DE19645891A1 - Arrangement for operating multi-cell battery of portable equipment - Google Patents

Arrangement for operating multi-cell battery of portable equipment

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DE19645891A1 DE19645891A DE19645891A DE19645891A1 DE 19645891 A1 DE19645891 A1 DE 19645891A1 DE 19645891 A DE19645891 A DE 19645891A DE 19645891 A DE19645891 A DE 19645891A DE 19645891 A1 DE19645891 A1 DE 19645891A1
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Abstract

An arrangement to operate a battery made of at least two cells in series has the following features. Equally as many coil segments as there are cells are wired up in series and one of the two poles of this series circuit is connected with one of the two poles of the battery so that a tapped set of coil segments exists. Tappings to the cells of the battery are connected with the tappings of the coil segments through electrically controllable connectors so that with the operation of all of the connectors, each cell is wired in parallel with exactly one coil. The output terminals are to be regarded as a connection.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Anordnung betrifft eine Stromversorgung für Batterie­ betrieb.The arrangement relates to a power supply for the battery business.

Stand der TechnikState of the art

Die Stromversorgung von transportablen Geräten erfolgt durch Primär- oder Sekundärbatterien. Da deren Zellen ei­ ne Spannung zwischen 1,2 V (NiCd, NiMH) und 2 V (Pb) auf­ weisen, werden mehrere Zellen in Serie geschaltet, um ei­ ne gut verwendbare Betriebsspannung zu erhalten.Portable devices are powered by primary or secondary batteries. Since their cells egg ne voltage between 1.2 V (NiCd, NiMH) and 2 V (Pb) point, several cells are connected in series to ei to get a usable operating voltage.

Insbesondere bei der Verwendung von wiederaufladbaren Se­ kundärzellen (z. B. NiCd oder NiMH) und Verbrauchern hohen Strombedarfs stellt sich dabei heraus, daß der Batterie­ satz der in Serie geschalteten Zellen dadurch ausfällt, daß eine der Zellen defekt wird, obwohl die anderen noch voll funktionsfähig sind. Die Ursache hierfür liegt dar­ in, daß insbesondere beim Entladen diejenige Zelle mit der geringsten Kapazität von einem Inversstrom durchflos­ sen wird. Dieses belastet diese Zelle zusätzlich, so daß sich ihre Kapazität schneller reduziert als die der ande­ ren Zellen. Damit steigt ihre Belastung weiter und führt schließlich zur Zerstörung. Dieses Problem tritt beson­ ders in Anwendungen mit hohen Strombedarf auf, bei denen bevorzugt NiCd- bzw. NiMH-Zellen verwendet werden.Especially when using rechargeable Se secondary cells (e.g. NiCd or NiMH) and consumers high Power requirements turn out to be that of the battery set of cells connected in series fails that one of the cells becomes defective even though the others are still are fully functional. The reason for this is in that in particular when unloading that cell the lowest capacity through which an inverse current flows will. This puts additional strain on this cell, so that their capacity is reduced faster than that of the others ren cells. This increases their burden and leads finally to destruction. This problem occurs particularly in applications with high power requirements, where NiCd or NiMH cells are preferably used.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Stromversor­ gungseinrichtung anzugeben, die eine Batterie von Zellen verwendet und dennoch alle Zellen gleichmäßig belastet und entlädt. The object of the invention is therefore a power supplier supply device specifying a battery of cells used and still loaded all cells evenly and unloads.  

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die Erfindung benutzt eine Batterie von mindestens zwei Zellen, deren Spannung mittels eines Schaltwandlers auf die gewünschte Spannung hochgesetzt wird. Dabei wird die hierzu notwendige Spule aus so vielen Teilspulen wie Zel­ len zusammengesetzt und die damit entstehenden Anzapfun­ gen mit Abgriffen der Zellen über elektronische Schalter, bevorzugt Leistungs- Feldeffekttransistoren, verbunden. Damit ist sichergestellt, daß alle Zellen gleichmäßig be­ lastet und entladen werden.The invention uses a battery of at least two Cells whose voltage is switched on by means of a switching converter the desired voltage is increased. The necessary coil from as many sub-coils as Zel len composed and the resulting tapping fun conditions with tapping of the cells via electronic switches, preferably power field effect transistors connected. This ensures that all cells are evenly weighed down and unloaded.

