DE19618236A1 - Spannungsversorgung für mobile elektrische Geräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltung für eine in einem Gehäuse untergebrachte elektrische Gleichspannungsquelle, insbesondere eine Batterie, einen Akkumulator, oder dergleichen.

Mobile elektrische Geräte weisen üblicherweise eine netzunabhängige Spannungsversorgung auf. Dabei handelt es sich zumeist um eine Gleichspannungsquelle, beispielsweise um eine Batterie oder einen Akkumulator. Durch den Betrieb des elektrischen Geräts wird eine derartige Gleichspannungsquelle oft relativ schnell entladen. Aus diesem Grund ist die Gleichspannungsquelle zumeist derart ausgestaltet, daß sie schnell vom Benutzer gegen eine voll aufgeladene Gleichspannungsquelle ausgetauscht werden kann. Es hat sich nun herausgestellt, daß trotz aller schaltungstechnischen Sicherheitsmaßnahmen immer wieder Kurzschlüsse oder sonstige Defekte in dem elektrischen Gerät auftreten, die letztendlich zu einem Kurzschluß zwischen den Polen der Gleichspannungsquelle und damit zu einem hohen Stromfluß durch das elektrische Gerät führen. Dies kann nicht nur die Zerstörung von Bauteilen des elektrischen Geräts zur Folge haben, sondern darüber hinaus die Gefahr von Schmorbränden oder dergleichen. Ähnliche Gefahren bestehen insbesondere bei voll aufgeladenen Gleichspannungsquellen, die noch nicht in das elektrische Gerät eingesteckt worden sind, die jedoch vom Benutzer oft ohne jegliche Schutzmaßnahmen mitgeführt werden. Hier entsteht ebenfalls häufig ein unmittelbarer Kurzschluß zwischen den Polen der Gleichspannungsquelle, der aufgrund des dadurch fließenden, äußerst hohen Stroms häufig die Zerstörung der Gleichspannungsquelle zur Folge hat.

Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Schaltung für eine derartige Gleichspannungsquelle zu schaffen, die einen wirksamen Schutz gegen die beschriebenen Gefahren bietet.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß einer der Pole der Gleichspannungsquelle über eine Schaltvorrichtung aus dem Gehäuse herausgeführt ist, wobei die Schaltvorrichtung von außerhalb des Gehäuses steuerbar ist. Es kann sich dabei um den spannungsführenden Pol, wie auch um den Massepol der Gleichspannungsquelle handeln. Besonders zweckmäßig ist es, den spannungsführenden Pol der Gleichspannungsquelle über die Schaltvorrichtung aus dem Gehäuse herauszuführen.

Mit Hilfe der Schaltvorrichtung kann die Gleichspannungsquelle "abgeschaltet" werden. Im ausgeschalteten Zustand der Gleichspannungsquelle liegt an den außen am Gehäuse abgreifbaren Polen keine Spannung mehr an. Ein Kurzschluß zwischen diesen Polen ist somit nicht möglich. Jegliche Schäden, die durch einen derartigen Kurzschluß auftreten können, sind somit ausgeschlossen. Im eingeschalteten Zustand der Gleichspannungsquelle liegt zwischen den außen am Gehäuse abgreifbaren Polen die volle Spannung der Gleichspannungsquelle an. Mit dieser Spannung kann dann das elektrische Gerät betrieben werden.

Der Benutzer das elektrischen Geräts kann somit durch das Ausschalten der Gleichspannungsquelle das gesamte elektrische Gerät einschließlich der Gleichspannungsquelle in einen betriebssicheren Zustand überführen, in dem ein Kurzschluß innerhalb des Geräts oder an den außen am Gehäuse abgreifbaren Polen der Gleichspannungsquelle nicht möglich ist. Theoretisch ist nur innerhalb des Gehäuses ein Kurzschluß denkbar; die Wahrscheinlichkeit für einen derartigen Kurzschluß ist jedoch äußerst gering, da durch die Einkapselung der elektrischen Schaltung innerhalb des Gehäuses die gefährdeten Pole von außen gar nicht zugänglich sind.

