DE2061055C - Circuit arrangement for rapid charging of an accumulator - Google Patents

Circuit arrangement for rapid charging of an accumulator

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DE2061055C DE19702061055 DE2061055A DE2061055C DE 2061055 C DE2061055 C DE 2061055C DE 19702061055 DE19702061055 DE 19702061055 DE 2061055 A DE2061055 A DE 2061055A DE 2061055 C DE2061055 C DE 2061055C
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Description

löst, daß parallel zum Akkumulator ein Stromkreis geschaltet ist, der einen Kondensator, sowie einen vorzugsweise elektronischen Schalter enthält, über den der Kondensator während der Ladestrompausen parallel zum Akkumulator geschaltet wird und daß der Kondensator mit einer spannungsempfindlichen Schaltungsanordnung verbunden ist, über die der Transistor oder der Süiziumgleichrichter gesperrt wird, sobald der Kondensator eine vorgegebene Spannung erreicht In dieser deutschen Offenlegungsschrift wird die Spannung am Kondensator mit einer Sollspannung, die durch eine Zener-Diode gegeben ibt, verglichen. Es handelt sich hier nicht um eine bistabile Kippschaltung. Bei der Schneiladung von gasdichten Ni-Cd-Akkumulatoren ist jedoch ein Abschalten bei einer maximalen Spannung unerläßlich, da gasdichte Ni-Cd-Akkumulatoren geschädigt werden können, wenn sie mit einer konstanten Spannung weitergeladen werden (Runaway-Effekt). Die Abschaltspannung bei einem gasdichten Ni-Cd-Akkumulator muß mit einer Genauigkeit von ca. 1 % eingestellt werden, d. h. bei der vorliegenden Schaltung müssen die maßgeblichen Bauelemente mit einer hohen Genauigkeit ausgesucht werden.solves that a circuit is connected in parallel to the accumulator, the one capacitor, as well as one preferably contains electronic switch, via which the capacitor during the charging current pauses is connected in parallel to the accumulator and that the capacitor with a voltage-sensitive Circuit arrangement is connected, via which the transistor or the silicon rectifier blocked is as soon as the capacitor reaches a predetermined voltage in this German Offenlegungsschrift the voltage on the capacitor with a nominal voltage given by a Zener diode, compared. This is not a bistable multivibrator. When snow charging gas-tight For Ni-Cd batteries, however, switching off at maximum voltage is essential, since gas-tight Ni-Cd batteries can be damaged if they are kept at a constant voltage continue to be charged (runaway effect). The cut-off voltage in a gas-tight Ni-Cd battery must be set with an accuracy of approx. 1%, i. H. in the present circuit the relevant components must be selected with a high degree of accuracy.

Ein Nachteil einer solchen Schaltungsanordnung ist as der hohe Aufwand an Bauelementen, da, damit die Abschaltspannung genau eingestellt werden kann, für den Vergleich zwischen Soll- und Istwert ein Komparator erforderlich ist (F i g. 2, F i g. 3.)A disadvantage of such a circuit arrangement is as the high cost of components, because so that the cut-off voltage can be set precisely for A comparator is required to compare the setpoint and actual value (F i g. 2, F i g. 3.)

Um die Ladezeit zu verkürzen und eine Verminderung der Gasabscheidung und der Akkumulatortemperatur zu erreichen, wurde bereits vorgeschlagen, zwischen zwei Ladestromimpulsen einen Entladeimpuls einzuschalten.To shorten the charging time and to reduce the gas separation and the accumulator temperature To achieve this, it has already been proposed to use a discharge pulse between two charging current pulses to turn on.

So ist bereits aus der russischen Patentschrift 180 224 ein Verfahren zum Schnelladen von Bleisäure-Akkumulatoren bekannt, bei dem die Platten der Akkumulatoren in bestimmten Zeitabständen so gepolt werden, daß sie einmal als Anode und zum anderen als Kathode dienen. Um dies zu erreichen, wird eine asymmetrische Wechselspannung an die Platten angelegt In dieser russischen Patentschrift ist ein bestimmtes Verhältnis für die Amplituden der Stromstärken (Ladestromstärke und Entladestromstärke) und für die Dauer der beiden Stromstöße angegeben. The Russian patent specification 180 224 already describes a method for rapid charging of lead-acid batteries known, in which the plates of the accumulators are polarized at certain time intervals so that they once as an anode and for serve as a cathode for others. To achieve this, an asymmetrical alternating voltage is applied to the Plates laid out In this Russian patent specification is a certain ratio for the amplitudes of the Amperages (charge amperage and discharge amperage) and specified for the duration of the two current surges.