Die Zellen der Batterie, die angezapfte Spule und die Schalttransistoren können in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht werden, das wie bisher zwei Anschlüsse be­ sitzt, über die der Verbraucher gespeist wird. Zur Aus­ nutzung der Fähigkeit nach der Erfindung ist lediglich ein drittes Steuersignal notwendig, welches wahlweise über einen Kontakt oder über eine optische oder sonstige drahtlose Verbindung erfolgen kann.The cells of the battery, the tapped coil and the Switching transistors can be in a common housing be housed that be two connections as before sits, through which the consumer is fed. To the end use of the ability according to the invention is merely a third control signal is required, which is optional via a contact or via an optical or other wireless connection can be made.

Ein Ladegerät für eine solche Batterie kann wahlweise in bisheriger Art durch einen Konstantstrom erfolgen, da in diesem Fall die Spulen ohne Einfluß sind. Es ist jedoch auch möglich, die Serienschaltung von Batterie und ange­ zapfter Spule als Teil eines Abwärts-Schaltspannungs­ wandlers einzusetzen, bei dem gleichfalls die die An­ zapfungen verbindenden Schalter benutzt werden. Zwar wer­ den die verbindenden Schalttransistoren nur zu einem Teil der Ladezeit wirksam; diese Wirkung reicht jedoch aus, um eine für alle Zellen gleiche Ladung zu bewirken.A charger for such a battery can optionally be in previous type by a constant current, because in in this case the coils have no influence. However, it is also possible the series connection of battery and ange tapped coil as part of a downward switching voltage to use transducer, in which also the An taps connecting switches are used. Although who only a part of the connecting switching transistors the charging time effective; however, this effect is sufficient to to cause a charge that is the same for all cells.

Es handelt sich also um eine Anordnung, bestehend aus ei­ ner Batterie von Primär- oder Sekundärzellen und einer angezapften Spule mit gleichviel Teilspulen wie Batterie­ zellen, wobei die jeweiligen Anzapfungen der Batterie und der Spule durch elektronische Schalter gleichzeitig ver­ bindbar sind.So it is an arrangement consisting of egg ner battery of primary or secondary cells and one tapped coil with the same number of sub-coils as the battery cells, the respective taps of the battery and  the coil by electronic switches at the same time are binding.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigenShow it

Fig. 1 einen Schaltplan für eine erfindungsgemäße An­ ordnung einer Batterie mit zwei Zellen, einer angezapften Spule und einem Schalttransistor, wie sie in den Fig. 3 und 4 verwendbar ist; Figure 1 is a circuit diagram for an arrangement according to the invention with a battery with two cells, a tapped coil and a switching transistor, as can be used in Figures 3 and 4.

Fig. 2 einen Schaltplan wie Fig. 1, jedoch mit drei Zellen; FIG. 2 shows a circuit diagram like FIG. 1, but with three cells;

Fig. 3 einen Schaltplan für die Benutzung der Anord­ nungen nach Fig. 1 oder 2 in einer Stromversor­ gung, also zur Entladung der Batterie; Fig. 3 is a circuit diagram for the use of the Anord voltages according to Fig 1 or 2 in a Stromversor supply, so for discharging the battery.

Fig. 4 einen Schaltplan für die Benutzung der Anord­ nung nach Fig. 1 oder 2 in einer Ladeschaltung für die Batterie. Fig. 4 is a circuit diagram for the use of the Anord voltage according to Fig. 1 or 2 in a charging circuit for the battery.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen der Er­ findungDetailed description of embodiments of the Er finding

In Fig. 1 ist die einfachste Ausführungsform der Erfin­ dung dargestellt. Es handelt sich um eine Batterie B aus zwei Zellen Z1 und Z2. Diese Zellen Z1 und Z2 können Zel­ len einer Primärbatterie sein. Bevorzugt werden Zellen von wiederaufladbaren Batterien, insbesondere NiCd- oder NiMH-Batterien, verwendet und daher in der folgenden Be­ schreibung angegeben. Die Erfindung kann jedoch gleich gut auch mit Blei-Akkumulatoren und beliebigen anderen Sammler-Zellen verwendet werden. In Fig. 1, the simplest embodiment of the inven tion is shown. It is a battery B consisting of two cells Z1 and Z2. These cells Z1 and Z2 can be cells of a primary battery. Cells of rechargeable batteries, in particular NiCd or NiMH batteries, are preferably used and are therefore specified in the following description. However, the invention can equally well be used with lead accumulators and any other collector cells.

