DE2012283B2 - Ladeeinrichtung fuer eine batterie - Google Patents

Description

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der Transistor in Reihe mit dem Steuermittel, ein aus schaltet wird, benötigt man keine Glättungskonden-

einer bis zum Erreichen der vorgegebenen Ladespan- satoren. Eine gewisse Welligkeit ist tragbar, ohne

nung der Batterie ihre Durchbruchspannung errei- daß hierdurch Kontaktverschmelzungen auftreten

chenden Zenerdiode und einen Widerstand bestehen- können.

der und einen Abgriff des Widerstandes mit der Ba- 5 Als Ladespannungsquelle kann auch eine Konsis des Transistors verbundener Spannungsteiler und stanlspannungsquelle mit einem in Reihe dazu liedie in Reihe mit dem Schaltelement liegende Batterie genden Widerstand verwendet werden,
parallel zur Ladesoannungsquelle angeordnet sind. Gemäß einer weiteren Ausbildung sind d'e Zcner-

Die erfindungsgemäße Ladevorrichtung weist den diode und der mit ihr in Reihe geschaltete, vorzugs-Vorteii auf. daß die zur Durchsteuerung des Transi- io weise einstellbare Widerstand so bemessen, daß das stors nötige Spannung erst dann erreicht wird, wenn Verstärkerelement bei Erreichen der vorgegebenen die Durchbruchspannung der Zenerdiode bereits er- Ladeendspannung der Batterie aufgesteuert wird,
reicht ist. und zwar schon vor dem Erreichen der Gemäß weiterer Ausbildung ist eine die Entladung vorgegebenen Ladespannung. Während der Aufla- der aufgeladenen Batterie verhindernde Sperrdiode dung der Batterie ist die Spannung zwischen der Ba- 15 vorgesehen, die entweder in der direkten Verbindung sis und dem Emitter des Transistors unterhalb der zwischen der Ladespannungsquelle und der Batterie Schwellspannung, so daß der Transistor während der oder aber in einem Überbrückungskreis, der dem Ladephase gesperrt ist. Da während der Aufladung vom Umschalter in seiner ersten Schaltstellung gebilder Batterie der Spannungsteiler, bestehend aus der deten Strompfad parallel geschallet ist, angeordnet Zenerdiode und dem Widerstand, über das Schaltele- 20 ist.

ment in direkter Weise parallel zur Batterie geschal- In dem einen Fall ve Lindert die Diode bei abge-

iet ist, liegt an diesem Spannungsteiler stets die Bat- schalteler LadespannungsqiHle einen Stromfluß von

teriespannung an. der Batterie über die Steuereinrichtung, wenn die

Wenn die als Schweüwertscnaiter arbeitende Batteriespannung größer als die Zenerspannung ist.
Zenerdiode nach Erreichen ihrer Durchbruchspan- 25 Im anderen Fall, wenn die Diode im überbrückennung durchlässig wird und demzufolge am Wider- den Stromkreis angeordnet ist, gewährleistet sie einen stand des Spannungsteilers eine ausreichende Span- sicheren Abfall des Ankers des Relais, wenn die Lanung abfallen kann, wird der Transistor durchgesteu- dequelle abgeschaltet ist. Die Diode braucht im Geert und das Steuermittel beeinflußt. Das Schaltele- gensatz zum vorher beschriebenen Fall nur für den ment wird betätigt und die Batterie von der Lade- 30 Überbrückungsstrom ausgelegt zu werden. Der Überspannungsquelle abgeschaltet. Die Hauptbelastung brückungsstromkreis dient auch als Nachladestromder Ladespannungsquelle ist somit aufgehoben. In- kreis.

folge des dadurch plötzlich abnehmenden Ladestro- Um den Benutzer der Ladeeinrichtung anzuzeigen,

mes wird die Spannung am Steuermittel und dem daß die Batterie aufgeladen ist, ist zweckmäßiger-

Transistor sprunghaft erhöht. Demzufolge wird das 35 weise in dem Überbrückungskreis eine Anzeigelampe