Die von außerhalb des Gehäuses erfolgende Steuerung der Schaltvorrichtung kann auf verschiedene Weisen erfolgen. So ist es möglich, daß ein mechanischer Schalter vorgesehen ist, der vom Benutzer bedient werden kann. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß über weitere, außen am Gehäuse abgreifbare Anschlußpunkte die Schaltvorrichtung elektrisch steuerbar ist. Des weiteren sind theoretisch auch drahtlose Steuerungen der Schaltvorrichtung denkbar.

Insgesamt hat die erfindungsgemäße elektrische Schaltung den Vorteil, daß durch die zwischengeschaltete Schaltvorrichtung an den außen am Gehäuse abgreifbaren Polen der Gleichspannungsquelle keine Spannung anliegt.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zur Steuerung der Schaltvorrichtung zum einen der spannungsführende Pol der Gleichspannungsquelle über einen Widerstand und zum anderen eine mit der Schaltvorrichtung verbundene Steuerleitung aus dem Gehäuse herausgeführt. Auf diese Weise kann eine elektrische Steuerung der Schaltvorrichtung realisiert werden. So kann beispielsweise zwischen den über den Widerstand herausgeführten spannungsführenden Pol und die Steuerleitung ein Ein-/Ausschalter geschaltet werden, der im geschlossenen Zustand die Schaltvorrichtung in ihren ebenfalls eingeschalteten Zustand steuert. Dies hat zur Folge, daß bei geschlossenem Ein-/Ausschalter an den außen am Gehäuse abgreifbaren Polen der Gleichspannungsquelle eine Spannung anliegt. Im geöffneten Zustand des Ein-/Ausschalters hingegen öffnet die Schaltvorrichtung, so daß dann an den außen am Gehäuse abgreifbaren Polen der Gleichspannungsquelle keine Spannung verfügbar ist. Der genannte Ein-/Ausschalter kann innerhalb des elektrischen Geräts angeordnet sein, insbesondere kann es sich dabei um den Ein-/Ausschalter des elektrischen Geräts handeln.

Die beschriebene Weiterbildung der Erfindung hat somit den Vorteil, daß die Schaltvorrichtung elektrisch in ihren eingeschalteten Zustand steuerbar ist. Diese elektrische Steuerung kann dabei vom elektrischen Gerät aus erfolgen. Ist die Gleichspannungsquelle vom elektrischen Gerät abgekuppelt, geht die Schaltvorrichtung automatisch in ihren geöffneten Zustand über, so daß ein Kurzschluß an den außen am Gehäuse abgreifbaren Polen der Gleichspannungsquelle nicht möglich ist.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist als Schaltvorrichtung ein Relais, ein Thyristor oder dergleichen vorgesehen. Als Schaltvorrichtung ist somit ein elektrisches bzw. elektromechanisches Bauteil vorgesehen. Bei diesen Bauteilen ist eine hohe Zuverlässigkeit, hohe Schaltsicherheit und hohe Standzeit gewährleistet. Ein Defekt dieser Bauteile ist äußerst unwahrscheinlich, so daß auch ein Kurzschluß innerhalb des Gehäuses aufgrund eines derartigen Defekts sehr unwahrscheinlich ist.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zur Ansteuerung der Schaltvorrichtung ein Transistor vorgesehen. Dies hat den Vorteil, daß der für die Steuerung der Schaltvorrichtung erforderliche Strom unabhängig ist von dem für die Betätigung der Schaltvorrichtung erforderlichen Strom. Ist als Schaltvorrichtung beispielsweise ein Relais vorgesehen, so kann der für die Betätigung des Relais erforderliche Strom höher sein als der für die Steuerung des Relais erforderliche Strom. Dadurch kann auf der einen Seite der Stromverbrauch im ausgeschalteten Zustand der Schaltvorrichtung auf ein Minimum beschränkt werden, während auf der anderen Seite die Schaltsicherheit des Relais durch einen relativ hohen Strom bei dessen Betätigung auf ein Maximum erhöht werden kann.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Basis des Transistors mit der aus dem Gehäuse herausgeführten Steuerleitung verbunden ist, wenn der Emitter des Transistors mit dem Massepol der Gleichspannungsquelle verbunden ist, wenn die Spule des Relais zum einen mit dem Kollektor des Transistors sowie zum anderen mit dem spannungsführenden Pol der Gleichspannungsquelle verbunden ist, und wenn mittels der Spule ein mit dem spannungsführenden Pol der Gleichspannungsquelle verbundener Schalter ein- und ausschaltbar ist. Diese Schaltungsanordnung hat sich in der Praxis als besonders vorteilhaft erwiesen. Insbesondere hat sich herausgestellt, daß diese Schaltung im eingeschalteten, wie auch im ausgeschalteten Zustand der Schaltvorrichtung besonders zweckmäßige elektrische Eigenschaften im Hinblick auf Stromverbrauch, Schaltsicherheit, usw. aufweist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die erfindungsgemäße elektrische Schaltung in einer Spannungsversorgungseinheit eines elektrischen Geräts verwendet wird. Die Spannungsversorgungseinheit weist dabei eine in einem Gehäuse untergebrachte elektrische Gleichspannungsquelle sowie die ebenfalls in dem Gehäuse untergebrachte elektrische Schaltung auf. Die Spannungsversorgungseinheit ist üblicherweise an das elektrische Gerät ankuppelbar. Bei insbesondere mobilen elektrischen Geräten, wie beispielsweise bei tragbaren Radiogeräten oder dergleichen, ist die Spannungsversorgungseinheit üblicherweise als Paket in das Gerät einsteckbar. Diese erfindungsgemäße Spannungsversorgungseinheit weist die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung bereits beschriebenen Vorteile ebenfalls auf. Insbesondere ist ein Kurzschluß zwischen den außen am Gehäuse abgreifbaren Polen der Gleichspannungsquelle bei nicht eingesteckter Spannungsversorgungseinheit nicht möglich.

