DE2344447A1 - Batterieladesystem - Google Patents

Description

COHAUSZ & FLORACK

PATENTANWALTSBÜRO 4 DÜSSELDORF SCHUMANNSTR. Θ7

PATENTANWÄLTE: Dipl.-lng. W. COHAUSZ · Dipl.-lng. W. FLORACK · Dipl.-lng. R. KNAUF · Dr.-lng., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER

234444?

The Lucas electrical Company Limited

Well Street

GB-Bi rminghani J. a ep tomb er 1975

Batt eri elade s^st ent

Die Erfindung betrifft ain Batterieladesystem, besonders für Kraftfahrz euge.

Ein Batt eri el ade SJ^-s tasi gemäß der Erfindtm.j; ist gekennzeichnet durch einen Wickelfeld-'/echsalstromgenerator zum Laden der Batterie durch einen Zweiweggleichrichter und einen Spannungsregler sur liegelung des Btroiaflusses in der Feldwicklung des VechEelstroingenerstoro, "wobei die Feldwicklung in die Schaltung so eingeschaltet ici, da3 bei Unterbrechung des Stronflusses zur Feldwicklung die in der Feldwicklung gespeicherte Energie ein Fließen des Feldetroms zum Lr-cUn dar Bettcr-ie bewirkt.

Die Srfindung ist nachstehend an Hand zweier Ausfuhrungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Seichnungen näher erläutert, in denen in Fig.

I und 2 zwei Schaltbilder der beiden Ausführung-sboispiele der Erfindung gezeigt sind.

In Fig. 1 ist ein Dreiphasen-vrechselstroragenerator mit eine,.* i;t^;.Indcr

II vorgesehen, der einen Ausgang über Dioden 12, 1; zu positiven bzv. negativen Energieleitungen 14, 15 liefert, zwischen die eine Batterie 10 eines Kraftfahrzeugs geschaltet ist. Die Leitung 15 ist an Kasse angelegt. Der Ständer 11 des Vechselstroragenerators liefert einen weiteren Ausgang durch drei zusatzliche Dioden 16 an eine positive ,ikiergieleitung 17, die mit der Leitung 14 über eine Zündungskontrollanipe 18 und den Fahrzeugzündschalter 19 in Reiho verbunden ist. Der Schal-

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ter 19 ist mit den beiden Polen der !Batterie 16 in Verbindung mit den zündungsgesteuerten Lasten 21 des Fahrzeugs verbunden.

Kit dem Pluspol der-!Batterie 10 ist eine Batterieiaeßader 22 verbunden, die mit der Leitung 15 über einen Widerstand 27j und eine 2',onerdiode 2-\ in Reihe verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem l.iderstand Zl und der Zenerdiode 24 ist mit der Steuerelektrode einei, n-p-n-Transistcrs 25 verbunden, der zusaraaien mit einem weiteren n-p-n-Trans- istor eine langschv.änziges Paar bildet. Die Emissionselektroden der Transistoren 25, 25 sind über einen gemeinsamen Uidarstand 27 mit der Leitung 15 verbunden. Der Transistor 26 ist mit seinem Kollektor mit der Ader 22 und mit seiner Steuerelektrode mit der Verbindung zwischen •avei 'riderständen 28, 29 verbunden, die in Reihe zwischen die Ader und die Leitung 13 gcsch.a,ltet sind. Der Kollektor des Transistors 25 ist axt der Steuerelektrode des Transistors 26 über einen Kondensator 31 und einen v/iderstand J-2 in Rtihe verbunden, und er ist weiter über einen V'iderstand >5 und einen niderstand 54 in Seihe mit der Leitung 17 verbunden. Die Verbindung zwischen den widerständen 33 und 34 ist mit der Steuerelektrode eines n-n-p-Transistors 35 verbunden, dessen Suissionselektrode über einen 'Widerstand 36 mit der Leitung I7 und dessen Kollektor mit der Leitung I5 über drei VoiderständeH37» 38, 3^9 in Reihe verbunden ist. Die Verbindung zwischen den widerständen 37» 38 ist über eine Diode 41 mit der Steuerelektrode des Transistors 26 verbunden, während die Verbindung zwischen den Widerständen 381 39 mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors 44 verbunden ist, dessen Emissionselektrode mit der Leitung I5 und dessen Kollektor mit dem Kollektor eines p-n-p-Transistors 46 durch die Feldwicklung 45 des ¥echselstromgenerators verbunden sind. Der Transistor 46 ist mit seiner Emissionselektrode mit der Leitung I7 und mit seiner !Steuerelektrode mit der liaissionselektrode des Transistors 35 verbunden. Der Kollektor des Trnenisstors 46 ist mit der Leitung 15 durch eine Diode 47 verbunden, und der Kollektor des Transistors 44 ist über eine Diode 43 mit der Leitung I7 und über eine Diode 49 niit der Leitung 14 verbunden. Schließlich ist eine Zenerdiode 51 zwischen die Leitungen I7 und 15 geschaltet.

