerstand geschaltet ist, dessen Potentialdifferenz die Wirksamkeit der temperaturempfindlichen Einrichtungen steuert.

2ό. Schalteinrichtung nach Anspruch.1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Pocentialdifferenz zum Steuern eines Transistors verwendoar ist, der einen zusätzlichen konstanten ocrom dem Bezugswiderstand, nur dann zuführt, wenn die genannce Potentialdifferenz hoch genug ist.

27. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das kapazitive Hetzwerk'derart aufgebaut und geschaltet As D, -daß die Aufladung des Kondensators langsam, die Entladung jedoch schnell erfolgt.

2o. Schalteinrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die schnelle Si.ixaclung des Kondensators (C) mittels einer Diode erfolgt, die während des Aufladens umgekehrt vorgespannt wird und daher nicht leitend ist.

29· Schalteinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Abtasten vorgesehen ist um festzustellen, ob die zweite !'Zweiringstromkreis"-Einrichtung leitend ist.

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§AB ORfQlNAL

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