Eine mit einer Mittelanzapfung versehene Spule, die dem­ gemäß aus zwei Teilspulen L1 und L2 besteht, ist mit ih­ rem einem Pol mit dem im Beispiel positiven Pol der Bat­ terie verbunden. Die Anzapfung der Spule ist über einen hier als N-Kanal-Feldeffektransistor dargestellten elek­ tronischen Schalter, im folgenden Verbinder V1 genannt, mit einer Anzapfung der Verbindung der beiden Zellen Z1 und Z2 der Batterie B verbunden. Die jeweils freien Pole von Spule und Batterie bilden die Anschlüsse A+ und A- der Anordnung. Zusätzlich ist die Steuerelektrode des Schalters V1 als Anschluß ausgeführt. Bei der Verwendung der bevorzugten selbstsperrenden Leistungs-Feldeffekt­ transistoren ist deren Reststrom so gering, daß er in Be­ zug auf die Selbstentladung von NiCD oder NiMH Sammlern ohne Bedeutung ist, so daß die Batterie keinen eigenen mechanischen Ausschalter benötigt. Beispielsweise liegt der Reststrom des von mehreren Herstellern lieferbaren Typs BUZ71 bei 20 µA, wohingegen die Selbstentladung einer NiCd-Zelle von 500 mAh bei etwa 100 µA liegt. Bei der An­ wendung mit Primärzellen könnte daher ein mechanischer Ausschalter oder ein Transistor mit ausgesucht geringem Reststrom notwendig werden.A coil with a center tap, which the according to consists of two coils L1 and L2, with ih rem a pole with the positive pole of the Bat terie connected. The coil is tapped via a shown here as an N-channel field effect transistor tronic switch, hereinafter referred to as connector V1, with a tap of the connection of the two cells Z1 and Z2 of the battery B. The respective free poles of coil and battery form the connections A + and A- the arrangement. In addition, the control electrode of the Switch V1 designed as a connection. When using the preferred self-locking power field effect transistors whose residual current is so low that in Be train for the self-discharge of NiCD or NiMH collectors is meaningless, so the battery does not have its own mechanical switch required. For example, lies the residual current of that available from several manufacturers Type BUZ71 at 20 µA, whereas the self-discharge one NiCd cell of 500 mAh is around 100 µA. At the An application with primary cells could therefore be a mechanical one Switch or a transistor with selected low Residual current will be necessary.

In Fig. 2 wird eine Erweiterung auf drei Zellen darge­ stellt, bei der die Spule entsprechend zwei Anzapfungen hat, die mit den jeweils korrespondierenden Anzapfungen der Batterie von Zellen über nunmehr zwei Verbinder V1 und V2 verbunden sind. Eine Erweiterung auf vier und mehr Zellen ist entsprechend vorzunehmen.In Fig. 2, an extension to three cells is Darge, in which the coil has two taps, which are connected to the corresponding taps of the battery of cells via two connectors V1 and V2. An expansion to four or more cells must be made accordingly.

Die Anwendung der Erfindung in einer Stromversorgung ist in Fig. 3 dargestellt. Es wird ein Aufwärts-Schaltwandler bekannter Art verwendet, bei-dem ein Schalttransistor T1 durch eine Steuerung St1 regelmäßig aus- und eingeschal­ tet wird. Während der Einschaltphase wird induktive Ener­ gie in der Spule L1/L2 gespeichert und während der Aus­ schaltphase über die Diode D1 auf den durch einen Konden­ sator C gepufferten Verbraucher R gegeben. Der Verbinder V1 wird gleichphasig mit dem Schalttransistor T1 ange­ steuert, d. h. zu gleichen Zeiten leitend gesteuert. Ist der Schalttransistor T1 leitend, dann liegt an dem Ver­ bindungspunkt zwischen den Spulen L1 und L2 dieselbe Spannung an wie an dem Verbindungspunkt zwischen den bei­ den Zellen Z1 und Z2 der Batterie. Der Verbinder V1 hat also noch keine Wirkung. Diese tritt ein, sobald einer der beiden Zellen durch Entladung eine kleinere Spannung hat als die andere. Dann fließt über den Verbinder V1 ein Ausgleichsstrom derart, daß die Zelle mit der geringeren Spannung weniger belastet wird. Wird der Schalttransistor T1 ausgeschaltet, so wird auch der Verbinder V1 ausge­ schaltet. Dies ist notwendig, weil das Potential an dem Verbindungspunkt über die Batteriespannnung ansteigt.The application of the invention in a power supply is shown in Fig. 3. An upward switching converter of known type is used, in which a switching transistor T1 is regularly switched on and off by a control St1. During the switch-on phase, inductive energy is stored in the coil L1 / L2 and during the switch-off phase via the diode D1 to the consumer R buffered by a capacitor C. The connector V1 is driven in phase with the switching transistor T1, that is, it is turned on at the same time. If the switching transistor T1 is conductive, the same voltage is present at the connection point between the coils L1 and L2 as at the connection point between the cells Z1 and Z2 of the battery. The connector V1 has therefore no effect. This occurs as soon as one of the two cells has a lower voltage than the other due to discharge. Then a compensating current flows through the connector V1 such that the cell with the lower voltage is less stressed. If the switching transistor T1 is switched off, the connector V1 is also switched off. This is necessary because the potential at the connection point rises above the battery voltage.

