DE1926997A1

DE1926997A1 - Method and arrangement for supplying electrical equipment

Info

Publication number: DE1926997A1
Application number: DE19691926997
Authority: DE
Inventors: Matschkal Heinz Juerg Bernhard; Hasse Karl Hermann
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1969-05-28
Filing date: 1969-05-28
Publication date: 1971-01-07
Also published as: DE1926997B2

Description

Anordnung zur Speisung von elektrischen Geräten Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Speisung von elektrischen Geräten, die eine Speicherwirkung und eine Regelungseinrichtung für die Aufladung des Speichers haben, und die aus einer Batterie gespeist werden, welche von einem Stromerzeuger aufgeladen werden kann. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Anordnung zur Stromversorgung von elektrischen Kühlschränken in Fahrzeugen. Arrangement for feeding electrical devices The invention relates is based on an arrangement for the supply of electrical devices, which has a storage effect and a regulating device for the charging of the accumulator, and which off a battery are fed, which are charged by a power generator can. In particular, the invention relates to a power supply arrangement of electric refrigerators in vehicles.

In vielen Fällen steht zur Speisung von elektrischen Geräten nur eine Batterie zur Verfügung, die gegebenenfalls von einem Stromerzeuger wieder aufgeladen werden kann. Dabei kann der Fall eintreten, daß die Batterie das elektrische Gerät allein mit Strom versorgt oder daß während der Speisung des elektrischen Gerätes aus der Batterie diese gleichzeitig von dem Stromerzeuger aufgeladen wird. Solche Betriebszustände kommen insbesondere beim Betreiben von elektrischen Geräten in Fahrzeugen vor, wo eine elektrische Batterie vorhanden ist, die während des Fahrbetriebes von der Lichtmaschine aufgeladen wird. Die Batterie darf jedoch auf keinen Fall unter ein bestimmtes Spannungsniveau entladen werden, einerseits, damit sie nicht beschädigt wird und zum anderen, weil sie noch mit genügender Kapazität für andere Zwecke zur VerfU-gung stehen muß.In many cases there is only one power supply for electrical devices Battery available, which can be recharged by a power generator if necessary can be. It can happen that the battery is the electrical device supplied with power alone or that while the electrical device is being fed from the battery this is charged at the same time by the power generator. Such Operating states come into play particularly when operating electrical devices Vehicles in front of where an electric battery is available, which can be used while driving is charged by the alternator. Under no circumstances should the battery be used are discharged below a certain voltage level, on the one hand, so that they do not is damaged and on the other hand because they still have sufficient capacity for others Purposes must be available.

So können beispielsweise elektrische Geräte in Kraftfahrzeugen aus der Batterie gespeist werden, jedoch muß darauf geachtet werden, daß die Batterie in jedem Falle genügend Kapazitat behalt, us den Motor nach längerem Stillstand wieder anlassen zu konnen.For example, electrical devices in motor vehicles can be used the battery, but care must be taken that the battery In any case, there is sufficient capacity to keep the motor out of operation for a long period of time to be able to start again.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Speisung von elektrischen Geräten, die eine Speicherwirkung haben und eine Regelungseinrichtung fUr die Aufladung des Speichers besitzen. Es kann sich hierbei beispielsweise um eine Speicherheizung handeln, in der die Energie in Form von Warme gespeichert wird, oder auch um einen Kühlschrank, der auf einer bestimmten niedrigen Temperatur gehalten werden soll und gegen Erwärmung genügend isoliert ist.Die Speicherung kann aber auch darin bestehen, daß ein hydraulischer oder pneunatischer Speicher mittels elektrischer Energie aufgeladen wird.The invention relates in particular to the supply of electrical Devices that have a storage effect and a control device for charging of the store. It can be a storage heater, for example act, in which the energy is stored in the form of heat, or even one Refrigerator to be kept at a certain low temperature and is sufficiently insulated against warming. However, storage can also consist of that a hydraulic or pneumatic accumulator is charged by means of electrical energy will.

Bei solchen elektrischen Geräten mit Speicherwirkung ist meist eine Regelungseinrichtung vorhanden, welche bewirkt, daß der Speicher beim Unterschreiten eines bestimmten Energieniveaus wieder aufgeladen wird. Nur dann wird also die elektrische Energie aus der Batterie benötigt. So ist beispielsweise in elektrischen Kühlschränken ein Thermostat vorhanden, der auf einen bestiniten Wert eingestellt werden kann. Wenn die. Temperatur il Knhlschrank den eingestellten Wert überschreitet, wird die Kühleinrichtung in Gang gesetzt und nach Erreichen des eingestellten Teiperaturniveaus wieder außer Betrieb gesetzt.In such electrical devices with a storage effect, there is usually a Control device available, which causes the memory to fall below of a certain energy level is recharged. So only then will the electric Energy required from the battery. This is for example in electric refrigerators there is a thermostat that can be set to a certain value. If the. If the refrigerator temperature exceeds the set value, the Cooling device started and after reaching the set partial temperature level put out of operation again.