Weiterhin ist gemäß der deutschen Offenlegungsschrift 1 935 201 eine Vorrichtung zum Schelladen von Batterien bekannt die es ermöglicht, einen Entladestrompfad innerhalb des zwischen zwei der Batterie aufeinanderfolgend zugeführten Gleichstromimpulsen liegenden Zeitintervalls einzuschalten. In dieser Vorrichtung ist als Spannungsnormal ebenfalls eine Zener-Diode eingesetzt.Furthermore, according to the German Offenlegungsschrift 1 935 201, there is a device for shell loading known from batteries which allows a discharge current path within the between two of the battery to turn on successively supplied direct current pulses lying time interval. In a Zener diode is also used as a voltage standard in this device.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur Schnelladung von Akkumulatoren mit einem pulsierenden Strom und gegebenenfalls mit einem Entladestromkreis zu entwickeln, die die Nachteile der in den bekannten Vorrichtungen als Diskriminatorelemente eingesetzten Zener-Dioden vermeidet und die durch einfache Betätigung eines Potentiometers zum Aufladen von Akkumulatoren mit unterschiedlichen Klemmenspannungen eingesetzt werden kann.The object of the present invention is to provide a circuit arrangement for rapid charging of accumulators to develop with a pulsating current and possibly with a discharge circuit, the disadvantages of the Zener diodes used as discriminator elements in the known devices avoids and that by simply operating a potentiometer to charge batteries can be used with different terminal voltages.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß das parallel zum Akkumulator geschaltete Diskriminatorelement aus zwei Transistoren besteht, daß die Basis und der Emitter des ersten Transistors jeweils mit dem Kollektor und der Basis des zweiten Transistors verbunden sind, daß der Emitter des zweiten Transistors über die Reihenschaltung eines Teilwiderstandes eines Potentiometers und eines Widerstandes mk dem Minuspol und über den anderen Teilwiderstand des Potentiometers mit dem Pluspol des Akkumulators verbunden ist und daß zwischen dem Verbindungspunkt dieses Widerstandes mit dem Potentiometer und der Netzspannungsseite des Schalters mindestens ein eine Diode und einen Widerstand enthaltender Schaltkreis angeordnet ist.This object is achieved according to the present invention in that the parallel to the accumulator switched discriminator element from two Transistors consists that the base and the emitter of the first transistor with the collector and respectively the base of the second transistor are connected, that the emitter of the second transistor via the series circuit a partial resistance of a potentiometer and a resistor mk the negative pole and over the other partial resistance of the potentiometer is connected to the positive pole of the accumulator and that between the connection point of this resistor with the potentiometer and the mains voltage side of the switch arranged at least one circuit containing a diode and a resistor is.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteraussprücheii erläutert.Advantageous developments of the invention are explained in the sub-statements.

Im folgenden wird an Hand der Fig. 1 bis 5 der Gegenstand der vorliegenden Erfindung näher erläutert. In the following, with reference to FIGS. 1 to 5, the Subject of the present invention explained in more detail.

Dabei zeigen:Show:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Schnelladung von Akkumulatoren mit einem pulsierenden Strom, der durch Einweggleichrichtung gewonnen wird.1 shows a circuit arrangement according to the invention for rapid charging of accumulators a pulsating current obtained by one-way rectification.

Fig. 2 die gleiche Schaltungsanordnung, jedoch mit vorgesetzter Brücke.Fig. 2 shows the same circuit arrangement, however with a bridge in front.

Fig. 3 eine andere erfindungsgemäße Ausführungsvariante einer Schaltungsanordnung zur Schnellladung von Akkumulatoren, wobei jedoch die vorgeschaltete Brücke halb gesteuert ist.3 shows another embodiment variant according to the invention a circuit arrangement for rapid charging of batteries, but with the upstream Bridge is half steered.

Fig. 4 zeigt ebenfalls eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Schnelladung von Akkumulatoren mit einem pulsierenden Strom, der jedoch über eine Mittelpunktschaltung gewonnen wird.4 likewise shows a circuit arrangement according to the invention for rapid charging of accumulators with a pulsating current, which, however, is obtained via a midpoint circuit.

Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Schnelladung von Akkumulatoren mit pulsierendem Strom und mit einem Entladestromkreis. 5 shows a circuit arrangement according to the invention for fast charging of accumulators with pulsating current and with a discharge circuit.