Des weiteren ist es besonders vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäße Spannungsversorgungseinheit in einem elektrischen Gerät, vorzugsweise in einem tragbaren Computer verwendet wird. Die Spannungsversorgungseinheit ist dabei an das elektrische Gerät ankuppelbar und damit leicht austauschbar. Mit Hilfe der Schaltvorrichtung in der erfindungsgemäßen Spannungsversorgungseinheit ist das elektrische Gerät im ausgeschalteten Betriebszustand sicher vor Kurzschlüssen und deren Folgen geschützt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts ist zur Steuerung der Schaltvorrichtung ein vom Benutzer bedienbarer Ein-/Ausschalter vorgesehen. Dabei kann es sich zweckmäßigerweise unmittelbar um den Ein-/Ausschalter des elektrischen Geräts handeln. Wenn der Benutzer somit das elektrische Gerät an dem Ein-/Ausschalter ein- oder ausschaltet, wird nicht nur an irgendeiner Stelle innerhalb des Geräts der Stromkreis unterbrochen, sondern es wird über die Schaltvorrichtung in der Spannungsversorgungseinheit die Gleichspannungsquelle ein- oder ausgeschaltet. Dies hat die schon erläuterten Vorteile zur Folge. Insbesondere liegt an den außen am Gehäuse der Spannungsversorgungseinheit abgreifbaren Pole der Gleichspannungsquelle im ausgeschalteten Zustand keine Spannung an, so daß auch keine Kurzschlüsse auftreten können.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Geräts ist zur Steuerung der Schaltvorrichtung ein vom Gerät steuerbarer Ein-/Ausschalter vorgesehen. Bei diesem Ein-/Ausschalter kann es sich beispielsweise um ein elektrisches Bauteil handeln, das die Schaltvorrichtung in der Spannungsversorgungseinheit in den eingeschalteten Zustand überführt, sobald beispielsweise die Gleichspannungsquelle in der Spannungsversorgungseinheit über einen Netzanschluß und ein entsprechendes Ladegerät wieder aufgeladen werden soll. Ein derartiger Netzanschluß mit einem zugehörigen Ladegerät ist bei den meisten mobilen elektrischen Geräten vorgesehen. Mit Hilfe des vom Gerät selbst steuerbaren Ein-/Ausschalters ist somit ein Aufladen der Gleichspannungsquelle möglich, ohne daß die erfindungsgemäße Schaltung in der Spannungsversorgungseinheit geändert werden muß.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Geräts sind Mittel vorgesehen zur Messung des tatsächlich in das Gerät einfließenden Stroms, zum Vergleich des Stroms mit einem Sollwert und zur davon abhängigen Steuerung der Schaltvorrichtung. Mit Hilfe dieser Mittel ist es möglich, den im eingeschalteten Zustand des elektrischen Geräts fließenden Strom auf einen Maximalwert zu begrenzen. Wird dieser Maximalwert überschritten, so wird die Schaltvorrichtung in der Spannungsversorgungseinheit ausgeschaltet. Dies hat zur Folge, daß kein Strom mehr fließt. Das elektrische Gerät ist somit gegen einen zu hohen Stromfluß abgesichert. Der maximal zulässige Stromfluß kann dabei veränderbar sein. So ist es möglich, daß beispielsweise bei einem tragbaren Computer dieser maximale Stromfluß in Abhängigkeit von den tatsächlich jeweils momentan betriebenen Komponenten das Computers eingestellt wird. Die Mittel, mit denen erfindungsgemäß die Strombegrenzung vorgenommen wird, können zweckmäßigerweise in dem elektrischen Gerät selbst untergebracht sein, es ist aber auch möglich, daß die Mittel, zumindest teilweise, in der Spannungsversorgungseinheit untergebracht sind, insbesondere als zusätzliche Bestandteile der erfindungsgemäßen Schaltung.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung näher dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen und/oder deren Rückbeziehung.

Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung für eine in einem Gehäuse untergebrachte elektrische Gleichspannungsquelle, und

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild einer Erweiterung der elektrischen Schaltung der Fig. 1.

In der Fig. 1 ist eine Spannungsversorgungseinheit 1 dargestellt, die an ein elektrisches Gerät 2 ankuppelbar ist. Bei dem elektrischen Gerät 2 handelt es sich beispielweise um einen tragbaren Computer. Die Ankupplung der Spannungsversorgungseinheit 1 an das elektrische Gerät 2 kann beispielsweise mit Hilfe von Stiften erfolgen, die in zugeordnete Buchsen einsteckbar sind. Üblicherweise ist des weiteren in dem elektrischen Gerät 2 ein Hohlraum oder dergleichen vorgesehen, in dem die Spannungsversorgungsein­ heit I untergebracht ist. Das Einlegen oder Einstecken der Spannungsversorgungseinheit 1 in diesen Hohlraum bewirkt dann meist gleichzeitig die elektrische Verbindung zwischen der Spannungsversorgungseinheit 1 und dem elektrischen Gerät 2, beispielsweise durch Einstecken der Stifte in die zugeordneten Buchsen.

Die Spannungsversorgungseinheit 1 weist ein Gehäuse 3 auf, in dem eine Gleichspannungsquelle 4 und eine elektrische Schaltung 5 untergebracht sind. Bei der Gleichspannungsquelle 4 kann es sich um eine Batterie oder einen Akkumulator handeln. Die Gleichspannungsquelle 4 weist einen spannungsführenden Pol 6 und einen Massepol 7 auf. Der Massepol 7 ist mit einem außen am Gehäuse 3 abgreifbaren Minus-Anschlußpunkt 8 verbunden.

Die elektrische Schaltung 5 weist ein Relais 9 auf, das einen Schalter 10 und eine den Schalter steuernde Spule 11 enthält. Der Schalter 10 ist zum einen mit dem spannungsführenden Pol 6 der Gleichspannungsquelle 4 sowie zum anderen mit einem außen am Gehäuse abgreifbaren Plus-Anschlußpunkt 12 verbunden. Die Spule 11 ist zum einen mit dem spannungsführenden Pol 6 der Gleichspannungsquelle 4 sowie zum anderen mit dem Kollektor eines NPN-Transistors 13 verbunden, dessen Emitter mit dem Massepol 7 der Gleichspannungsquelle 4 verbunden ist.

Die Basis des Transistors 13 ist mit einem ersten Steueranschlußpunkt 14 verbunden, der außen am Gehäuse 3 der Spannungsversorgungseinheit 1 abgreifbar ist. Des weiteren ist der spannungsführende Pol 6 über einen Widerstand 15 mit einem zweiten Steueranschlußpunkt 16 verbunden, der ebenfalls außen am Gehäuse 3 abgreifbar ist.