Um bei der Speisung von solchen elektrisch betriebenen Geräten eine unerwUnschte Entladung der Batterie zu vermeiden, wird bei der Anordnung gemaß der Erfindung durch ein Relais das elektrische Gerät beim Unterschreiten einer ersten wählbaren Batteriespannung von der Batterie abgeschaltet und beim Oberschreiten einer zweiten wählbaren Batteriespannung wird das Gerät bei wirksamer Regelungseinrichtung aus der Batterie gespeist. Es wird also bei zu großer Entladung der Batterie das Gerät von der Batterie getrennt, wahrend bei einer genügend hohen Spannung an der Batterie das Gerät mit der Reglungseinrichtung betrieben wird. Bei dem zuletzt genannten Betriebszustand ist also die Batterie nicht dauernd belastet, sondern es wird Energie nur nach Bedarf entnommen, um den Speicher auf das eingestellte Energieniveau zu bringen.In order to supply such electrically operated devices with a To avoid undesired discharge of the battery, the arrangement according to the Invention by a Relay the electrical device when it falls below a first selectable battery voltage is disconnected from the battery and when exceeded A second selectable battery voltage is the device when the control device is active powered from the battery. So if the battery is too discharged it will Device disconnected from the battery, while at a sufficiently high voltage on the Battery the device is operated with the control device. With the latter In the operating state, the battery is not constantly under load, but energy only withdrawn as required in order to bring the storage tank to the set energy level bring.

Um jedoch sicher zu stellen, daß auch genügend Energie gespeichert werden kann, wird weiter bei der Ladung der Batterie durch den Stromerzeuger das Gerät in der Weise aus der Batterie gespeist, daß die Regelungseinrichtung des Gebrätes ausgeschaltet wird, so daß der Speicher auf seinen maximalen Wert aufgeladen wird.However, to ensure that enough energy is stored will continue when the battery is charged by the power generator Device powered from the battery in such a way that the control device of the brew is switched off so that the memory is charged to its maximum value.

Wird beis » Zweise ein Kühlschrank in einem Kraftfahrzeug betrieben, so wird bei stehendem Fahrzeug der Kühlschrank unter Wirksamkeit des Thermostaten aus der Batterie gespeist.If a refrigerator is operated in a motor vehicle, when the vehicle is at a standstill, the refrigerator is activated by the thermostat powered from the battery.

Bei fahrendem Fahrzeug wird die Batterie durch die Lichtmaschine aufgeladen, d.h. es steht genügend Energie zur Verfügung, um die Batterie aufzuladen und das elektrische Gerät gleichzeitig zu betreiben. Die Tatsache, daß bei laufender Lichtmaschine genügend Energie zur Verfügung steht, wird in der Weise ausgenutzt, daß nun der Thermostat des KUhlschrankes abgeschaltet und der KUhlschrank mit maximaler Kthlung betrieben wird. Dies wirkt sich in der Weise vorteilhaft aus, daß bei stehendem Fahrzeug noch so vicl Energie gespeichert ist, bzw. der Kühlschrank auf eine so tiefe Temperatur gekühlt ist,daß es lange dauertsbis der Thermostat anspricht und Energie aus der Batterie entnommen wird. Es wird auf diese Weise die Batterie sehr wesentlich geschont.When the vehicle is moving, the battery is charged by the alternator, i.e. there is enough energy available to charge the battery and that operate electrical device at the same time. The fact that with the alternator running enough energy is available, is used in such a way that now the Thermostat of the refrigerator switched off and the refrigerator with maximum cooling is operated. This has an advantageous effect that when standing No matter how much energy is stored in the vehicle, or the refrigerator does so low temperature is that it takes a long time for the thermostat to respond and Energy is drawn from the battery. It will drain the battery a lot this way significantly spared.

Gemäß der Erfindung wird die Umschaltung mittels eines Relais vorgenommen, dessen Erregerwirkang in Reihe mit Kollektor und Emitter eines Transistors und einer Zenerdiode an der Batteriespannung liegt. Die Basisspannung des Transistors wird von der Regeleinrichtung des Gerätes beeinflußt. Beispielsweise wird dadurch die Betätigung des Thermostaten eines Kühlschrankes die Basis spannung des Transistors in der Weise verändert, daß das Relais anspricht, während beim Unterschreiten einer bestimmten Batteriespannung das Relais in jedem Falle abfällt.According to the invention, the switching is carried out by means of a relay, its excitation effect in series with collector and emitter of a transistor and a Zener diode is connected to the battery voltage. The base voltage of the transistor becomes influenced by the control system of the device. For example, the Actuation of the thermostat of a refrigerator, the base voltage of the transistor changed in such a way that the relay responds, while falling below a specific battery voltage, the relay drops out in any case.