Gemäß F i g. 1 wird die transformierte Netzwechselspannung über einen elektronischen Schalter, vorzugsweise über einen steuerbaren Siliziumgleichrichter Tl, der zu Beginn jeder positiven Halbwelle gezündet wird, in einemHalbwellenstrom derBatterie zugeführt. Je nach gewünschter Ausnutzung des TrariMcmators können auch andere Kombinationen der Gleichrichtung, z. B. Brücke ungesteuert in Verbindung mit einem steuerbaren Siliziumgleichrichter, halbgesteuerte Brücke, Mittelpunktschaltung mit steuerbaren Siliziumgleichrichtern, entsprechend den F i g. 2, 3 und 4, verwandt werden.According to FIG. 1, the transformed AC mains voltage is fed to the battery in a half-wave current via an electronic switch, preferably via a controllable silicon rectifier T1, which is ignited at the beginning of each positive half-wave. Depending on the desired utilization of the TrariMcmator, other combinations of rectification, e.g. B. bridge uncontrolled in connection with a controllable silicon rectifier, half-controlled bridge, midpoint connection with controllable silicon rectifiers, according to the F i g. 2, 3 and 4 can be used.

Das eigentliche Ciskriminatorelement, das die Spannung der Batterie erfaßt, besteht aus den Transistoren T 3 und T 4 und ist parallel zum Akkumulator geschaltet. Die Basis und der Emitter des Transistors T 3, der invers betrieben wird, sind mit dem Kollektor bzw. mit der Basis des Transistors T 4 verbunden. Der Emitter des Transistors T 4 ist über den Abgriff eines Potentiometers P 1 und einen Widerstand R 7 mit dem Minuspol des Akkumulators verbunden. Der Verbindungspunkt von Potentiometer P 1 und Widerstand R 7 ist über die Reihenschaltung eines Widerstandes R1 und einer Diode D 1 mit der Netzspannungsseite des Schalters Ti bzw. mit der Anode des steuerbaren Siliziumgleichrichters T1 verbunden. The actual discriminator element, which detects the voltage of the battery, consists of the transistors T 3 and T 4 and is connected in parallel to the accumulator. The base and the emitter of the transistor T 3, which is operated inversely, are connected to the collector and to the base of the transistor T 4, respectively. The emitter of the transistor T 4 is connected to the negative pole of the accumulator via the tap of a potentiometer P 1 and a resistor R 7. The connection point of potentiometer P 1 and resistor R 7 is connected to the mains voltage side of switch Ti or to the anode of controllable silicon rectifier T 1 via the series connection of a resistor R 1 and a diode D 1.

Zu Beginn jeder Halbwelle, sobald der Momentanwert der transformierten Netzspannung die Spannung des Akkumulators übersteigt, wird der steuerbare Siliziumgleichrichter Tl, an dessen Steuerelektrode über die Reihenschaltung einer Diode D 2 und einesAt the beginning of each half-wave, as soon as the instantaneous value of the transformed mains voltage exceeds the voltage of the accumulator, the controllable silicon rectifier Tl is connected to its control electrode via the series connection of a diode D 2 and a