Durch die ausgleichende Wirkung des Verbinders V1 wird dieser nur von kleinen Strömen durchflossen, muß also nicht die gleiche Stromleistungsfähigkeit aufweisen wie der Schalttransistor T1. Insbesondere ist keine Kühlung notwendig, so daß der Verbinder V1 ohne weiteres in dem Inneren eines gestrichelt angedeuteten Batteriegehäuses angebracht sein kann.Due to the balancing effect of connector V1 only small currents flow through it, so it must do not have the same current capacity as the switching transistor T1. In particular, there is no cooling necessary so that the connector V1 in the Inside of a battery housing indicated by dashed lines may be appropriate.

Ob die Spulen L1 und L2 magnetisch gekoppelt, also bei­ spielsweise bifilar auf einen gemeinsamen Kern gewickelt werden, hängt vom Anwendungsfall ab und ist gegebenen­ falls zu erproben. Gekoppelt wird eine bessere Symmetrie der Spannungen erreicht und damit ein bessere Ausnutzung der Zellen. Jedoch führt ein Kurzschluß durch äußere Ein­ flüsse beispielsweise der Zelle Z2 zu einem Kurzschluß der Spule L2, so daß sich ein Totalausfall der Versorgung ergibt. Ohne magnetische Kopplung hingegen wird ein Ermü­ den einer Zelle lediglich zu einer geringeren Leistung führen und kann von einer Auswerteschaltung erkannt wer­ den.Whether the coils L1 and L2 are magnetically coupled, i.e. at for example bifilar wound on a common core depends on the application and is given if to try. Better symmetry is coupled the tensions reached and thus a better exploitation of the cells. However, a short circuit results from external input flows, for example, the cell Z2 to a short circuit the coil L2, so that there is a total failure of the supply results. Without magnetic coupling, on the other hand, an that of a cell only at a lower output  lead and can be recognized by an evaluation circuit the.

Im inaktiven Zustand ist im übrigen zwischen den An­ schlußpunkten A+ und A- die Batteriespannung verfügbar und kann für Betriebsbereitschaftsschaltungen verwendet werden, für die meist eine geringere Spannung ausreicht, beispielsweise für den Erhalt von Speicherinhalten oder die Anzeige auf LCD-Anzeigen.In the inactive state is between the An final points A + and A- the battery voltage available and can be used for standby circuits for which a lower voltage is usually sufficient, for example for the preservation of memory contents or display on LCD displays.

Die Ladung der Batterie kann zum einen auf herkömmliche Art mit einem Konstantstrom erfolgen, der einfach über die Anschlußpunkte eingespeist wird. Da es sich im wesentli­ chen um einen Gleichstrom handelt, sind die Spulen L1 und L2 ohne Bedeutung. Bei Verwendung eines selbstsperrenden Feldeffekttransistors ist auch hier keine weitere Maßnah­ men notwendig.The charge of the battery can be conventional Kind of done with a constant current that is simply about the Connection points is fed. Since it is essentially Chen is a direct current, the coils are L1 and L2 meaningless. When using a self-locking Field effect transistor is also no further measure here men necessary.