Beim Betreiben von elektrischen Geräten in Fahrzeugen ist gemäß der weiteren Ausbildung der Erfindung ein Schalter vorgesehen, der auf die Erschütterungen im Fahrbetrieb anspricht und der in Reihe mit einem Kondensator an der Batteriespannung liegt. Bei Betätigung des Schalters durch die ErschAttfrungen beim Fahren wird hierdurch wieder die Basisspannung des Transistors so verändert daß das Relais anspricht. Die Regelungseinrichtung des Gerätes wird hierbei umgangen.When operating electrical devices in vehicles, according to A further embodiment of the invention provides a switch that reacts to the vibrations responds when driving and in series with a capacitor on the battery voltage lies. When the switch is actuated by the shock while driving, this causes again the base voltage of the transistor changed so that the relay responds. The control device of the device is bypassed here.

Es ist weiter vorteilhaft, parallel zu der Zenerdiode einen einstellbaren Widerstand anzuordnen, um die Differenz zwischen den beiden Spannungsniveaus für das Ansprechen und Abfallen des Relais einstellen zu können.It is also advantageous to have an adjustable diode in parallel with the Zener diode Arrange resistor to account for the difference between the two voltage levels to be able to set the response and dropout of the relay.

In der Figur ist die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung dargestellt. An den mit + und - bezeichneten Klemmen auf der rechten Seite liegt die Batteriespannung. Hittels des Relais REL wird das elektrische Gerät, beispielsweise ein Kthlschrank, an die Fahrzeugbatterie angeschaltet. Die entsprechenden Relaiskontakte sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Zur Spannungsüberwachung ist der Transistor T1 vorgesehen, dessen Kollektor und Emitter in Reihe mit der Relaisspule und der Zenerdiode Z an der Batteriespannung liegen. Bei entsprechender Basisspannung am Transistor T1 wird das Relais erregt. Zur Relaisspule ist in an sich bekannter Weise eine Diode D2 parallel geschaltet. Ferner ist noch die Diode D1 vorgesehen, um eine Falschpolung zu verhindern. Der Schalter Sl wird durch die Regelungseinrichtung, z.B. durch den Thermostaten eines Kühlschrankes, betätigt. Er liegt in Reihe mit den Widerständen Rl, R2 und R3 an der Batteriespannung, wobei der Widerstand R2 einen veränderbaren Abgriff besitzt, der an die Basis des Transistors T1 angeschlossen ist. Die Widerstände sind so gewählt, daß beim Schließen des Schalters S1 der Transistor T1 leitend wird und Strom durch die Spule des Relais REL fließt.In the figure, the circuit arrangement according to the invention is shown. The battery voltage is applied to the terminals marked + and - on the right-hand side. With the aid of the REL relay, the electrical device, for example a refrigerator, connected to the vehicle battery. The corresponding relay contacts are in the drawing does not shown. For voltage monitoring is the Transistor T1 is provided, its collector and emitter in series with the relay coil and the Zener diode Z are connected to the battery voltage. With a corresponding base voltage the relay is energized at transistor T1. The relay coil is known per se Way a diode D2 connected in parallel. Furthermore, the diode D1 is provided, to prevent reverse polarity. The switch Sl is controlled by the control device, e.g. operated by the thermostat of a refrigerator. He is in line with the resistors Rl, R2 and R3 to the battery voltage, the resistor R2 has a variable tap connected to the base of transistor T1 is. The resistors are chosen so that when the switch S1 closes, the transistor T1 becomes conductive and current flows through the coil of the relay REL.

Eine Erregung des Relais ist jedoch nur möglich, wenn die Batteriespannung einen genügend hohen Wert hat. Parallel zur Zenerdiode Z liegt die Reihenschaltung mit dem einstellbaren Widerstand R5 und dem Widerstand R6. Wenn dieser Nebenschlußteil hochohmig ist, bestimmt praktisch die Zenerdiode den Abfallwert des Relais. Ist der Nebenschluß niederohmig, eo wird ein Teil des notwendigen Haltestromes des Relais an der Zenerdiode vorbeigeleitet und der Abstand zwischen Ansprechwert und Abfallwert wird größer.Excitation of the relay is only possible if the battery voltage has a sufficiently high value. The series circuit is parallel to the Zener diode Z. with the adjustable resistor R5 and the resistor R6. If this shunt part is high resistance, the zener diode practically determines the dropout value of the relay. is the shunt is low resistance, eo becomes part of the necessary holding current of the relay bypassed the zener diode and the distance between pickup value and dropout value becomes larger.