Widerstandes R 2 ein Steuersignal gelangt, gezündet. Brücke bzw. eine Mittelpunktschaltung entsprechend Gleichzeitig gelangt über den Widerstand R 1 und den Fig. 3 und 4 verwendet, so wird erfindungs-Diode D1 die Halbwellenspannung an R 7, der so gemäß die Kathode des dann zusätzlich benutzten ausgelegt ist, daß die Spannung am Diskriminator- steuerbaren Siliziumgleichrichters T11 galvanisch mit element unterhalb der Durchbruchspannung der 5 der Kathode des steuerbaren Siliziumgleichrichters Basis-Emitter-Strecke des Transistors T 3 liegt und Γ1 verbunden, während deren Steuerelektroden jedas Diskriminatorelement gesperrt ist. Damit liegt weils über Dioden D S bzw. D 6 mit dem Emitter des aber auch die Basis des Transistors Tl, die am KoI- Transistors Tl verbunden sind,
lektor des Transistor Γ3 angeschlossen ist, in etwa Gemäß Fig. 5 kann eine erfindungsgemäßeSchalauf Emitterpotential und der Transistor T 2 ist eben- io tungsanordnung zur Schnelladung von Akkumulatofalls gesperrt. Am Ende jeder Halbwelle wird der ren mit einem pulsierenden Strom mit einem zusätz-Haltestrom des steuerbaren Siliziumgleichrichters T1 liehen Entladestromkreis versehen sein. Dieser unterschritten und dieser sperrt. Jetzt entspricht die Entladestromkreis besteht aus der Reihenschaltung Spannung am Akkumulator einer auf den Ladestrom- eines Kondensators Cl und eines steuerbaren SiIiimpuls folgenden Restpolarisation, die als Anzeige 15 ziumgleichrichters T 6 und ist parallel zum Akkumufür den Ladezustand des Akkumulators herangezogen lator angeordnet. Dieser steuerbare Siliziumgleichwerden kann und die nur wenig vom Innenwiderstand richter T 6 ist über einen parallel zum Akkumulator des Akkumulators abhängt. angeordneten Transistor T 7 ansteuerbar. Die Anode
Resistance R 2 receives a control signal, ignited. Bridge or a midpoint circuit accordingly. At the same time, used via the resistor R 1 and FIGS. 3 and 4, the half-wave voltage at R 7 is fiction diode D 1, which is designed according to the cathode of the then additionally used, that the voltage at the discriminator controllable silicon rectifier T 11 galvanically with element below the breakdown voltage of the 5 of the cathode of the controllable silicon rectifier base-emitter path of the transistor T 3 and connected to Γ1, while the control electrodes each discriminator element is blocked. This is because diodes DS or D 6 with the emitter of the but also the base of the transistor Tl, which are connected to the KoI transistor Tl ,
Lektor of the transistor Γ3 is connected, approximately. According to FIG. 5, a switch according to the invention can run on emitter potential and the transistor T 2 is also blocked for rapid charging of accumulators. At the end of each half-wave the ren will be provided with a pulsating current with an additional holding current of the controllable silicon rectifier T 1 borrowed discharge circuit. This falls below this and this blocks. Now, the discharge circuit consists of the series circuit corresponds to voltage at a battery to the charging current of a capacitor Cl and a controllable SiIiimpuls following residual polarization, as the display 15 ziumgleichrichters T 6 and is parallel to the Akkumufür the state of charge of the accumulator lator used arranged. This controllable silicon can be equalized and which is only slightly dependent on the internal resistance judge T 6 via a parallel to the accumulator of the accumulator. arranged transistor T 7 controllable. The anode

Mit der Abnahme des Momentanwertes der Halb- des steuerbaren Siliziumgleichrichters Γ 6 ist über wellenspannung verschiebt sich das Potential am 20 zwei Dioden Di, D 4 und einen Widerstand R 9 mit Emitter des Transistors Γ 4 in negativer Richtung. Die der Netzspannungsseite des steuerbaren Silizium-Spannung am Diskriminatorelement steigt und ist gleichrichters T1 verbunden, während seine Steuernach Sperren des Schahers Tl nur noch eine Funk- elektrode galvanisch mit dem Kollektor des Transition der Batteriespannung bzw. eines am Potentio- stors T 7 verbunden ist. Dessen Basis liegt am Abgriff meter Pl einstellbaren Bruchteils der Batteriespan- 25 eines Potentiometers P 2, der zwischen Emitter des nung. Das Diskriminatorelement kann also nur in Transistors T 4 und dem Minuspol des Akkumulators den Strompausen aktiv werden und dies auch nur, geschaltet istWith the decrease in the instantaneous value of the half of the controllable silicon rectifier 6 is above wave voltage, the potential at 20 two diodes Di, D 4 and a resistor R 9 with the emitter of transistor Γ 4 shifts in the negative direction. The mains voltage side of the controllable silicon voltage on the discriminator element rises and is connected to rectifier T 1, while its control, after blocking the switch Tl, only has one radio electrode galvanically connected to the collector of the transition of the battery voltage or one on the potentiometer T 7 . Its base is on the tap meter Pl adjustable fraction of the battery voltage 25 of a potentiometer P 2, which is between the emitter of the voltage. The discriminator element can therefore only be active in transistor T 4 and the negative pole of the accumulator during the current breaks and this is only switched