Das elektrische Gerät 2 weist an seiner Außenseite zwei Anschlußpunkte 17, 18 auf, die dem Minus-Anschlußpunkt 8 und dem Plus-Anschlußpunkt 12 der Spannungsversorgungseinheit 1 zugeordnet sind. Über diese Anschlußpunkte 17, 18 kann das elektrische Gerät 2 mit der für den Betrieb erforderlichen Spannung versorgt werden. Des weiteren weist das elektrische Gerät 2 Steueranschlußpunkte 19, 20 auf, die den Steueranschlußpunkten 14, 16 der Spannungsversorgungseinheit 1 zugeordnet sind. Zwischen die Steueranschlußpunkte 19, 20 des elektrischen Geräts 2 ist zum einen ein Ein-/Ausschalter 21 geschaltet, der vom Benutzer des elektrischen Geräts 2 betätigt werden kann, sowie zum anderen ein Ein-/Ausschalter 22, der vom elektrischen Gerät 2 selbst gesteuert werden kann.

Bei dem vom Benutzer betätigbaren Ein-/Ausschalter 21 kann es sich unmittelbar um den Ein-/Ausschalter des elektrischen Geräts handeln. Der vom elektrischen Gerät 2 selbst ansteuerbare Ein-/Ausschalter 22 kann beispielsweise im Zusammenhang stehen mit einer netzabhängigen Ladevorrichtung für die Gleichspannungsquelle 4.

Wenn die Spannungsversorgungseinheit 1 nicht an das elektrische Gerät 2 angekuppelt ist, wenn also keine elektrische Verbindung zwischen der Spannungsversorgungseinheit 1 und dem elektrischen Gerät 2 besteht, so befindet sich der Transistor 13 in seinem gesperrten, ausgeschalteten Zustand. Dies hat zur Folge, daß das Relais 9 nicht anzieht und damit der Schalter 10 geöffnet ist. Es besteht somit keine Verbindung von dem spannungsführenden Pol 6 der Gleichspannungsquelle 4 zu dem Plus-Anschlußpunkt 12 an der Außenseite des Gehäuses 3 der Spannungsversorgungseinheit 1. Zwischen dem Plus-Anschlußpunkt 12 und dem Minus-Anschlußpunkt 8 der Spannungsversorgungseinheit 1 existiert somit keine Spannung.

Aufgrund der Verbindung des spannungsführenden Pols 6 mit dem Steueranschlußpunkt 16 an der Außenseite des Gehäuses 3 der Spannungsversorgungseinheit 1 ist dort jedoch eine Spannung zu dem Minus-Anschlußpunkt 8 vorhanden. Mit Hilfe des Widerstands 15 kann der maximal fließende Strom zwischen dem Steueranschlußpunkt 16 und dem Minus-Anschlußpunkt 8 auf einen äußerst geringen Wert eingestellt werden. Dadurch können auch insoweit die möglichen Folgen eines Kurzschlusses sicher vermieden werden.

Ist die Spannungsversorgungseinheit 1 an das elektrische Gerät 2 angekuppelt, sind also die Anschlußpunkte 8, 12 der Spannungsversorgungseinheit 1 mit den Anschlußpunkten 17, 18 des elektrischen Geräts 2 sowie die Steueranschlußpunkte 14, 16 der Spannungsversorgungseinheit 1 mit den Steueranschlußpunkten 19, 20 des elektrischen Geräts 2 verbunden, so kann über die Ein-/Ausschalter 21, 22 die elektrische Schaltung 5 in Spannungsversorgungsein­ heit 1 gesteuert werden.

Befinden sich die Ein-/Ausschalter 21, 22 in ihrem geöffneten Zustand, so befindet sich auch der Transistor 13 in seinem geöffneten und damit leitenden Zustand und der Plus-Anschlußpunkt 12 der Spannungsversorgungseinheit 1 weist keine Spannung auf.