Schaltelement beschleunigt betätigt. Nach der Ab- vorgesehen.

schaltung der Batterie bleiben das Steuermittel in Im folgenden wird die Erfindung an Hand zweier

Reihe mit dem Transistor und der Spannungsteiler in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbei-

parillel zur Ladespannungsquelle geschaltet. Gemäß spiele beschreiben.

einer weiteren Ausbildung ist das Schaltelement der 40 Die Figuren zeigen in schematischer Darstellung

Kontaktsatz eines elektromagnetischen Relais und die Schaltungsanordnung der Ladeeinrichtung,

dessen Steuermittel die Erregerwicklung. In der Fig. 1 ist mit 1 eine aufzuladende Batterie

Als Schaltelement kann aber auch ein durch ein bezeichnet, die zweckmäßig^rweise aus mehreren

thermisch arbeitendes Steuermittel beinflußbarer Batteriezellen besteht. Mit 2 und 3 sind die An-

Kontaktsatz verwendet wurden. 45 schlußstellen für die Batterie 1 bezeichnet. In der

Als Kontaktsatz kann ein Umschalter verwendet Anordnung nach der F i g. 1 enthält die Ladespanwerden, in dessen erster Schaltstellung die Batterie nungsquelle einen Transformator 4, der an eine parallel zur Ladespannungsquelle und in dessen Wechselspannungsquelle 20 angeschlossen ist und zweiter Schalutellung die Batterie abgeschaltet und eine Eingangswicklung 5 und eine Ausgangswickdas Steuermittel direkt parallel z~. Ladespannungs- 50 lung 6 aufweist, welche mit einer Gleichrichterqaelle geschaltet ist. In vorteilhafter Weise ist die brücke 7 verbunden ist. Parallel zur Gleichrichter-Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors durch den brücke 7 sind ein Relais 8 und ein Transistor 9 in Umschalter in seiner zweiten Schaltstellung über- Reihe geschaltet, wobei das Relais 8 im Kollektorbrückt, kreis des Transistors 9 angeordnet ist. Die Basis des

Gemäß weiterer Ausbildung weist die Ladespan- 55 Transistors 9 ist mit dem Abgriff eines einstellbaren nungsquelle einen Transformator auf, dessen Aus- Widerstandes 10 verbunden, mit dem eine Zenergangswicklung mit einem Gleichrichter verbunden diode 11 in Reihe geschaltet ist. Die Reihenschaltung ist. Als Gleichrichter wird zweckmäßigerweise ein aus V'iderstand 10 und Zenerdiode 11 ist ebenfalls Gleichrichter in Brückenstellung verwendet. Der In- parallel zur Gleichrichterbrücke 7 angeordnet.
nenwiderstand des Transformators und des Gleich- 60 Mit 12 und 13 sind die Anschlußstellen der Laderichters ist üblicherweise so, daß die Avisgangsspan- Spannungsquelle 20, 4, 7 bezeichnet. Eine Diode 14 nung der Ladespannungsquelle mit steigender BeIa- soll verhindern, daß bei aufgeladener Batterie 1 und stung derselben absinkt. Demzufolge muß die Leer- bei abgeschalteter Netzspannung sich die Batterie 1 laufspannung der Ladespannungsquelle größer als über die Steuereinrichtung 8 bis 11 entlädt,
die vorgegebene Ladespannung der Batterie sein. 65 Der Emitter des Transistors 9 ist über den Kontakt Dadurch, daß das Schaltelement durch die Rück- 15 eines Umschalters 15, 16 mit der negativ aufladkopplung des bei beginnender Abschaltung der Bat- baren Seite der Batterie 1 verbunden. Über den Konterie auftretenden Spannungssprunges voll durchge- takt 16 des Umschalters 15, 16 ist die Kollektor-