In Fig. 4 ist gezeigt, wie eine vorteilhafte Schnelladung der Batterie erfolgen kann. Hierbei wird die Batterie die Last eines Abwärts-Schaltwandlers, der aus einer gegen­ über der Batterie größeren Spannung U versorgt wird. Hierbei muß lediglich der Schalttransistor T2 gegenphasig zu dem Verbinder V1 angesteuert werden. Wenn der Schalt­ ransistor T2 leitend ist, dann liegt der Verbindungs­ punkt zwischen den Spulen L1 und L2 auf einem Potential oberhalb der Batteriespannung, und die Zellen werden von dem gleichen Ladestrom unabhängig von ihrem Ladezustand durchflossen. Schaltet der Schalttransistor T2 ab, so wird der Stromfluß durch die Diode D2 aufrechterhalten. Die Spannung an dem Verbindungspunkt zwischen den Spulen L1 und L2 ist etwa die Spannung an der Verbindung der Zellen, so daß der Verbinder V1 eingeschaltet werden kann. Auch hier findet wieder ein Ausgleich statt. Da die Flußspannung selbst einer Schottky-Diode D2 doch vergli­ chen mit der Spannung einer Zelle relativ hoch ist, kann vorteilhafterweise anstelle der Diode D2 ein weiterer Schalttransistor (nicht dargestellt) eingesetzt werden, der dann gleichphasig mit dem Verbinder V1 eingeschaltet wird. Dieser kann auch parallel zu der Diode D2 liegen, um Umschalt-Spannungsspitzen sicher zu vermeiden. Die üb­ lichen Maßnahmen zur Abschaltung der Ladung sind nicht gezeigt und können in bekannter Art ausgeführt werden.In FIG. 4 is shown, can be carried out as an advantageous quick charge of the battery. Here, the battery becomes the load of a step-down switching converter, which is supplied from a voltage U that is greater than that of the battery. In this case, only the switching transistor T2 must be driven in phase opposition to the connector V1. If the switching transistor T2 is conductive, the connection point between the coils L1 and L2 is at a potential above the battery voltage, and the cells are flowed through by the same charging current regardless of their state of charge. If the switching transistor T2 switches off, the current flow through the diode D2 is maintained. The voltage at the connection point between the coils L1 and L2 is approximately the voltage at the connection of the cells, so that the connector V1 can be switched on. There is also a balance here. Since the forward voltage even of a Schottky diode D2 is relatively high compared to the voltage of a cell, another switching transistor (not shown) can advantageously be used instead of the diode D2, which is then switched on in phase with the connector V1. This can also be parallel to the diode D2 in order to reliably avoid switching voltage peaks. The usual measures to switch off the charge are not shown and can be carried out in a known manner.

Beim Übergang von zwei auf drei oder mehr Zellen ist le­ diglich wie auch im Fall von zwei Zellen darauf zu ach­ ten, daß die Steuerspannung für die Verbinder ausreichend ist, um diese sicher einzuschalten. Leistungs-Feldeffekt­ transistoren sind hierbei, mit ausreichend großer Span­ nung angesteuert, besonders vorteilhaft. Bei Ausgangs­ strömen von 1 A bei einer Ausgangsspannung von 6 V ist da­ für der von verschiedenen Herstellern erhältliche Typ BUZ71 geeignet, bei dem eine Ansteuerung mit 6 V ausrei­ chend ist. Daher kann die Steuerschaltung die Ausgangs­ spannung als Betriebsspannung verwenden. Es ist lediglich dafür zu sorgen, daß die Steuerschaltung bei zwei Zellen bereits bei der doppelten Zellenspannung von zusammen 2,4 V abzüglich der Flußspannung der Diode D1, also bei ca. 2 V, anschwingt. Bei drei Zellen ergibt sich eine Spannung von 3,6 V an der Batterie. Da der Pulsweitemodu­ lator TL5001 der Firma Texas Instruments beispielsweise diese 3,6 V als Anlaufspannung benötig, kann die Diode D1 in Fig. 3 mit einem Widerstand (nicht dargestellt) über­ brückt werden, so daß sich diese Spannung an dem Konden­ sator C aufbaut und ein Anschwingen erreicht wird.When changing from two to three or more cells, it is only important, as in the case of two cells, to ensure that the control voltage for the connectors is sufficient to switch them on safely. Power field-effect transistors are particularly advantageous when driven with a sufficiently high voltage. With output currents of 1 A and an output voltage of 6 V, it is suitable for the type BUZ71 available from various manufacturers, in which a control with 6 V is sufficient. Therefore, the control circuit can use the output voltage as the operating voltage. It is only necessary to ensure that the control circuit for two cells already starts to vibrate at twice the cell voltage of 2.4 V together minus the forward voltage of the diode D1, that is to say at approximately 2 V. With three cells there is a voltage of 3.6 V on the battery. Since the pulse width modulator TL5001 from Texas Instruments, for example, requires this 3.6 V as the starting voltage, the diode D1 in FIG. 3 can be bridged with a resistor (not shown) so that this voltage builds up on the capacitor C and swinging is achieved.

