DE19638062A1

DE19638062A1 - Alkaline-manganese dry battery charging method

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Publication number: DE19638062A1
Application number: DE19638062A
Authority: DE
Original assignee: Unomat & Co KG GmbH
Current assignee: Unomat & Co KG GmbH
Priority date: 1996-09-18
Filing date: 1996-09-18
Publication date: 1998-03-19

Abstract

The battery charging method uses a pulsed charging current (I) with a pulse amplitude of several hundred milliamp and a pulse duration (ti) which is a multiple of the time interval (to) between the pulses (10). A short duration discharge pulse (11) delivered to the battery between each two successive charging pulses, the amplitude of the discharge pulse being approximately twice the amplitude of the charging pulses.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufladen von Alkali-Mangan-Trockenbatterien.The invention relates to a method and an apparatus for Charging alkaline manganese dry cell batteries.

Bislang galt es als unmöglich, Alkali-Mangan-Trockenbatterien, die sehr häufig zum Betreiben elektrischer Geräte im Haushalt verwendet werden und als sogenannte Mignon- oder Micro-Zellen verkauft werden, nach der Entladung wieder aufzuladen. Waren die Batterien leer, so mußten sie durch neue ersetzt werden. Da nicht bei allen Geräten Batterien durch wiederaufladbare Akkus ersetzbar sind, stellt der häufige Batteriewechsel für den Verbraucher mit zunehmender Lebensdauer seines batteriege triebenen Gerätes einen deutlichen Kostenfaktor dar.So far, it was considered impossible to dry alkaline-manganese batteries, which are very common for operating electrical appliances in the home be used and as so-called mignon or micro cells sold, recharge after unloading. Were if the batteries were empty, they had to be replaced by new ones. Because not all devices have rechargeable batteries Batteries are replaceable, the frequent battery change for the consumer with increasing battery life driven device is a significant cost factor.

Zur Abhilfe dieses Problems stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Aufladen von Alkali-Mangan-Trockenbatterien vor, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die Batterie mit einem pulsierenden Ladestrom mit einer einige hundert Milliampère betragenden Amplitude der Ladeimpulse gespeist wird, wobei die Dauer der Ladeimpulse ein Vielfaches des zeitlichen Abstandes zwischen den Ladeimpulsen beträgt und zwischen den Ladeimpulsen jeweils ein kurzer negativer Entla destromimpuls auf die Batterie gegeben wird.To remedy this problem, the present invention provides a method for charging alkaline manganese dry cell batteries before, which is characterized according to the invention in that the Battery with a pulsating charging current with a few hundred milliampere amplitude of the charge pulses is fed, the duration of the charging pulses being a multiple the time interval between the charging pulses is and a short negative discharge between the charge pulses destructive pulse is given to the battery.