Wenn das Fahrzeug in Bewegung ist, d.h. wenn die Lichtmaschine genügend Strom zum Aufladen der Batterie und zum Betreiben des Kühlschrankes liefert, wird durch die dabei auftretenden Erschütterungen der Pendelschalter S2 kurzzeitig betätigt.When the vehicle is in motion, i.e. when the alternator is sufficient Provides power to charge the battery and operate the refrigerator The pendulum switch S2 is briefly actuated by the vibrations that occur.

Dadurch wird der Kondensator C aufgeladen. Der Kondensator C kann sich über den Transistor T2 entladen. Auf diese Weise wird die Basisspannung von Tl verändert, so daß das Relais erregt wird. Das Relais zieht, unabhängig von der Stellung des Schalters S1, an, d.h. der Kühlschrank wird unabhängig von der eingestellten Temperatur betrieben. Das Relais bleibt auch dann, wenn der Schalter S2 nicht mehr betätigt wird, noch eine Zeit lang angezogen, wonach die Anlage auf normalen Batteriebetrieb übergeht, d.h. die Spannung wird überwacht und der Kühlschrank arbeitet wieder mit Thermostat.This causes the capacitor C to be charged. The capacitor C can discharge through the transistor T2. In this way, the base voltage of Tl changed so that the relay is energized. The relay pulls, regardless of the position of switch S1, i.e. the refrigerator becomes independent operated by the set temperature. The relay remains even if the Switch S2 is no longer operated, still tightened for a while, after which the System goes over to normal battery operation, i.e. the voltage is monitored and the refrigerator works with the thermostat again.

Wenn das Fahrzeug fährt, wird alse der Kühlschrank auf tiefere Temperaturen gebracht als bei Thermostatbetrieb, wodurch Batterieenergie bei nachfolgendem Stillstand des Failrzeugs gespart wird. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel, das für eine sechszellige Fahrzeugbatterie bestbammt war, waren die Bauelemente so bemessen, daß bei einer Zellenspannung von mehr als 1,86 Volt ein angeschlossener Kühlschrank über den Thermostaten aus der Batterie gespeist wurde, während bei einer Zellenspannung von weniger als 1,7 Volt der Kühlschrank von der Batterie abgetrennt wurde. Weiter waren die Bauelemente so bemessen, daß nach der letzten Betätigung des Schalters S2 das Relais noch für etwa 120 Sekunden angezogen blieb0 Anlagen: 6 Patentansprüche l Bl.ZeichnungWhen the vehicle is moving, the refrigerator is set to lower temperatures brought than with thermostat operation, whereby battery energy in the following standstill of the fail tool is saved. In a practical embodiment that works for a six-cell vehicle battery was the best, the components were dimensioned in such a way that that with a cell voltage of more than 1.86 volts a connected refrigerator was fed via the thermostat from the battery, while at a cell voltage less than 1.7 volts the refrigerator has been disconnected from the battery. Further the components were dimensioned so that after the last actuation of the switch S2 the relay remained energized for about 120 seconds0 Attachments: 6 claims l sheet drawing

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 44 Arrangement for the supply of electrical Devices that have a storage effect and a regulating device for charging of the memory, from a battery charged by a power generator can be, especially for feeding refrigerators in vehicles, d a d u notify that the electrical device has a relay (REL) can be connected to the battery, the field winding of which is in series with the collector and Emitter of a transistor (T1) and a Zener diode (Z) on the battery voltage and the base voltage of the transistor (T1) from the control device (set) of the device is affected.

2.> Arrangement according to claim 1 for vehicles in which during driving the battery is charged by the power generator, characterized in that a shock-sensitive switch (S2) in series with a capacitor (C) is due to the battery voltage and the base voltage by pressing the switch of the transistor (T1) independent of the control device (S1) of the device in The sense of an actuation of the relay (REL) is changed.

3.) Arrangement according to claim 2, characterized in that the connection point between the shock-sensitive switch (S2) and the capacitor (C) is connected to the base of a second transistor (T2), the emitter of which is connected to the battery terminal to which the connection point remote assignment of the capacitor (C) is connected, and that the collector of the second transistor (T2) is connected to the base of the first transistor (tut) is.

4.) Arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that the Switch (S1) of the control device in series with at least one resistor (R2) to the battery voltage and a tap of the resistor to the base of the first transistor <Ti) connected is 5.) Arrangement according to claim 1 to 4, characterized characterized in that an adjustable resistor (R5) is parallel to the Zener diode (Z) lies.

6.) Arrangement according to claim 1 to 5, characterized in that for Protection of the components when connecting the battery with wrong polarity a diode (D1) is provided in the battery lead.