Es ist auch durchaus möglich, den Schaltspannungswandler mit in dem Gehäuse der Batterie anzuordnen, um bisherige Geräte betreiben zu können. Hierbei ist dann ein Aus­ schalter zweckmäßig, um den Schaltspannungswandler abzu­ schalten. Da die Diode D1 (nach Fig. 3) dann eine Ladung über die externen Anschlüsse nicht zuläßt, könnte hierfür ein Widerstand (nicht gezeigt) die Diode D1 überbrücken, obwohl diese Maßnahme den Wirkungsgrad reduziert. Besser ist sicherlich ein zusätzlicher Ladeanschluß. Alternativ ist ein mehrpoliger Umschalter vorzusehen, der den Schaltspannungswandler wahlweise als Aufwärtswandler bei Speisebetrieb oder als Abwärtswandler für Ladebetrieb verwendet und drittens eine vollständige Abschaltung er­ laubt. Zwar benötigt der Schaltspannungswandler Platz in dieser Form der Batterie; jedoch wird wenig Gewicht benö­ tigt und die etwas geringere Speisedauer bei gleichem Vo­ lumen durch die wesentlich längere zuverlässige Betriebs­ zeit aufgewogen.It is also entirely possible to arrange the switching voltage converter in the housing of the battery in order to be able to operate previous devices. In this case, an off switch is expedient to switch off the switching voltage converter. Since the diode D1 (according to FIG. 3) then does not permit charging via the external connections, a resistor (not shown) could bridge the diode D1 for this purpose, although this measure reduces the efficiency. An additional charging connection is certainly better. Alternatively, a multi-pole changeover switch is to be provided, which uses the switching voltage converter either as a step-up converter for supply operation or as a step-down converter for charging operation and thirdly, it allows a complete shutdown. The switching voltage converter needs space in this form of the battery; however, little weight is required and the somewhat shorter cooking time with the same volume is offset by the considerably longer reliable operating time.

Es ist auch ein Betrieb mit Zellen unterschiedlicher Spannung möglich, indem die Induktivitäten der jeweils durch die Verbinder parallel geschalteten Spulen propor­ tional den Spannungen der jeweiligen Zellen sind.It is also an operation with different cells Voltage possible by the inductances of each through the connector coils connected in parallel propor tional the voltages of the respective cells.

Claims (8)