wenn die an ihm anliegende Teilspannung der Batte- Zu Beginn einer Halbwelle ist der Transistor T 7 riespannung die Durchbruchspannung der Basis- geöffnet, da über die Potentiometer P1 und P 2 ein Emitter-Strecke des Transistors T 3 überschreitet. 30 Strom fließt und der Spannungsabfall am Abgriff von Das Verhalten dieses Diskriminatorelementes ent- P 2 infolge der erhöhten Klemmenspannung des spricht der Spannungsstromcharakteristik einer Vier- Akkumulators ausreicht, um den Transistor T 7 schichtdiode mit niedriger Schwellspannung. Sobald durchzusteuern. Damit liegt aber auch die Steuerdie Durchbruchspannung der Basis-Emitter-Strecke . elektrode des Siliziumgleichrichters Γ 6 auf dessen des Transistors T 3 erreicht ist, fließt ein geringer 35 Kathodenpotential und dieser ist gesperrt. Über die Strom in die Basis des Transistors T 4 und öffnet die- Reihenschaltung der Dioden D1, D 4 und des Widersen. Der Strom durch den Transistor 7" 4 ruft am Standes R 9 wird der Kondensator C 2 aufgeladen. Widerstand R 3 einen Spannungsabfall hervor, wo- Sperrt am Ende einer Halbwelle der Silizhimgleichdurch der Transistor Γ 3, dessen Kollektor jetzt die richter Γ1, so sinkt die Spannung an den Potentio-Rolle des Emitters übernimmt, auch durchgesteuert 40 metern P1 und P 2 auf den Wert der Leerlaufspanwird. Dadurch vergrößert sich der Basisstrom des nung des Akkumulators ab. Reicht diese Leerlauf-Transistors T 4 und dieser wird weiter ausgesteuert spannung noch nicht aus, um das Diskriminator- und steuert seinerseits den Transistor T 3 weiter auf. element durchzuschalten, so reicht die Spaar.ung am Durch diese Rückkopplung wird das Diskriminator- Abgriff des Potentiometers P 2 nicht mehr aus, um element schlagartig durchgesteuert. Der Transistor 45 den Transistor T 7 durchgesteuert zu halten. Dieser T 2 wird ebenfalls durchgesteuert und die Steuer- sperrt und öffnet den Siliziumgleichrichter T 6. Der elektrode des Siliziumgleichrichters T1 mit der Mi- Kondensator C 2 wird nun entladen bzw. umgeladen, nusklemme des Akkumulators verbunden. Es wird dem angeschlossenen Akkumulator einWhen the partial voltage of the battery applied to it- At the beginning of a half-wave, the transistor T 7 is the breakdown voltage of the base- opened because an emitter path of the transistor T 3 is exceeded via the potentiometers P1 and P 2. 30 Current flows and the voltage drop at the tap of The behavior of this discriminator element ent- P 2 due to the increased terminal voltage speaks the voltage current characteristic of a four-accumulator is sufficient to the transistor T 7 layered diode with a low threshold voltage. As soon as to steer through. However, this also controls the breakdown voltage of the base-emitter path. electrode of the silicon rectifier Γ 6 on which the transistor T 3 is reached, a lower 35 cathode potential flows and this is blocked. About the current in the base of the transistor T 4 and opens the series connection of the diodes D1, D 4 and the resistor. The current through the transistor 7 "4 causes the capacitor C 2 to be charged at the stand R 9. Resistor R 3 causes a voltage drop, where at the end of a half-cycle the silicon evenly through the transistor Γ 3, whose collector is now the rectifier Γ1, sinks the voltage at the potentiometer role of the emitter takes over, by controlled 40 meters P1 and P2 to the value of the idle chip is. As a result, the base current is increased from the voltage of the accumulator. If this capacity idling transistor T 4, and this is further elaborated controls voltage still not enough to switch through the discriminator element and, in turn, controls transistor T 3, the savings on the element are sufficient 45 to keep the transistor T 7 turned on. This T 2 is also turned on and the control blocks and opens the silicon rectifier T 6. The electrode of the silicon rectifier T1 with the mi capacitor C 2 is now discharged or reloaded, the terminal of the accumulator connected. It is connected to the accumulator

Damit ist der Ladevorgang beendigt, denn bei der exponentiell abklingender Strom tmmen, Ins derThis completes the charging process, because the exponentially decaying current tmmen, ins the

nächsten HalbweOe bleibt der steuerbare Silizium- 50 Haltestrom des steuerbaren SflizhimgleichrichtersThe controllable silicon holding current of the controllable Sflizhimrectifier remains for the next half-time

gleichrichter Γ1 gesperrt, da an dessen Steuereick- unterschritten wird und dieser schlagartig sperrtrectifier Γ1 blocked, because its control tick is undershot and it blocks suddenly

trade kein Steuersignal zur Verfugung steht Im Falle, daß die Batterie ihre vorgesehene Kapa-trade no control signal is available In the event that the battery reaches its intended capacity