Wird jedoch der Ein-/Ausschalter 21 vom Benutzer geschlossen, so fließt ein Strom vom spannungsführenden Pol 6 über den Widerstand 15 und den Ein-/Ausschalter 21 zur Basis des Transistors 13. Dadurch geht der Transistor 13 in seinen leitenden Zustand über, so daß ein Strom vom Kollektor zum Emitter des Transistors 13 fließen kann. Dies hat zur Folge, daß ein Strom vom spannungsführenden Pol 6 über die Spule 11 zum Massepol 7 der Gleichspannungsquelle 4 fließt. Durch diesen Stromfluß wird die Spule 11 erregt, so daß der Schalter 10 angezogen und damit geschlossen wird. Nunmehr ist der spannungsführende Pol 6 der Gleichspannungsquelle 4 mit dem Plus-Anschlußpunkt 12 verbunden. Dies bedeutet, daß der außen am Gehäuse 3 abgreifbare Plus-Anschlußpunkt 12 eine Spannung aufweist. Der mit dem Plus-Anschlußpunkt 12 der Spannungsversorgungseinheit 1 verbundene Anschlußpunkt 17 des elektrischen Geräts 2 wird somit von der genannten Spannung beaufschlagt, so daß das elektrische Gerät 2 betrieben werden kann. Durch die Betätigung des Ein-/Ausschalters 21 durch den Benutzer ist somit die Spannungsversorgungseinheit 1 "eingeschaltet" worden und damit auch das elektrische Gerät 2.

Wird der Ein-/Ausschalter 21 vom Benutzer wieder geöffnet, so hat dies zur Folge, daß der Transistor 13 wieder sperrt und somit das Relais 9 abfällt. Der Schalter 10 wird dadurch geöffnet, so daß der Plus-Anschlußpunkt 12 nicht mehr mit dem spannungsführenden Pol 6 der Gleichspannungsquelle 4 verbunden ist. Das elektrische Gerät 2 liegt somit nicht mehr an einer elektrischen Spannung und ist ausgeschaltet.

Wird das elektrische Gerät 2 mit einer netzabhängigen Ladevorrichtung verbunden, so bewirkt dieses Verbinden oder Einstecken der Ladevorrichtung gleichzeitig das Schließen des Ein-/Ausschalters 22. Dies hat, wie bereits erläutert, zur Folge, daß die von der Gleichspannungsquelle 4 gelieferte Spannung an den Anschlußpunkten 17, 18 des elektrischen Geräts 2 anliegt. Aufgrund der angeschlossenen Ladevorrichtung wird nunmehr jedoch nicht das elektrische Gerät 2 von der Gleichspannungsquelle 4 mit Spannung versorgt, sondern statt dessen wird die Gleichspannungsquelle 4 von der Ladevorrichtung über das elektrische Gerät 2 aufgeladen. Dies erfolgt unmittelbar über die beschriebene elektrische Verbindung der Spannungsversorgungseinheit 1 und des elektrischen Geräts 2. Wird die Ladevorrichtung wieder vom elektrischen Gerät 2 entfernt, so hat dies zur Folge, daß der Ein-/Ausschalter 22 sich öffnet und dadurch die Verbindung des spannungsführenden Pols 6 der Gleichspannungsquelle 4 und des Plus-Anschlußpunkts 12 wieder unterbrochen wird.

Des weiteren ist es möglich, daß die mit dem elektrischen Gerät 2 verbindbare Ladevorrichtung nicht nur zum Aufladen der Gleichspannungsquelle 4 der Spannungsversorgungsein­ heit 1 vorgesehen ist, sondern gleichzeitig zur Spannungsversorgung des elektrischen Geräts 2 selbst. In diesem Fall kann der Benutzer bei eingesteckter Ladevorrichtung das elektrische Gerät 2 mit Hilfe des Ein-/Ausschalters 21 gleichzeitig betreiben. Die Funktionen der beiden Ein-/Ausschalter 21, 22 überlagern sich dabei. Solange einer der beiden Ein-/Ausschalter 21, 22 sich in seinem geschlossenen Zustand befindet, ist der Schalter 10 geschlossen und damit der spannungsführende Pol 6 der Gleichspannungsquelle 4 mit dem plus-Anschlußpunkt 12 der Spanungsversorgungseinheit 1 verbunden. Das elektrische Gerät kann somit solange betrieben und gleichzeitig aufgeladen werden, bis beide Ein-/Ausschalter 21, 22 wieder geöffnet sind.

