DE2203299C2

DE2203299C2 - Batterieladeeinrichtung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2203299C2
Application number: DE2203299A
Authority: DE
Inventors: Maurice James Stourbridge Worcestershire Allport
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1971-01-26
Filing date: 1972-01-25
Publication date: 1982-09-23
Also published as: DE2203299A1; AR203446A1; ES399556A1; JPS549282B2; GB1368072A; FR2123412A1; JPS4715835A; IT948294B; AU3806872A; ZA72318B

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterieladeeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches. Bei einer bekannten Batterieladeeinririituni? dieser Art (DE-OS 19 33 656) liegt der Vorwiderstand parallel zur Basiskollektorstrecke des Leistungstransistors. Über die Spannungshöheleitung gelangt deshalb nur ein Signal auf die Basis des Steuertransistors. Bei dieser bekannten Schaltung ist gewährleistet, daß im Falle einer Unterbrechung in der an dem stromführenden Batteriepol angeschlossenen Ausgangsleitung der Wechselstromgenerator weiter geregelt wird, weil der Steuertransistor anstelle des von der Batteriespannung über die Diode abgeleiteten Steuersignals ein über die Widerstandskette unmittelbar vom Gleichrichter abgeleitetes Steuersignal erhält. Die geregelte Ausgangsspannung ist dann allerdings um einen von der Dimensionierung der Widerstandskette abhängigen Betrag höher. Zu einer Überladung der Batterie kann es nicht kommen, da der Batterie wegen der Leitungsunterbrechung kein weiterer Strom zugeführt wird. Im Falle einer Leitungsunterbrechung der Fühlerleitung dagegen wird der Batterie bei einer Regelung in der beschriebenen Weise Strom mit erhöhter Spannung zugeführt. Nach dem Stand der Technik soll die erhöhte Ladespannung bei etwa 0,5 Volt über der Soll-Ladespannung liegen. Diese leichte Erhöhung der Ladespannung ist bei den Temperaturschwankungen, denen ein Batterieladesystem in Kraftfahrzeugen ausgesetzt ist, nur mit hochwertigen temperaturkompensierten Bauelementen zu erreichen. Die Erfahrungen h&ben gezeigt, daß selbst eine so geringe Erhöhung der Ladespannung für die Batterie schädlich ist. Als auf die Dauer zulässig hat sich eine nur um 0,2 Volt erhöhte Ladespannung erwiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Batterieladeeinrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß eine Überladung der Batterie im Falle eines Leitungsbruches der Spannungsfühlerleitung verhindert wird, ohne daß dafür der Einsatz von präzisen, temperaturkompensierten Bauelementen erforderlich ist

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches gelöst

Die erfindungsgemäße Batterieladeeinrichtung ist dem rauhen Betrieb in einem Kraftfahrzeug gewachsen.

to Der Einsatz von hochwertigen Bauelementen ist nicht erforderlich. Im Falle eines Leitungsbruches der Fühlerleitung wird der Generatorausgang nach Null geregelt, so daß der Batterie kein weiterer Ladestrom zugeführt wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines ein Ausführungsbeispiel darstellenden Schaltbildes erläutert

Ein Wechselstromgenerator Il eines Kraftfahrzeuges versorgt über einen Zweiweggleichrichter 12, eine am Massepol einer Batterie 15 liegenden Leitung 14 und einer am Pluspol der Batterie 15 liegenden Leitung 13 die Batterie 15 mit Strom. Der Gleichrichter !2 weist drei zusätzliche Dioden 16 auf, die über eine Leitung 17 mit Zündkontrollampe 18 und Zündschalter 19 Strom an die Batterie 15 liefern.

Mit dem Pluspol der Batterie 15 ist eine Spannungsfühlerleitung 21 verbunden, die mit der Leitung 14 über eine Diode 22 ur»d eine Widerstandskette 23, 24 verbunden ist Der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 23 und der Diode 22 ist über einen Widerstand 25 mit der Leitung 13 verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 23 und 24 ist über eine Zenerdiode 26 mit der Basis eines NPN-Steuer-Transistors 27 verbunden. Die Basis dieses Steuertransistors 27 ist außerdem mit der Leitung 14 über einen Widerstand 30 verbunden, während der Emitter dieses Steuertransistors 27 mit der Leitung 14 und sein Kollektor über einen Widerstand 28 mit der Spannungsfühlerleitung 21 verbunden sind. Der Kollek tor des Steuertransistors 27 ir», ferner mit der Basis eines n-p-n-Transistors 29 verbunden, dessen Emitter mit der Basis eines n-p-n-Transistors 31 verbunden ist Der Emitter des Leistungstransistors 31 ist mit der Leitung 14 verbunden. Die Kollektoren der Leistungstransisto ren 29,31 sind mit der Leitung 17 über die Feldwicklung 32 des Wechselstromgenerators verbunden, zu der eine Freilaufdiode 33 parallel geschaltet ist Ferner besteht eine Verbindung von den Kollektoren der Leistungstransistoren 29,31 über einen Kondensator 34 und einen