Damit die Ladung nicht durch äußere Einflüsse, zhat erreicht hat, schaltet in der Stromflußpanse das z. B. durch eingestreute Spannungsspitzen beeinflußt Diskriminatorelement durch and derSpanmmgsabfan werden kann, ist parallel zn dem Diskriminator- 55 am Potentiometer P2 wird durch den zusätzlich element ein Kondensator Cl geschaltet Ebenfalls durch Qm fließenden Strom erhöht, so daß der Tranparallel zum Diskriminatorelement ist ein Tastschal- sistor T 7 geöffnet bleibt and derSniziumgJeichrichter ter T α angeordnet, der ein manuelles Wiedereinschal- T 6 weiter sperrt
ten des Schnelladevorgangs ermöglicht Die Vorteile einer emäBen Schaltungs-
So that the charge has not reached zhat through external influences, the z. B. can be influenced by interspersed voltage peaks Discriminator element and derSpanmmgsabfan is parallel to the discriminator 55 on the potentiometer P2, a capacitor Cl is switched by the additional element.Current flowing through Qm is also increased so that the tranparallel to the discriminator element is a tactile switch T 7 remains open and derSniziumgJeichrichter ter T arranged α, 6 further inhibits a manual reactivation T
the rapid charging process enables the advantages of a similar circuit

Durch die Reihenschaltung einer Diode D 3 und 60 anordnung zur ScfaneHadung von AkkumulatorenBy connecting a diode D 3 and 60 in series for scanning accumulators

eines Widerstan Jes R 8 parallel zur Anoden-Katho- sind insbesondere darin zn sehen, daß der Aufwandof a resistor Jes R 8 parallel to the anode-cathode are seen in particular in that the effort

den-Strecke des steuerbaren SaizräragleichTichters an Bauelementen Hem gehalten und daß auf die Ver-the path of the controllable SaizräragleichTichters of components Hem go old nd that on the net

T1 kann die Selbstentladung eines dauernd an das Wendung eines Spannungsnonnais verzichtet werden T 1, the self-discharge of a permanent voltage can be dispensed with

Ladegerät angeschlossenen Akkumulators kompen- kann. Hinzu kommt, daß das DiiatorelementCharger connected accumulator can compensate. In addition, the diiator element

siert werden. 65 einen dem Akkumulator angepaßten Tempcratur-be sated. 65 a temperature adapted to the accumulator

Wird zur Gleichrichtung eine halbgesteuerte koeffeient besitzt.Has a semi-controlled coefficient for rectification.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (9)