Es hat sich durch Versuche gezeigt, daß mit einem derartigen Ladestrom die bislang als nicht wiederaufladbar geltenden Alkali-Mangan-Trockenbatterien bis zu 60 mal wieder aufgeladen werden können. Für den Verbraucher lassen sich hierdurch er hebliche Einsparungen erzielen, da die Häufigkeit eines Batte riewechsels seiner Geräte ebenfalls um den Faktor 60 reduziert wird. Vorteilhafterweise können die Dauer, die Form und die Frequenz mindestens der Ladestromimpulse einstellbar sein. Auf diese Weise ist das Gerät nicht nur für Trockenbatterien, sondern auch für Alkali-Mangan- oder nickelhaltige Akkus ein setzbar. Die Amplitude der Entladestromimpulse kann vorteil hafterweise ungefähr zweimal so groß sein wie die Amplitude der Ladestromimpulse. Für ein besonders effektives Aufladen der Trockenbatterien ist eine Ladeimpulsdauer von ungefähr dem Zwanzigfachen der Entladeimpulsdauer vorteilhaft. Weiter läßt sich ein relativ schnelles Laden der Trockenbatterie dadurch erreichen, daß die Ladeimpulsdauer ungefähr das Zehnfache der Pausenlänge zwischen den einzelnen Ladeimpulsen betragen kann. Die Ladeimpulsdauer kann in der Größenordnung von einer Sekun de liegen. Bevorzugte Werte für die Amplitude der Ladestrom impulse können zwischen 300 und 600 Milliampere betragen.It has been shown through tests that with such a Charging current that was previously considered non-rechargeable Alkaline manganese dry cell batteries can be recharged up to 60 times can be. For the consumer, he can achieve substantial savings because of the frequency of a batte change of his devices also reduced by a factor of 60 becomes. Advantageously, the duration, the shape and the Frequency of at least the charging current pulses can be set. On this way the device is not only for dry cell batteries, but also for alkaline manganese or nickel-containing batteries settable. The amplitude of the discharge current pulses can be advantageous will be approximately twice the amplitude the charging current pulses. For particularly effective charging of the dry cell batteries is a charge pulse duration of approximately that Twenty times the discharge pulse duration is advantageous. Next lets a relatively quick charge of the dry battery achieve that the charge pulse duration approximately ten times that Pause length between the individual charging pulses can be. The charging pulse duration can be of the order of one second de lie. Preferred values for the amplitude of the charging current pulses can be between 300 and 600 milliamps.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufladen von Alkali-Man gan-Trockenbatterien speist die Batterien über ihre Anschluß klemmen mit einem pulsierenden Ladestrom mit einer Impulsam plitude von einigen hundert Milliampere und weist hierzu min destens einen Pulsgenerator auf. Die Impulsdauer und der zeit liche Abstand der Impulse können dabei einstellbar sein. Au ßerdem kann die Vorrichtung einen weiteren Pulsgenerator zur Erzeugung eines pulsierenden Entladestromes aufweisen. Dieser weitere Impulsgenerator kann beispielsweise einen pulsförmigen Entladestrom liefern. Wird die Vorrichtung zur Aufladung von Akkumulatoren verwendet, so kann durch anfängliches vollstän diges Entladen mittels des Entladestromes der sogenannte Memo ry-Effekt ausgeschaltet werden. Die erfindungsgemäße Vorrich tung kann entweder an das Wechselstromnetz oder aber auch an eine Batterie angeschlossen werden. Auch das Laden mehrerer Batterien gleichzeitig ist möglich.The device for charging Alkali-Man Gan dry batteries feed the batteries through their connection clamp with a pulsating charging current with an impulse plitude of a few hundred milliamps and has min at least a pulse generator. The pulse duration and the time Liche distance of the pulses can be adjustable. Au In addition, the device can be a further pulse generator Have generation of a pulsating discharge current. This further pulse generator can for example be a pulse Deliver discharge current. Will the device for charging Accumulators used, so it can be completed by initial unloading by means of the discharge current the so-called memo ry effect can be switched off. The Vorrich invention device can either be connected to the AC network or a battery can be connected. Even loading several Batteries at the same time is possible.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnung näher er läutert.Below is a preferred embodiment of one he device according to the invention with reference to the drawing purifies.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein Strom-Zeit-Diagramm mit Darstellung eines Ladestromes; Figure 1 is a current-time diagram showing a charging current.

Fig. 2 einen schematischen Schaltplan einer er findungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 2 is a schematic circuit diagram of a device according to the invention.

Fig. 1 zeigt den Verlauf des Ladestromes I über der Zeit t. Der Ladestrom I setzt sich aus einer Folge von Ladestromimpul sen 10, die durch eine Pause der Länge t_o beabstandet sind, und einer Folge von Entladeimpulsen 11 der Dauer t_i zusammen, wobei die Entladeimpulse in den Pausen zwischen den Ladestromimpul sen 10 erfolgen. Die Impulsdauer t_i der Ladestromimpulse 10 beträgt dabei ungefähr das Zehnfache des zeitlichen Abstandes t_o der Ladestromimpulse 10 und ungefähr das Zwanzigfache der Dauer t_e der Entladestromimpulse 11. Die Amplitude der Lade stromimpulse beträgt im dargestellten Beispiel 300 Milliampè re, während die Amplitude des Entladestromimpulses 11 600 Mil liampère ist. Fig. 1 shows the course of the charging current I over time t. The charging current I is composed of a sequence of charging current pulses 10 , which are spaced apart by a pause of length t _o , and a series of discharging pulses 11 of duration t _i , the discharging pulses taking place in the pauses between the charging current pulses 10 . The pulse duration t _{i of} the charging current pulses 10 is approximately ten times the time interval t _{o of} the charging current pulses 10 and approximately 20 times the duration t _{e of} the discharging current pulses 11 . The amplitude of the charge current pulses in the example shown is 300 milliamps, while the amplitude of the discharge current pulse is 11 600 milliamps.