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!Bei geschlossenem Zündschalter 19 fließt Strom zu den Lasten 21, und es fließt auch Strom durch die Lampe 18, den Widerstand. 54» den Widerstand 33 und den Transistor 25 und den Widerstand" 27 zur Leitung 15· Der Transistor 25 wird durch Strom leitend gehalten, der von der Ader 22 durch den Widerstand 2J fließt. Ein Leiten dos Transistors 25 schaltet die Transistoren 35» 4-6 ein, und ein Leiten den Transistors J5 schaltet den Transistor 44 ein, so daß Ctrom in der !Feldwicklung fließt. Me Lampe 18 trennt in diesem Stadium. ^τ.Γβηη der Wechsel stromgenerator einen Ausgang erzeugt, wird die Spannung an der Leitung 17 etwa gleich der Spannung an der Leitung 14, so daß der Spannungsregler durch die Leitungen 17* 15 gespeist wird, und die Lampe 18 geht aus.

Mit größer weredender Batteriespannung leitet der Transistor 26 stärker, und damit Gleitet der Transistor 25 weniger. Wenn die Batteriespannung einen Sollwert erreicht, leitet der Transistor 26 ausreichend, um zu einer Sättigung des Transistors 25 zu führen, und danach schwingt das langschwänzige Paar 25» 26 auf Grund des Rückkopplungswegs durch den Kondensator 31 τ*ηα den Widerstand 32 niit einem Impulsatastverhältnis, das von derBatteriespannung bestimmt wird. Bei eingeschaltetem Transistor 25 sind die Transistoren 44 und 46 eingeschaltet, wie vorstehend erwähnt, bei eingeschaltetem Transistor 26 jedoch sind natürlich die Transistoren 44 ^nd 46 ausgeschaltet. Der mittlere Stromfluß in der Wicklung 45 wird auf diese Weise geregelt, um die Batteriespannung im wesentlichen konstant kzu halten. |

Wenn sich die Transistoren 44» 46 ausschalten, fließt Strom vom unteren Ende der Wicklung 45 über die Diode 49» die Batterie 10 und die Diode 47 zur oberen Seite der Wicklung 45» ^a damit einen Stromfluß durch die Wicklung 45 i^d ein Laden der Batterie aufrechtzuerhalten.

Bei einem Defekt in dem System, der ein Ansteigen der Spannung zwischen den Leitungen 17» 15 bewirkt, bricht die Zenerdiode 5I zusammen und leitet. Der am wahrscheinlichsten vorkommende Defekt ist eine Trennung der Batterie 10, und bei getrennter Batterie 10 geht die in der Wick-

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lung L,^vj (j&tpeich'-rtfc. linerrie "ber die Mode 40 und die Senerdiode 51 oder alternativ 'ieltr die Lasten verloren, die an die Batterie 10 angeschlossen sind. In den einen wie in dem anderen Fall wwird durch die erhöhte .Spannung, die in der Feldwicklung 45 vorhanden ist, das Zusammenbrechen der J.rregung beschleunigt, um damit die Dauer des Überspannung^ zu st and ε au verkürzen. Dieses Iierkmal verhindert eine Beschädigung von Lastelernenten, die anderenfalls auftreten kann, z.B. in Fällen, bei denen eine einfache Freilaufdiode an der Feldwicklung verwendet wird,

Die Diode 41 verhindert eine Beschädigung, wenn die Stromleitung 14 unterbrochen wird. Es versteht sich ferner, daß dann, vrenn die Ader 22 unterbrochen wird und getrennt wird, die Lichtmaschine zu laufen aufhört, und die Kontrollampe 18 leuchtet in diesem Falle auf.

In dem in Pig. 2 gezeigten Schaltbild sind einige der Bauteile die gleichen v/ie in dem in Fig. 1 gezeigten Schaltbild, und sie sind mit den gleichen Bezugszahlen versehen. Wie zu sehen ist, ist eine weitere Zenerdiode 50 zwischen die Leitungen 17, 15 iⁿ Reihe mit einem Widerstand 52 und einem Kondensator 55 geschaltet. Me Verbindung zwischen dem Widerstand 52 und dem Kondensator 53 ist mit der Steuerelektrode des Transistors 26 verbunden. Ferner ist der Kollektor des Transistors mit der Leitung I7 verbunden, und nicht mit der Leitung 22, und die Widerstände 54 sind zur Leitung 22 zurückgeführt, und nicht an die Leitung 17. Die Widerstände 56, 57, 58 und 59 sind weggelassen, ebenso die Mode 41· Me Emissionselektrode des Transistors 35 ist nicht mit der Steuerelektrode des Tansistors 46 verbunden, wie in Fig. 1, sondern ist mit der Leitung 22 verbunden. Der Kollektor des Transistors 55 ist mit der Leitung 15 über Widerstände 61, 62 in Reihe verbunden, und die Verbindung zwischen den Widerständen 61 und 62 ist mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors 63 verbunden, dessen Kollektor mit der Leitung 17 über Widerstände 64, 65 in Reihe verbunden ist. Me Verbindung zwischen den Widerständen 64, 65 ist mit der Steuerelektrode des Transistors 46 verbunden. Die Emissionselektrode des Transistors 65 ist über einen Widerstand 66 mit der Leitung 15 und außerdem mit der Steuerelektrode des Trnsistors 44 verbunden.