1 2 spräche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Patentansprüche: Kondensator (C 1) mit einem Tastschalter (Γα) überbrückt ist1 2 languages 1 to 8, characterized in that the patent claims: Capacitor (C 1) is bridged with a push button switch (Γα) 1. Schaltungsanordnung zur Schnelladung eines 51. Circuit arrangement for rapid charging of a 5th Akkumulators mit einem pulsierenden Strom, bei Accumulator with a pulsating current, at welcher zwischen dem Transformator bzw. zwischen einem an diesen angeschlossenen Gleichrichter und dem Akkumulator mindestens ein Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungs-Schalter angeordnet ist und dieser Schalter über 10 anordnung zur Schnelladung eines Akkumulators mit ein Diskriminatorelement, das die Spannung des einem pulsierenden Strom, bei welcher zwischen dem Akkumulators in den Stroiiiflußpausen erfaßt, Transformator bzw. zwischen einem an diesen angesteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, schlossenen Gleichrichter und dem Akkumulator daß das parallel zum Akkumulator geschaltete mindestens ein Schalter angeordnet ist und dieser Diskriminatorelement aus zwei Transistoren (T 3, 15 Schalter über ein Diskriminatorelement, das die T 4) besteht, daß die Basis und der Emitter des Spannung des Akkumulators in den Stromflußpausen ersten Transistors (T S) jeweils mit dem Kollektor erfaßt, steuerbar ist.which between the transformer or between a rectifier connected to it and the accumulator at least one The invention relates to a circuit switch is arranged and this switch over 10 arrangement for fast charging of an accumulator with a discriminator element that determines the voltage of a pulsating current, in which detected between the accumulator in the Stroiiifflußpausen, transformer or between one of these can be controlled, characterized in that the closed rectifier and the accumulator that the at least one switch connected in parallel to the accumulator is arranged and this discriminator element consists of two transistors (T 3, 15 Switch via a discriminator element, which consists of T 4), that the base and the emitter of the voltage of the accumulator in the current flow pauses of the first transistor (TS) are each detected with the collector, can be controlled. und der Basis des zweiten Transistor? (74) ver- Bei normalen Konstantspannungsladegeräten mitand the base of the second transistor? (74) ver With normal constant voltage chargers with bunden sind, daß der Emitter des zweiten Tran- Wechselspannungseingang, bei denen Steuervorrich-are bound that the emitter of the second Tran AC voltage input, where the control device sistors (T 4) über die Reihenschaltung eines Teil- ao tungen direkt mit dem zu ladenden Akkumulatorsistor (T 4) via the series connection of a partial ao services directly to the accumulator to be charged Widerstandes eines Potentiometers (P 1) und eines verbunden sind, kann die Eingangsspannung undResistance of a potentiometer (P 1) and one connected, the input voltage and Widerstandes (R 7) mit dem Minuspol und über demgemäß die Ladezeit innerhalb weiter Grenzen mitResistance (R 7) with the negative pole and accordingly the charging time within wide limits with den anderen Teilwiderstand des Potentiometers dem Widerstand des Akkumulators variieren, da die-the other partial resistance of the potentiometer vary the resistance of the accumulator, because the (Pl) mit dem Pluspol des Akkumulators verbun- ser einen beträchtlichen Einfluß auf die Spannung(Pl) connected to the positive pole of the accumulator has a considerable influence on the voltage den ist und daß zwischen dem Verbindungspunkt »5 besitzt, die sich am Akkumulator während jedesden and that between the junction point »5, which is located on the accumulator during each dieses Widerstandes (R 7) mit dem Potentiometer Ladestromstoßes entwickelt.of this resistor (R 7) developed with the potentiometer charging current surge. und der Netzspannungsseite des Schalters minde- Diese Schwierigkeit tritt hauptsächlich bei war-and the mains voltage side of the switch. This difficulty mainly occurs with stens ein eine Diode (Dl) und einen Widerstand tungsarmen gasdichten oder halbgasdichten Bleiakku-at least a diode (Dl) and a low-resistance gas-tight or semi-gas-tight lead-acid battery (Rl) enthaltender Schaltkreis angeordnet ist. mulatoren auf, die mit einem begrenzten Elektro- (Rl) containing circuit is arranged. mulators that use a limited electrical 2. Schaltungsanordnung nach dem Anspruch 1, 30 lytvorrat arbeiten und einen inneren Widerstand dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter ein besitzen, der mehrmals so groß ist wie der eines steuerbarer Siliziumgleichrichter (T 1) ist. normalen Akkumulators. Zusätzlich ist der Innen-2. Circuit arrangement according to claim 1, 30 lytvorrat work and an internal resistance, characterized in that the switch has one that is several times as large as that of a controllable silicon rectifier (T 1). normal accumulator. In addition, the interior 3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen widerstand abhängig von der Temperatur und kann 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- von Akkumulator zu Akkumulator beträchtlich elektrode des Siliziumgleichrichters (Γ1) mit dem 35 variieren, entsprechend der Menge des Elektrolyten Emitter eines dritten Transistors (T 2) verbunden in den einzelnen Elementen, im Falle des Bleiakkuist, dessen Basis am Kollektor des ersten Transi- mulators dem Grad der Sulfatierung der Platten,
stors (7" 3) des Diskriminatorelementes ange- Es ist bekannt, daß gasdichte Akkumulatoren, z.B. schlossen ist. Nickelcadmiumzellen, innerhalb kurzer Zeit auf ihre
