DE2109819B2 - Spannungsregler in einer batterieladeeinrichtung - Google Patents

Description

Bei einem Spannungsregler der Gattung des Anspruchs 1 besteht der steuerbare Strompfad aus mehreren parallel schaltbaren ohmschen Widerständen verschiedener Größe. Durch Parallelschalten der einzelnen Widerstände kann das Eingangssignal des Reglers in Abhängigkeit von der Batteriespannung korrigiert werden (FR-PS 15 33 718).

Nachteilig ist bei diesem bekannten Spannungsregler, daß die Ladespannung eine im wesentlichen dem Kurvenverlauf der Fig.2 entsprechende Temperaturabhängigkeit hat.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Spannungsregler zu schaffen, der eine bessere Temperaturkompensation als der bekannte Spannungsregler hat

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Während bei bekannten Spannungsreglern derselben Gattung eine annähernd lineare Abhängigkeit zwischen der Temperatur und der Ladespannung besteht, kann mit dem erfindungsgemäßen Spannungsregler erreicht werden, daß die Ladespannung in einem großen Temperaturbereich, das ist z. B. der Temperaturbereich unterhalb 20 bis 30° C, annähernd unabhängig von der Temperatur ist. Dieser Zusammenhang zwischen Temperatur und Ladespannung ermöglicht ein wesentlich schnelleres Aufladen der Batterie, denn unabhängig von der Temperatur in dem genannten Bereich wird mit maximaler Ladespannung geladen.

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 2 gekennzeichnet.

Die Erfindung ist im nachfolgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind

F i g. 1 ein Schaltbild,

F i g. 2 eine Spannungs/Temperatur-Kurve, wie man sie bei einer bekannten Anordnung für eine Ausgangsstromstärke von 5 Ampere erhält, und

F i g. 3 eine entsprechende Kurve, wie man sie erhält, wenn man mit der in F i g. 1 gezeigten Schaltung arbeitet

Zu einem Kraftfahrzeug gehört ein Wechselstromgenerator 11, der vom Motor des Fahrzeugs angetrieben wird, ferner eine Batterie 12, deren Minuspol mit Masse verbunden ist. Der Ausgang vom Wechselstromgenerator wird über einen Zweigweggleichrichter 13 der Batterie 12 zugeleitet, und ein zusätzlicher Ausgang vom Wechselstromgenerator wird durch drei Dioden 14 einer Plus-Leitung 15 zugeleitet die mit dem Pluspol der Batterie 12 über eine KontroH-Lampe 16 und den Zündschalter 17 des Fahrzeugs in Reihe verbunden ist Die Zündvorrichtung 18 des Fahrzeugs ist mit der Verbindung zwischen der Lampe 16 und dem Zündschalter 17 verbunden.

Zwischen die Leitung 15 und Masse ist eine Widerstandskette geschaltet die aus einem Thermistor 21 und zwei Widerständen 22 und 23 in Reihe besteht Die Verbindung zwischen den Widerständen 22 und 23 ist über eine Zenerdiode 24 mit der Basis eines n-p-n-Transistors 25 verbunden, dessen Emitter mit Masse und dessen Kollektor mit der Verbindung zwischen dem Thermistor 21 und dem Widerstand 22 über einen Widerstand 26 verbunden ist Der Kollektor des Transistors 25 ist ferner mit der Basis eines n-p-n-Transistors 27 verbunden, dessen Emitter mit der Basis eines n-p-n-Transistors 28 verbunden ist dessen Emitter mit Masse und dessen Kollektor mit der Leitung 15 über die Feldwicklung 29 des Wechselstromgenerators verbunden ist wobei eine Diode 31 zur Feldwicklung 29 parallel geschaltet ist Die Kollektoren der Transistoren 27 und 28 sind miteinander verbunden und mit der Basis des Transistors 25 über einen Kondensator 32 und einen Widerstand 33 in Reihe verbunden. Die Basis des Transistors 25 ist über einen Widerstand 34 mit Masse verbunden, und die Basis und der Kollektor sind über einen Kondensator 35 miteinander verbunden, der Funkstörungen auf ein Minimum reduziert