Fig. 2 zeigt einen möglichen Schaltplan einer Vorrichtung zur Ladung von Alkali-Mangan-Trockenbatterien. Diese Alkali- Mangan-Trockenbatterien 15 werden am Ausgang 14 der Vorrich tung entweder einzeln oder zu mehreren in Serie angeschlossen. Der Eingang der Vorrichtung ist mit dem 110 Volt- bzw. 220 Volt-Wechselstromnetz verbunden. Die Wechselspannung wird anschließend durch einen Transformator 12 und einen Gleich richter 13 in eine Gleichspannung von ungefähr 18 Volt gewan delt. Aus dieser Gleichspannung wird mittels eines Schaltspan nungsreglers 16 in Verbindung mit einem von einer Steuerein heit 19 beeinflußten Schaltkreis 17 zum Ein- und Ausschalten des Ladestromes ein pulsierender Ladestrom I_l erzeugt. Ein Entladekreis 18 erzeugt negative Entladestromimpulse, die von einer Steuereinheit 19 beeinflußt ebenfalls auf den Ausgang 14 gegeben werden. Der Steuereinheit 19 vorgeschaltet ist ein Spannungsregler 20. Die Steuereinheit 19 kann beispielsweise ein schneller RISC-Controller sein. Mit Hilfe des Entladekrei ses 18 ist es außerdem auch möglich, bei Anschluß von Akkumu latoren am Ausgang 14 vor dem eigentlichen Ladevorgang zu nächst ein vollständiges Entladen der Akkumulatoren vorzuneh men, um wieder die volle Leistungsfähigkeit des Akkumulators nach dem nachfolgenden Ladevorgang erzielen zu können. Der Ladestrom I_l wird in dieser Betriebsart vollständig ausgeschal tet. Fig. 2 shows a possible circuit diagram of a device for charging alkaline manganese dry batteries. This alkaline manganese dry cell 15 are connected to the output 14 of the device either individually or in series. The input of the device is connected to the 110 volt or 220 volt AC network. The AC voltage is then converted by a transformer 12 and a rectifier 13 into a DC voltage of approximately 18 volts. From this DC voltage, a pulsating charging current I _{l is} generated by means of a switching voltage regulator 16 in conjunction with a circuit 17 influenced by a control unit 19 for switching the charging current on and off. A discharge circuit 18 generates negative discharge current pulses which, influenced by a control unit 19 , are also passed to the output 14 . A voltage regulator 20 is connected upstream of the control unit 19 . The control unit 19 can be a fast RISC controller, for example. With the help of Entladekrei ses 18 it is also possible to perform a complete discharge of the accumulators before connecting the accumulators to the output 14 before connecting the accumulators in order to be able to achieve the full performance of the accumulator after the subsequent charging process. The charging current I _l is switched off completely in this operating mode.

Claims

1. A method for charging alkaline manganese dry batteries, in which the battery ( 15 ) with a pulsating charging current (I) with a few hundred milliamperes Am plitude of the charging pulses ( 10 ) is fed, the duration (t _i ) of Charging pulses ( 10 ) is a multiple of the temporal chen distance (t _o ) between the charging pulses ( 10 ) and between the charging pulses ( 10 ) each a short negative discharge current pulse ( 11 ) is given to the battery ( 15 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that the duration (t _i ), the shape and the frequency of at least the charging current pulses ( 10 ) are adjustable.

3. The method according to claim 1, characterized in that the amplitude of the discharge current pulses ( 11 ) is approximately twice as large as the amplitude of the charging current pulses ( 10 ).

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the charging pulse duration (t _i ) is approximately ten times the time interval (t _o ) of the individual charging pulses ( 10 ).

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the charge pulse duration (t _i ) is approximately twenty times the discharge pulse duration (t _e ).

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the amplitude of the charging current pulses ( 10 ) is preferably between 300 and 600 milliamperes.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the charging pulse duration (t _i ) is approximately one second.

8. Device for charging alkaline manganese dry batteries, which feeds the batteries ( 15 ) via their connecting terminal ( 14 ) with a pulsating charging current (I) with a Impulsam plitude of a few hundred milliamps and for this purpose at least one pulse generator ( 16 , 17th ) having.

9. The device according to claim 8, characterized in that the pulse duration (t _i ) is adjustable.

10. The apparatus of claim 8 or 9, characterized net gekennzeich, that the time interval (t _o) is adjustable between the pulses (10).

11. Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that a further pulse generator ( 18 ) is provided for generating a pulsating discharge current.

12. Device according to one of claims 8 to 11, characterized ge indicates that they can be connected to the AC network is.