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Die Grandfunktion der Schaltung· ist die gleiche wie in Jig. 1. In Fig. 1 dient der Transistor 25 dann, wenn er leitet, zum Einschalten der Transistoren 35» 44 und 46 und entsprechend schaltet in Pi;;. 2 der Transistor 25 den Transistor 35 ein, der den Transistor 63 einschaltet _r v/elcher wiederum die Transisotren &A und 46 einschaltet. Wenn sich der Transistor 26 einschaltet nnä ausreichend leitet, schalten sich alle Transisei?orer> 25, 25» ^i > 44 und &6 aus.

Venn die Ader 22 unterbrochen wird uder ^etTexmt \n.rd, wird die Zufuhr an IJnergie zufj Transistor 6;' unterbrochen, und damit kann die ÜFeldm cklung· nicht erregt werden, und der Feld.oiroa f^;i.llt auf Vfull ab.

Wenn die Stromleitung I4 unterbrochen oder getrennt wird, leitet die Zenerdiode 5I > ^^ri^e in ΐ'-ig. 1, und in Pig. 2 sclialtst di'e Zeiierdiode

50 den Tranitor 26 ein, so da3 das den gleichen ;:^:f:Ceki wi2 ei« Diode 41 in Fig. 1 hat. In beiden Ausführungsbeispielen auJ die Zenerdiode

51 weniger Energie asls in einer herköuiiilichen Anordnung ableiten.

Ansprüche

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Claims (1)

1. Ansprüche

   1. Baiteriolaaeöysteüi, _oekeinzeichnet durch einen v.-ickelfeld-V/eehselstroßgenerator zua Laden der !Batterie über einen Zweiweggleichrichter und. einen Spannungsregler sur liege lung des otromflusses in der Feldwicklung des Vi'echselstrorii^enerators, wobei die Feldwicklung in die Schaltung εο eingeschaltet i±, daß bei Unterbrechung¹ des Stroinflusses zur Feldwicklung die in der Feldwicklung gespeicherte Energie ein I-'lie-Oen des Feldstroms zum Laden der Batterie bewirkt.

   2. Batte-rielades;-ste.n, gekennzeichnet durch einen wick elf eld-Wechselsti'oingenerator, der die batterie über einen Zv/eiweggleichrichter lädt, einen Spannungsregler zur ilegelung des£troEiflusse& in der Feldwicklung des wechselstromgenerator;» und ί-Iittel zur Kopplung der Feldwicklung mit dem gleichgerichteten Au ageing dee ',.echEelstromgenerators.

   5. Batterielaaes^ütea, gekenriaeichnst durch einen Uickelfeld-Vechseletromgenerator zur Lieferung von Strom über einen Zweiweggleichrichter an eine positive und negative Stromleitung, zwischen die die Batterie geschaltet ist, eine oder mehrere zusätzliche Dioden zur Kopplung des Ausgangs des Wechselstromgenerators mit ekea? einer dritten Stromleitung, die bei Erzeugung eines Ausgangs durch den wechselstromgenerator unter iß wesentlichen der gleichen Spannung wie die erste Leitung steht, eine Kontrollampe und ein Zündschalter in Seihe zwischen der dritten und der erseten Leitung, zwei Schaltvorrichtungen zur Kopplung gegenüberliegender Enden der Feldwicklung des Wechselstromgenerators an die dritte bzw« zweite Leitung, v/obei die Bchaltvorrichtungen einen Teil eines Spannungsreglers zum Trennen und Verbinden der Feldwicklung der dritten und ersten Stromleitung gegenüber entsprechend der Ausgangsspannung des V/echselstromgenerators zur Regelung deer Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators bilden, eine erste Diode, deren Kathode mit der Verbindung zwischen der Feldwicklung und der ersten Schaltvorrichtung und deren AnodeH mit der izweiten Leitung verbunden sind, und eine zweite und dritte Diode, deren Anoden mit der Verbindung zwischen der Feldwicklung und der zweiten Schaltvorrichtung verbunden sind, wobei die Kathode der zweiten Diode mit der dritten Leitung und die Kathode der dritten Diode mit der eersten Leitung verbunden sind.

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