Wenn man das Relais 9 und den Transistor 13 in der Spannungsversorgungseinheit 1 zu einer gedachten verallgemeinerten Schaltvorrichtung 23 zusammenfaßt, so ergibt sich eine elektrische Schaltung 5, die im wesentlichen nur noch aus dieser zwischen den spannungsführenden Pol 6 und den Plus-Anschlußpunkt 12 geschalteten Schaltvorrichtung 23, einer die Schaltvorrichtung 23 mit dem Steueranschlußpunkt 14 verbindenden Steuerleitung 24 und der beschriebenen Verbindung des spannungsführenden Pols 6 über den Widerstand 15 zu dem Steueranschlußpunkt 16 besteht. Bei dieser verallgemeinerten elektrischen Schaltung 5 kann die Schaltvorrichtung 23 auch aus einem Thyristor, einem Leistungstransistor oder dergleichen bestehen.

In der Fig. 2 weist das elektrische Gerät 2 eine elektrische Schaltung 25 auf, die den in das elektrische Gerät 2 einfließenden Strom begrenzt. Der Anschlußpunkt 17 ist mit einer Strommeßvorrichtung 26, insbesondere mit einem Shunt oder dergleichen verbunden, an dessen Ausgang 27 ein Signal zur Verfügung steht, das den tatsächlich in das elektrische Gerät 2 einfließenden Strom repräsentiert. Dieser Wert wird mit Hilfe einer Vergleichsvorrichtung 28 mit einem Sollwert 29 verglichen. Der Ausgang der Vergleichsvorrichtung 28 wirkt auf einen Schalter 30 ein, der zwischen den Steueranschlußpunkt 19 und die beiden Ein-/Ausschalter 21, 22 geschaltet ist.

Ist der tatsächlich in das elektrische Gerät 2 einfließende Strom kleiner als der Sollwert, so verbleibt der Schalter 30 in seinem Ruhezustand, also in seinem geschlossenen Zustand. Dies hat zur Folge, daß der zwischen den Steueranschlußpunkt 19 und die beiden Ein-/Ausschalter 21, 22 geschaltete Schalter 30 keine Wirkung zeigt und somit die anhand der Fig. 1 beschriebene Funktionsweise gegeben ist.

Überschreitet jedoch der tatsächlich in das elektrische Gerät 2 einfließende Strom den vorgegebenen Sollwert, so hat dies zur Folge, daß der Schalter 30 von der Vergleichsvorrichtung 28 geöffnet wird. Der Stromfluß über den Schalter 30 wird dadurch unterbrochen, so daß der Transistor 13 in der Spannungsversorgungseinheit 1 sperrt. Dies hat zur Folge, daß das Relais 9 abfällt und somit der spannungsführende Pol 6 von dem Plus-Anschlußpunkt 12 der Spannungsversorgungseinheit 1 getrennt wird. An dem elektrischen Gerät 2 liegt somit keine Spannung mehr an und es kann kein Strom mehr fließen.

Mit Hilfe einer Zeitschaltung oder dergleichen kann nach dem Unterbrechen des Stromflusses der Schalter 30 wieder geschlossen werden, so daß der Betrieb des elektrischen Geräts 2 fortgesetzt werden kann.

Ebenfalls ist es möglich, mit Hilfe von Zeitschaltungen oder dergleichen eine Unterbrechung des Stromflusses über den Schalter 30 erst dann hervorzurufen, wenn der tatsächlich in das elektrische Gerät 2 fließende Strom den vorgegebenen Sollwert für eine bestimmte Zeitdauer überschreitet. Auf diese Weise können Stromspitzen und dergleichen nicht zu einer sofortigen Stromabschaltung führen.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß der Sollwert variabel veränderbar ist. Dabei kann der Sollwert an den jeweils momentanen Strombedarf des elektrischen Geräts angepaßt werden. So kann beispielsweise der Sollwert bei einem tragbaren Computer erhöht werden, wenn beispielsweise die Festplatte tätig wird. Entsprechend ist es möglich, den Sollwert zu erniedrigen, wenn beispielsweise der Bildschirm abgeschaltet wird. Auf diese Weise ist es möglich, in jedem Zeitpunkt einen Sollwert vorzugeben, der den tatsächlichen Strombedarf des elektrischen Geräts 2 darstellt, so daß eine Überschreitung des Sollwerts in jedem Fall ein sicheres Zeichen für eine Fehlfunktion ist und somit berechtigterweise eine Unterbrechung des Stromflusses ausgelöst wird.