so Widerstand 35 zur Basis des Steuertransistors 27. Zwischen dem Kollektor und der Basis des Steuertransistors 27 ist ein Kondensator 36 geschaltet, um F-inkstörungen auszuschalten. Selbst bei geöffnetem Zündschalter 19 kann Strom von der Batterie 15 durch die Diode 22 und die Widerstände 23, 24 und außerdem durch den Widerstand 28 und durch die Basiskollektorstrecken der Transistoren 29, 31 nach Masse abfließen. Die Transistoren 29, 31 leiten jedoch nicht, weil der Zündschalter 19 offen ist. Der Stromabfluß durch die Transistoren 29,31 ist vernachlässigbar klein. Wenn der Zündschalter 19 geschlossen wird, leiten die Transistoren 29, 31, so daß Erregerstrom durch die Wicklung 32 fließt. Strom fließt auch über die Zündkontrollampe 18.

so daß diese leuchtet. Sobald der Wechselstromgenerator eine Ausgangsspannung erzeugt, nimmt die Leitung 17 die gleiche Spannung wie die Leitung 13 an. Folglich geht der StromfluD durch die Transistoren 29, 31 und

durch die Wicklung 32 über die Dioden 16, so dqß die Zündkontrollampe 18 erlischt.

Im normalen Betrieb ist die Diode 22 wegen des Widerstandes 25 vorgespannt und Strom fließt durch die Diode 22 und die Widerstände 23, 24, Sobald die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators die Sollspannung erreicht, leitet die Zenerdiode 26, so daß der Transistor 27 durchgeschallt wird. Dadurch wird der Steuerstrom von den Transistoren 29, 3) weggenommen. Die Schaltung schwingt nun zwischen einem Zustand, bei dem der Steuertransistor eingeschaltet ist und die Transistoren 29,31 ausgeschaltet sind und einem anderen Zustand, bei dem der Steuertransistor 27 ausgeschaltet ist und die Transistoren 29,31 eingeschaltet sind. Der mittlere Stror.ifluß durch die Erregerwicklung 32 wird demnach durch den Stromfluß durch die Zenerdiode 26 bestimmt, eier seinerseits durch die Batteriespannung bestimmt wird. Folglich wird die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators entsprechend der Batteriespannung 15 geregelt. Falls die zum Pluspol der Batterie 15 führende Leitung 13 unterbrochen wird, steigt die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators am Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 23,25 an und die Diode 25 wird umgekehrt vorgespannt. Die Zenerdiode 26 leitet nunmehr einen Strom, der durch die Spannung zwischen den Leitungen 13 und 14 bestimmt wird, so daß der Wechselstromgenerator 11 immer noch geregelt wird, wenn auch die Regelspannung durch die Spannung am

ίο Widerstand 25 erhöht wird. Da wegen des Leitungsbruches der Batterie kein weiterer Strom zugeführt wird, kann es nicht zu einer Überladung der Batterie kommen. Aus dem Vorstehenden ergibt sich ohne weiteres, daß eine Kontrollfunktion für den Wechselstromgenerator für den Fall vorgesehen ist, daß die Spannungs-Fühlerleitung 21 unterbrochen wird, da dann der Transistor 31 gesperrt wird und der Generator 11 entregt wird. Auch in diesem Störungsfall wird also die Batterie nicht langer geladen.

Hierzu I Biait Zeichnungen

Claims

Patentanspruch;

Batterieladeeinrichtung mit einem Wechselstrom-Generator und einem Gleichrichter, dessen eine Ausgangsleitung an dem stromrührenden Batteriepol und dessen andere Ausgangsleitung an Masse liegen, mit einer Spannungs-Fühlerleitung, deren eines Ende an dem stromführenden Batteriepol liegt, und deren anderes Ende mit Masse über eine Diode und eine Widerstandskette in Reihe verbunden ist, bei der eine Zenerdiode einen Punkt an der Widerstandskette mit der Basis eines Steuertransistors verbindet, mit einem in dem Stromkreis der Feldwicklung des Wechselstrom-Generators eingeschalteten Leistungstransistor, der mit dem Steuertransistor derart verbunden ist, daß der Steuertransistor den Leistungstransistor zur Regelung des Ausgangs des Wechselstrom-Generators steuert, wobei der Leistungstransistor über einen Vorwiderstand Steuerstrom erhält, und mit einem Widerstand, der die Veibindung zwischen der Diode und der Widerstandskette mit der Aüsgangsleitung verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwiderstand (28) zwischen dem Verbindungspunkt der einen Hauptelektrode (Emitter oder Kollektor) des Steuertransistors (27) mit der Basis des Leistungstransistors (29,31) und der Spannungs-Fühlerleitung (21) liegt.