1. Anordnung zum Betrieb einer Batterie (B) aus in Serie geschalteten, mindestens zwei Primär- oder Sekundär­ zellen (Z1, Z2, Z3), mit den Merkmalen:
  • - gleichviele Spulensegmente (L1, L2, L3) wie Batte­ riezellen (Z1, Z2, Z3) sind in Serie geschaltet und einer der beiden Pole dieser Serienschaltung ist mit einem der beiden Pole der Batterie (B) ver­ bunden, so daß eine angezapfte Spulenbatterie aus Spulensegmenten (L1, L2, L3) vorliegt,
  • - Anzapfungen zu den Zellen der Batterie sind mit den Anzapfungen der Spulenbatterie über elektrisch steuerbare Verbinder (V1, V2) derart verbunden, daß bei Betätigung aller Verbinder jede Batteriezelle (Z1, Z2, Z3) genau einer Spule (L1, L2, L3) paral­ lel geschaltet ist, wobei die Entnahmeanschlüsse wie eine Verbindung anzusehen sind.
1. Arrangement for operating a battery (B) from at least two primary or secondary cells (Z1, Z2, Z3) connected in series, with the features:
  • - The same number of coil segments (L1, L2, L3) as battery cells (Z1, Z2, Z3) are connected in series and one of the two poles of this series connection is connected to one of the two poles of the battery (B), so that a tapped coil battery consists of coil segments (L1, L2, L3),
  • - Taps to the cells of the battery are connected to the taps of the coil battery via electrically controllable connectors (V1, V2) such that when all connectors are actuated, each battery cell (Z1, Z2, Z3) has exactly one coil (L1, L2, L3) in parallel lel is switched, whereby the extraction connections are to be regarded as a connection.
2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Spulen (L1, L2, L3) ein gemeinsames Magnetfeld besitzen, insbesondere durch Wicklung auf einen gemeinsamen Kern aus ferro­ magnetischem Material.2. Arrangement according to claim 1, wherein the coils (L1, L2, L3) have a common magnetic field, in particular by winding on a common ferro core magnetic material. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die elek­ trisch steuerbaren Verbinder (V1, V2) Feldeffekt­ transistoren sind, deren Steuerelektroden miteinander verbunden sind.3. Arrangement according to claim 1 or 2, wherein the elec tric controllable connector (V1, V2) field effect are transistors whose control electrodes are connected to each other are connected. 4. Anordnung zur Energieentnahme (zum Entladen) einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Spulenbatterie (L1, L2, L3) die Spule und die Batte­ rie (B) die Spannungsquelle eines Aufwärts-Schalt­ spannungswandlers darstellen und der die Spule mit der Spannungsquelle verbindende Schalter (T1) des Schaltspannungswandlers gleichphasig mit den Verbin­ dern (V1, V2) geschaltet wird. 4. Arrangement for taking energy (for discharging) one Arrangement according to one of claims 1 to 3, wherein the Coil battery (L1, L2, L3) the coil and the battery rie (B) the voltage source of an up-switching represent voltage converter and the coil with the voltage connecting switch (T1) of the Switching voltage converter in phase with the connec (V1, V2) is switched.   5. Anordnung zur Energiezufuhr (zum Laden) einer Anord­ nung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Spu­ lenbatterie (L1, L2, L3) die Spule und die Batterie (B) die Last eines Abwärts-Schaltspannungswandlers darstellen und der die Spule mit der Spannungsquelle (U) verbindende Schalter (T2) des Schaltspannungs­ wandlers gegenphasig zu den Verbindern (V1, V2) ge­ schaltet wird.5. Arrangement for supplying energy (for charging) an arrangement tion according to one of claims 1 to 3, wherein the Spu lenbatterie (L1, L2, L3) the coil and the battery (B) the load of a step-down switching voltage converter represent and the the coil with the voltage source (U) connecting switch (T2) of the switching voltage converter in phase opposition to the connectors (V1, V2) is switched. 6. Anordnung nach Anspruch 5, wobei parallel oder an­ stelle der Diode (D2) ein weiterer Schalttransistor vorhanden ist, welcher phasengleich mit den Verbin­ dern (V1, V2, V3) geschaltet wird.6. Arrangement according to claim 5, wherein parallel or at place the diode (D2) another switching transistor is present, which is in phase with the verb (V1, V2, V3) is switched. 7. Anordnung der Teilschaltungen nach Anspruch 4 in ei­ nem gemeinsamen Gehäuse.7. Arrangement of the subcircuits according to claim 4 in egg a common housing. 8. Kombination der Anordnungen nach Anspruch 4 und An­ spruch 5 oder 6 in einem gemeinsamen Gehäuse, wobei ein Schalter zwischen den beiden Anordnungen zur Energieentnahme- und zufuhr umzuschalten erlaubt.8. Combination of the arrangements according to claim 4 and to say 5 or 6 in a common housing, whereby a switch between the two arrangements for Switching energy consumption and supply allowed.
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DE19645891A Withdrawn DE19645891A1 (en) 1996-11-07 1996-11-07 Arrangement for operating multi-cell battery of portable equipment

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2031731A1 (en) 2007-09-01 2009-03-04 MAQUET GmbH & Co. KG Method and device for transferring energy and data wirelessly between a source device and at least one target device
US7999414B2 (en) 2007-09-01 2011-08-16 Maquet Gmbh & Co. Kg Apparatus and method for wireless energy and/or data transmission between a source device and at least one target device
JP2011244680A (en) * 2010-05-03 2011-12-01 Infineon Technologies Ag Active charge balancing circuit
JP2012039855A (en) * 2010-06-28 2012-02-23 Nxp Bv Inductive cell balancing

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