Die in der Fig. 2 dargestellte elektrische Schaltung 25 ist, wie beschrieben, im elektrischen Gerät 2 untergebracht. Auf diese Weise ist es beispielsweise bei einem tragbaren Computer möglich, insbesondere die Vergleichsvorrichtung 30 und vor allem auch die variable Sollwertvorgabe durch den Prozessor des tragbaren Computers unmittelbar durchführen zu lassen. Abweichend davon ist es jedoch auch möglich, daß die gesamte elektrische Schaltung 25 oder zumindest Bestandteile davon nicht im elektrischen Gerät 2, sondern in der Spannungsversorgungseinheit 1 untergebracht sind. Dies kann dann weitere elektrische Verbindung zwischen der Spannungsversorgungseinheit 1 und dem elektrischen Gerät 2 erforderlich machen.

Claims (10)

1. Elektrische Schaltung (5) für eine in einem Gehäuse (3) untergebrachte elektrische Gleichspannungsquelle (4), insbesondere eine Batterie, einen Akkumulator, oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Pole (6, 7) der Gleichspannungsquelle (4) über eine Schaltvorrichtung (23) aus dem Gehäuse (3) herausgeführt ist, wobei die Schaltvorrichtung (23) von außerhalb des Gehäuses (3) steuerbar ist.

2. Elektrische Schaltung (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Schaltvorrichtung (23) zum einen der spannungsführende Pol (6) der Gleichspannungsquelle (4) über einen Widerstand (15) und zum anderen eine mit der Schaltvorrichtung (23) verbundene Steuerleitung (24) aus dem Gehäuse (3) herausgeführt ist.

3. Elektrische Schaltung (5) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltvorrichtung (23) ein Relais (9), ein Thyristor, oder dergleichen vorgesehen ist.

4. Elektrische Schaltung (5) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ansteuerung der Schaltvorrichtung (23) ein Transistor (13) vorgesehen ist.

5. Elektrische Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des Transistors (13) mit der aus dem Gehäuse (3) herausgeführten Steuerleitung (24) verbunden ist, daß der Emitter des Transistors (13) mit dem Massepol (7) der Gleichspannungsquelle (4) verbunden ist, daß die Spule (11) des Relais (9) zum einen mit dem Kollektor des Transistors (13) sowie zum anderen mit dem spannungsführenden Pol (6) der Gleichspannungsquelle (4) verbunden ist, und daß mittels der Spule (11) ein mit dem spannungsführenden Pol (6) der Gleichspannungsquelle (4) verbundener Schalter (10) ein- und ausschaltbar ist.

6. Spannungsversorgungseinheit (1) für ein elektrisches Gerät (2), insbesondere für ein mobiles elektrisches Gerät, mit einer in einem Gehäuse (3) untergebrachten elektrischen Gleichspannungsquelle (4), gekennzeichnet durch eine elektrische Schaltung (5) nach einem der Ansprüche 1-5.

7. Elektrisches Gerät (2) vorzugsweise tragbarer Computer, gekennzeichnet durch eine ankuppelbare Spannungsversorgungseinheit (1) nach Anspruch 6.

8. Elektrisches Gerät (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Schaltvorrichtung (23) ein vom Benutzer bedienbarer Ein-/Ausschalter (21) vorgesehen ist.

9. Elektrisches Gerät (2) nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Schaltvorrichtung (23) ein vom Gerät (2) steuerbarer Ein-/Ausschalter (22) vorgesehen ist.

10. Elektrisches Gerät (2) nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (26, 28, 30) vorgesehen sind zur Messung des tatsächlich in das Gerät einfließenden Stroms, zum Vergleich des Stroms mit einem Sollwert und zur davon abhängigen Steuerung der Schaltvorrichtung (23).