Zvei Widerstände 41 und 42 in Reihe sind zum Thermistor 21 parallel geschaltet, und mit der Verbindung der Widerstände 41 und 42 ist die Basis eines n-p-n-Transistors 43 verbunden, dessen.Kollektor mit der Verbindung zwischen dem Thermistor 21 und dem Widerstand 41 und dessen Emitter mit der Verbindung zwischen dem Thermistor 21 und dem Widerstand 42 verbunden ist. Wenn der Zündschalter 17 geschlossen wird, fließt Strom über die Kontroll-Lampe 16 und den Widerstand 26, um die Transistoren 27 und 28 einzuschalten, so daß Strom in der Feldwicklung 29 fließen kann. In dieser Phase leuchtet die Lampe 16 auf. Wenn der Motor des Kraftfahrzeugs angelassen worden ist und der Wechselstromgenerator einen Ausgang erzeugt fließt Strom durch die Dioden 14 zum Regler; die Spannung auf beiden Seiten der Lampe 16 wird jedoch gleich, so daß die Lampe 16 ausgeht. Wenn die Spannung zwischen der Leitung 15 und Masse einen Wert erreicht der ausreicht um ein Leiten der Zenerdiode 24 zu bewirken, fließt Strom zum Basis/ Emitter-Weg des Transistors 25, so daß durch den Widerstand 26 fließender Strom vom Transistor 27 zum Transistor 25 umgeleitet wird, und die Transistoren 27 und 28 beginnen sich auszuschalten. Auf Grund des Rückkopplungskreises 32, 33 kippt der Stromkreis schnell von einem Zustand, bei dem der Transistor 28 vollständig ausgeschaltet und der Transistor 25 vollständig eingeschaltet ist, in einen anderen Zustand über, bei dem der Transistor 25 vollständig ausgeschaltet und der Transistor 28 vollständig eingeschaltet ist. Der durch die Zenerdiode 2* fließende Strom bestimmt die Leitungsperioden der Transistoren 25 und 28, um einen mittleren Stromfluß in der Feldwicklung 29 zu erzeugen, der ausreicht, um Strom mit geregelter Spannung zur Batterie 12 weiterfließen zu lassen.

Obgleich die Zenerdiode 24 immer leitet, wenn eine die Solispannung überschreitende Spannung daran angelegt wird, wird die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators, bei der die Zenerdiode 24 leitet

durch den Thermistor 21 und die Widerstände 22 und 23 beeinflußt In bekannten Anordnungen sind der Transistor 43 und die Widerstände 41 und 42 nicht vorgesehen. Wenn man diese Bauelemente einmal außer acht läßt und annimmt, daß der Thermistor 21 nahe an der Batterie sitzt, hat bei kalter Batterie der Thermistor 21 einen relativ hohen Widerstand, und an ihm entsteht ein erheblicher Spannungsabfall. Mit wärmer werdender Batterie wird der Thermistor 21 ebenfalls wärmer, und sein Widerstand fällt ab, so daß ι ο der Spannungsabfall daran ebenfalls abnimmt Es versteht sich, daß die Spannung des Wechselstroingenerators, bei der die Zenerdiode 24 zu leiten beginnt durch den Spannungsabfall am Thermistor 21 erhöht wird, und in der Praxis entsteht eine Kurve in der in Fig.2 gezeigten Form. Wie aus dieser Kurve zu ersehen ist, nimmt die Betrebsspannung mit steigender Batterietemperatur ab. Das kann unter bestimmten Voraussetzungen keine brauchbare Charakteristik zur Regelung der Spannung sein, die an eine Fahrzeugbatterie angelegt wird. Aus diesem Grunde sind die Widerstände 41 und 42 sowie der Transistor 43 vorgesehen. Wenn diese Anordnung voigesehen wird, hat der Thermistor im heißen Zustand einen niedrigen Widerstand, und der meiste Strom des Systems fließt durch ihn. Unter diesen Umständen leitet die Zenerdiode 24. wenn die Soannung in der Leitung 15 einen relativ niedrigen Wert erreicht Wenn der Thermistor jedoch kalt ist hat er einen relativ hohen Widerstand, und dann fließt Strom durch den Widerstand 4i, um den Transistor 43 einzuschalten, der dann leitet um damit die Erhöhung der Spannung an der Leitung 15 zu begrenzen. Der Effekt davon ist, daß eine Kurve gemäß der Darstellung in Fig.3 entsteht die für bestimmte Bedingungen eine wesentlich bessere Betriebscharakteristik für eine Fahrzeugbatterie darstellt Die genaue Form der Kurve Jäßt sich natürlich dadurch ändern, daß die Widerstandswerte der Widerstände 41 und 42 geändert werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   1 Spannungsregler in einer Batterieladeeinrichtung mit einem gleichstromerregten Wechselstromgenerator, dessen Erregerstrom in Abhängigkeit von der Ladespannung steuerbar und mittels eines Thermistors temperaturabhängig beeinflußbar ist, zu welchem Thermistor ein steuerbarer Strompfad parallel geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Paralielpfad von einem Transistor (43) gebildet ist, der derart steuerbar ist, daß sich sein Widerstand umgekehrt zu demjenigen des Thermistors (21) verhält
2. 2. Spannungsregler nach Anspruch 1, dadurch 'S gekennzeichnet, daß die Basis des Transistors (43) an einem Spannungsteiler (41,42) liegt, der parallel zum Thermistor (21) geschaltet ist