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Emitter-Strecke des Transistors 9 überbrückbar und 16 ab, und der Übergangswiderstand wächst. Der La-

demzufolge das Relais 8 direkt parallel zur Quelle 20 destromkreis für die Batterie 1 wird daher unterbro-

schaltbar. Mit 17 ist eine parallel zum Relais 8 an- chen. Infolgedessen steigt die Spannung zwischen

geordnete Diode bezeichnet, die zur Beseitigung von den Anschlußstellen 12 und 13 plötzlich an. Die er·

Spannungsspitzen am Relais 8 dient. Mit 18 ist eine S höhte Spannung bewirkt eine sofortige Erhöhung des Anzeigelampe bezeichnet. Die Anzeigelampe 18 durch das Relais 8 fließenden Stromes. Das hat zur

überbrückt den Kontakt 15 des Umschalters 15. 16. Folge, daß der Kontaktarm des Umschalters 15, 16

Die Funktionsweise der Ladeeinrichtung nach der mit Sicherheit schnell umlegt. Der Kontakt 16 wird Erfindung ist folgende. geschlossen. Die Kollektor-Emitter-Strecke des Wird in nicht dargestellter Weise die Netzspan- io Transistors 9 ist nun über den Kontakt 16 kurzge-

ttung eingeschaltet, so fließt der Ladestrom über: schlossen und das Relais 8 direkt parallel zum BrUk-

Transformator4, Brückengleichrichter 7, Sperr- kengleichrichter 7 geschaltet.

diode 14, Batterie 1, Kontakt 15 des Umschalters 15, Weiterhin leuchtet nach dem öffnen des Kontak-

16, Brückengleichrichter 7 und Transformator 4. tes 15 des Umschalters 15, 16 die Anzeigelampe 18

Die Größe des Ladestroms ist durch die an der 15 auf.

Ausgangswicklung 6 des Transformators 4 gegebene Wird nun in nicht dargestellter Weise die Netz-Lecrlaufspannung sowie durch den Widerstand des spannung abgeschaltet, so fällt der Anker des ReTransformators 4, des Brückengleichrichters7, der lais 8 ab. Der Kontakt 15 des Umschalters 15, Ii Sperrdiode 14 und der Batterie 1 gegeben. wird erneut geschlossen. Durch die Diode 14 wird

Der anfängliche Ladestrom ist so groß gewählt, ao wie schon oben beschrieben, die Entladung der Bat·

daß er dem maximal zulässigen Ladestrom der Batte- terie 1 über die einzelnen Elemente 8 bis 11 verhin-

rie 1 entspricht. Infolge der starken anfänglichen Be- dcrt.

lastung der Ladespannungsquellc 20, 4, 7 ist die Bei der Ladeeinrichtung gemäß F i g. 2 sind alle

Spannung zwischen den Anschlußstellen 12 und 13 den Einzelteilen gemäß F i g. 1 entsprechenden Teile

zunächst sehr gering. Da die an der Zenerdiode 11 as mit gleichen Bezugszeichen versehen. Als Ladequel-

vorhandene Spannung unterhalb des Spannungs- Ic dient eine Konstantspannungsquellc 22, deren In·

durchbruches liegt, fließt über die Basis des Transi- nenwiderstand nahezu Null ist. Um bei ansteigenden:

store 9 kein Strom. Der Transistor 9 ist demzufolge Strom an der Steuereinrichtung eine absinkende

gesperrt und das Relais 8 nicht erregt Spannung zu erhalten, ist ein Vorwiderstand 21 vor-

Bei der weiteren Aufladung der Batterie 1 steigt an 30 gesehen.

ihr die Spannung langsam an. Demzufolge steigt Eine Sperrdiode 19 ist in dem den Umschalter 15

auch die Spannung an den Reihenschaltungen, beste- 16 überbrückenden Stromkreis vorgesehen. Diese!

hend aus dem Relais 8 und dem Transistor 9 sowie Stromkreis ermöglicht eine geringfügige Nachladunj

aus der Zenerdiode 11 und dem Widerstand 10, an. der Batterie, wenn der Kontakt 15 des Umschalten