3. Circuit arrangement according to the claims resistance depending on the temperature and can 1 and 2, characterized in that the control from battery to battery considerably electrode of the silicon rectifier (Γ1) vary with the 35, according to the amount of electrolyte emitter of a third transistor ( T 2) connected in the individual elements, in the case of the lead-acid battery, the base of which on the collector of the first transmitter corresponds to the degree of sulfation of the plates,
It is known that gas-tight accumulators, for example, nickel cadmium cells, are connected to their
4. Schaltungsanordnung nach einem der An- 40 volle Kapazität aufladbar sind, sofern Maßnahmen sprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß getroffen werden, daß die Zellenspannung bei kurzer die Anode des steuerbaren Siliziumgleichrichters Unterbrechung des Ladestroms, also in einer Strom-(Tl) mit dessen Steuerelektrode über eine Rei- pause, einen bestimmten Grenzwert nicht überschreihenschaltung einer Diode (D 2) und eines Wider- tet. Auch sollte die Temperatur während der Ladung Standes (R 2) verbunden ist. 45 nur geringfügig ansteigen.4. Circuit arrangement according to one of the Anode 40 full capacity can be charged, provided that measures claims 2 or 3, characterized in that it is taken that the cell voltage at short the anode of the controllable silicon rectifier interruption of the charging current, so in a current (Tl) with its control electrode over a pause, not exceeding a certain limit value circuit of a diode (D 2) and a resistor. Also, the temperature should be connected during the charge stand (R 2) . 45 increase only slightly. 5. Schaltungsanordnung nach einem der An- Um Akkumulatoren innerhalb kurzer Zeit bei nur sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß geringfügiger Temperaturerhöhung aufladen zu könzwischen dem Kollektor des ersten Transistors nen und um eine verläßliche, nur wenig vom Innen- (T 3) und dem Emitter des zweiten Transistors widerstand abhängige Anzeige des Ladezustandes des (T 4) des Diskriminatorelementes ein Konden- 50 Akkumulators zu erhalten, hat es sich als vorteilhaft sator (Cl) angeordnet ist. erwiesen, ein in Halbwellen- oder Brückengleichrich-5. Circuit arrangement according to one of the to accumulators within a short time with only claims 1 to 4, characterized in that a slight increase in temperature to be able to charge between the collector of the first transistor and a reliable, only little from the inside (T 3) and the emitter of the second transistor resistance-dependent display of the state of charge of the (T 4) of the discriminator element to receive a capacitor 50 accumulator, it has been arranged as an advantageous sator (Cl). proven to be a half-wave or bridge rectifier 6. Schaltungsanordnung nach einem der An- tung gewonnener Strom ohne jegliche Glättung als sprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Ladestrom zu benutzen. Während abwechselnder parallel zur Anoden-Kathodenstrecke des Steuer- Halbwellen oder in den Zeiträumen zwischen dem baren Siliziumgleichrichters (Γ1) eine Reihen- 55 Zeitpunkt, an dem die Momentanspannung unter die schaltung einer Diode (D S) und eines Widerstan- Batteriespannung fällt und dem Zeitpunkt, an dem des (R 8) angeordnet ist. sie diese wieder übersteigt, fließt kein Ladestrom.6. Circuit arrangement according to one of the current obtained without any smoothing as claims 2 to 5, characterized in that charging current is to be used. During the alternating parallel to the anode-cathode path of the control half-waves or in the periods between the silicon rectifier (Γ1), a series 55 point in time at which the instantaneous voltage falls below the connection of a diode (DS) and a resistor battery voltage and the point in time on which the (R 8) is arranged. if it exceeds this again, no charging current flows. 7. Schaltungsanordnung nach einem der An- Während dieser Zeiträume entspricht die Spannung sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein am Akkumulator einer Restpolarisation, die dem zweiter Schalter (Γ11) zwischen dem Transfor- 60 vorangegangenen Ladestromimpuls folgt und kann mator und dem Pluspol des Akkumulators ange- als Anzeige für den Ladezustand des Akkumulators ordnet ist. herangezogen werden. Die Steuerung des Ladestro-7. Circuit arrangement according to one of the during these periods of time corresponds to the voltage Claims 1 to 6, characterized in that a residual polarization on the accumulator which corresponds to the second switch (Γ11) between the Transfor- 60 previous charging current pulse follows and can mator and the positive pole of the accumulator as an indicator for the charge status of the accumulator is arranged. can be used. The control of the charging current 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, da- mes erfolgt bei den bekannten Schnelladeschaltungen durch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode meistens durch einen elektronischen Schalter, z.B. des zweiten Schalters (Γ11) ebenfalls mit dem 65 einen Transistor oder einen steuerbaren Silizium-Emitter des dritten Transistors (T 2) verbunden gleichrichter. Die Verminderung, bzw. die Beendiist. gung des Ladestroms wird dabei z.B. gemäß der8. Circuit arrangement according to claim 7, da- mes takes place in the known fast charging circuits, characterized in that the control electrode is usually by an electronic switch, for example the second switch (Γ11) also with the 65 a transistor or a controllable silicon emitter of the third transistor ( T 2) connected rectifier. The reduction or the termination is. Generation of the charging current is, for example, according to the 9. Schaltungsanordnung nach einem der An- deutschen OSenlegungsschrift 1 937 282 dadurch ge-9. Circuit arrangement according to one of the Andeutsche OSenlegungsschrift 1 937 282
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