Kurz vor Erreichen der Soll-Ladespannung der Bat- 35 15, 16 geöffnet ist. Die Diode 19 gewährleistet, daf

terie 1 wird die Durchbruchsspannung der Zener- das Relais 8 nach dem Abschalten der Ladequelle 2i

diode 11 erreicht, so daß nun über den Spannungs- mit Sicherheit abfällt.

teiler 10, 11 ein Strom fließen kann. Demzufolge Solche Ladeeinrichtungen eignen sich z. B. in vor

steigt das Potential an der Basis des Transistors 9 zu teilhafter Weise für Elektronenblitzgeräte, wöbe

positiven Werten hin. Der Transistor 9 wird aufge- 4° zweckmäßigerweise dann die einzelnen Bauteile dei

steuert. Das Relais 8 wird demzufolge vom Strom Steuereinrichtung sowie die aufzuladende Batterie ii

durchflossen. Mit wachsendem Strom nimmt der dem Gehäuse des Elektronenblitzgerätes unterge

Kontaktdruck des Koniaktes 16 des Umschalters 15, bracht sind. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (10)

1 2 der Ladespannungsquelle (20, 4, 7; 21, 22) und Patentansprüche: der Batterie (1) oder in einem Überbrückungs- kreis angeordnet ist, der dem vom Umschalter

1. Ladeeinrichtung für eine Batterie mit einer (15, 16) in seiner ersten Sehaltstellung (15) gebil-Ladespannungsquelle mit bei zunehmender BeIa- 5 deten Strompfad parallel aeschaltet ist.

stung geringer werdender Ausgangsspannung und 10. Ladeeinrichtung nach Anspruch Q. dadurch mit einer Steuervorrichtung, die einen Transistor, gekennzeichnet, daß in dem Überbrückungskreis ein im Kollektor-Emitter-Kreis desselben befind- eine Anzeigelampe (18) vorgesehen ist.
liches Steuermittel und ein bei einer vorgegebenen Ladespannung die Batterie abschaltendes. io

durch das Steuermittel beeinflußbares Schahele-

ment aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (9) in Reihe mit dem

Steuermittel (8), ein aus einer bis zum Erreichen Die Erfindung betrifft eine Ladeeinrichtung für der vorgegebenen Lauespannung der Batterie (1) 15 eine Batterie mit einer Ladespannungsquelle mit bei ihre Durchbruchspannung erreichenden Zener- zunehmender Belastung geringer werdender Ausdiode (11) und einem Widerstand (10) bestehen- gangsspannung und mit einer Steuervorrichtung, die der und über einen Abgriff des Widerstandes (10) einen Transistor, ein im Kollektor-Emitter-Kreis desmit der Basis des Transistors (9) verbundener selben befindliches Steuermittel und ein bei einer Spannungs-iler (10, ¹I) und die in Reihe mit 20 vorgegebenen Ladespannung die Batterie abschaltendem Schaltelement liegende Batterie (1) parallel des, durch das Steuermittel beeinflußbares Schaltelezur Ladespannungsquelle (20, 4, 7; 21, 22) an- rr.<*r>t aufweist, geordnet sind. Eine solche Ladeeinrichtung ist aus der deutschen

2. Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch Auslegeschrift 1203 362 bekannt Eine aus einer gekennzeichnet, daß das Schaltelement der Kon- 25 Reihenschaltung eines Transistors, einer Zenerdiode takisatz eines elektromagnetischen Relais und und eines Relais bestehende Steuerstrecke ist direkt das Steuermittel (8) dessen Erregerwicklung ist. parallel zur aufz; ladenden Batter.e geschaltet. Das

3. Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch durch das Relais betätigbare Schaltelement schaltet gekennzeichnet, daß das Schaltelement ein durch nach Erreichen der vorgegebenen Ladespannung soein thermisch arbeitendes Steuermittel (8) beein- 30 wohl die Batterie als auch die Steuerstrecke von der flußbarer Kontaktsatz ist. Ladespannungsquelle ab. Bis zum En eichen der vor-

4. Ladeeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gegebenen Ladespannung der Batterie kann, da die dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktsatz ein Durchbruchspannung der Zenerdiode noch nicht erUmschalter (15, 16) ist, in d ssen erster Schalt- reicht ist, noch kein ausreichender Strom durch das stellung (15) die Batterie (1) parallel zur Lade- 35 Relais fließen. Die bekannte Vorrichtung weist den Spannungsquelle (20, 4, 7; 21, 22) und in dessen Nachteil auf, daß beim Erreichen der vorgegebenen zweiter Schaustellung (16) die Batterie (1) abge- Ladespannung das Schaltelement des Relais nicht schaltet und das Steuermittel (8) direkt parallel plötzlich und sicher betätigt wird.

zur Ladespannungsquelle (20, 4, 7; 21, 22) ge- Es ist daher die Gefahr gegv-b^n, daß der Betäti-

schaltet ist. 40 gungszeitpunkt des Schaltelementes ungenau ist, daß

5. Ladeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch das Schaltelement, vorzugsweise ein Kontakt, flattert gekennzeichnet, daß mittels des Umschalters (15, und daß weiterhin nach dem öffnen des Kontaktes 16) in dessen zweiter Schaltstellung (16) die KoI- die Batterie durch den Stromkreis belastet wird. lektor-Emitter-Strecke des Transistors (9) über- Aus der deutschen Oifenlegungsschiift 1463 181 brückbar ist. 45 ist eine Ladevorrichtung bekannt, die als Schalter

6. Ladeeinrichtung nach einem der An- einen Transistor aufweist, der durch zwei Transistosprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ren aufweisende Steuerkreise beeinflußbar ist. Die Ladespannungsquelle (20, 4,7) einen einen In- Steuerspannung des ersten Steuerkreises wird an nenwiderstand geeigneter Große aufweisenden einen! i.n Ladekreis angeordneten Widerstand abge-Transformator (4) enthält, dessen Ausgangswick- 50 griffen. Der zweite Steuerkreis hat die Aufgabe, die lung (6) mit einem Gleichrichter (7) verbunden an der aufzuladenden Batterie vorhandene Spannung ist (Fig. 1). mit einer Spannung zu vergleichen, die durch einen

7. Ladeeinrichtvng nach einem der An- an der Ladespannungsquel'e angeschlossenen Spansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nungsteiler gewonnen wird. Diese Vergleichsspan-Ladespannungsquelle (21, 22) eine Konstant- 55 nung wird durch eine Zenerdiode konstant gehalten. Spannungsquelle (22) mit einem in Reihe dazu Nachteilig ist bei dieser bekannten Vorrichtung, daß liegenden Widerstand (21) ist (F i g. 2). die Abschaltung der Batterie nicht schlagartig, son-

8. Ladeeinrichtung nach einem der An- d:rn schleichend erfolgt und daß die Vorrichtung sprüehe 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aufwendig ist.

Zenerdiode (11) rad der mit ihr in Reihe ge- 60 Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, schaltete, vorzugsweise einstellbare Widerstand eine Ladeeinrichtung der eingangs genannten Axt zu (10) so bemessen sind, daß der Transistor (9) bei schaffen, die unter Vermeidung der Nachteile der Erreichen der vorgegebenen Ladeschlußspannung beiden bekannten Vorrichtungen einfach aufgebaut der Batterie (1) aufgesleuert wird. sein soll, in der möglichst wenige Bauteile enthalten

9. Ladeeinrichtung nach einem der An- 65 sein sollen und die weiterhin sicher arbeiten soll.

Des sprüehe 4 bis 8, dadurch gekennieichnet, daß ein weiteren soll die erfindungsgemäße Ladevorrichtung Sperrgleichrichter (14; 19) vorgesehen ist, der zur Schnelladung der Batterie verwendet werden,
entweder in der direkten Verbindung zwischen Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß