DE2351005A1 - Ladegeraet fuer akkumulatoren - Google Patents

Description

R.178?

27»9 -1973 Ws/Kf

Anlage zur
Patentanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH₅ Stuttgart

Ladegerät für Akkumulatoren

Die Erfindung betrifft ein Ladegerät für Akkumulatoren _s insbesondere für Pahrzeugbatteriena mit einem primärseitig an eine Wechselspannungsquelle anzuschließenden Ladetransformator_s der sekundärseitig über, einen Ladegleiehrichter mit einem Glättungsglied mittels Batterie-Anschlußklemmen an einen' auf= zuladenden Akkumulator anzuschließen ist und der mit einer Lade= lampe versehen ist_a die xtfährend des Ladevorgangs aufleuchtet»

Derartige_s als Heiralader bekannte Batterieladegeräte haben den Zweck_s nahezu gans oder teilweise entladene Akkumulatoren von Kraftfahrzeugen wieder aufzuladen» Dies ist insbesondere in der kalten Jahreszeit motwendigj, xire'nn bei Kurzstreckenfahr-ten -jährend der Dunkelheit die Fahrzeugbatterie wegen des großen Energiebedarfs der elektrischen Verbraucher am Fahrzeug durch die Lieht=· maschine des Fahrzeuges nicht mehr ausreichend aufgeladeil wevasn kann« Eine erneute Aufladung bsw. Nachladung ist fernst erforclsr-

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Iish_£ wenn der Akkumulator bei längerer Stillegung des Fahr— seiiges durch die sogenannte SeIbstsntladung geschwächt ist.

Bsi bekannten Batter-ieladegeräten leuchtet bei eingeschaltete ja Ladegerät die Ladelampe auf» Bei angeschlossenem Akkumulator "fließt ein Ladestrom auch dann,, wenn dieser voll aufgeladen ist ο Er wird dabei überladen und gast_s wobei in seinem Zellen in erheblichem Umfang Wasser sersetst wird. Das Wasser= muß nach dem Abschalten des Ladegerätes nachgefüllt werden, Außerdem kann das Ladegerät auch infolge von Fehlbedienun£er:_: zum Beispiel durch einen verpolten Anschluß des Akkumulators überlastet werden, vras unter- Umständen zum Ausfall des Gerätes führt, was aber zumindest eins weitere Entladung des Akkumulators zur Folge hat»

Ab gesellen davon ₉ daß solche Geräte sum Aufladen b?,v;_t nachladen /Jai-tiings freier Akkumulatoren ungeeignet sind_c haben sie ferner den Maiigel₅ daß die Ladelampe auch dann auf leuchtet _B wenn der Ak:-:?jmulator '/oll geladen ist oder wenn eine Fehlbedienung des 2srSL"fces vorliegt =

Bar Er-findüiig liegt die Aufgabe zugrunde _s die Ladelampe des Ladsger-ätes ssur Anzeige-eines korrekten Lade Vorganges einerseits und 3ur- Anzeige von Beginn und Ende des Ladevorganges sc:-jis zur Anzeige einer· Fehlbedienung am Ladegerät wie zum Bei-"pijl eine Yerpolung des Akkumulators oder einen KurssehluS der Ari-s-jiilußkleramen andererseits zu verwenden»

riss Yiird srfiudungsgemäß dadurch erreichte, daß die Lade 1 amise π,ϊ'ί aer Schaltstrecke eines slektrcnisehen Schaltelements in. ?'iil*Ä gesühaltet ist₅ dessen Steuerstreeks über einen Schwell ';."-sri-5C:.haiv.sr- tor einem vom steuerbaren Ladestrom abhär-vri.geri .^-■---sign:^ si: beeinflussen istc D£g L«d-5ignal ist dsbei ir.

vorteilhafter Weise von einem Stellglied für die Ladestromstärke abgegriffen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert» Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Ladegerätes_s Fig. 2 den genauen Schaltungsaufbau des Ladegerätes und Fig. 3 eine Kennlinie für den funktionellen Zusammenhang zwischen der Ladespannung und dem Ladestrom im gesamten Lade- und Verpolungsbereich»

Das in Figo 1 dargestellte Blockschaltbild des Gerätes hat einen Wechselstromanschluß 1O₉ an dem eine V/andler 11 angeschlossen ist. Sein Ausgang 12 führt einen geglätteten Gleichstrom» Er ist mit einem elektronischen Stellglied 13 zur Beeinflussung des Ladestromes verbunden j in dem sein Ausgang 14 unmittelbar zum Batterieanschluß 15 geführt ist. Der daran angeschlossene ₉ aufzuladende Akkumulator 16 ist gestrichelt angedeutet» Der Batterieanschluß 15 und damit die Ladespannung Ua des Akkumulators 16 ist über eine Verbindung 17 einem Verpolungssensor 18 zugeführt» Dieser besteht - wie in Fig, 2 näher erläutert - aus zwei antiparallelgeschalteten Dioden und seine beiden Ausgänge 19 und 2o sind einem Spannungssensor 21 zugeführt. Am Ausgang 22 des Spannungssensors 21 tritt eine Steuerspannung Ux auf«, die dem Stellglied 13 zugeführt wird» Diese Steuerspannung ist eine Funktion der Ladespannung Ua am Batterieanschluß 15» Der Spannungssensor 21 wird ebenso wie eine Lade-Kontrolleinrichtung 23 von der Gleichspannung am Ausgang 12 des Wandlers 11 versorgt. Die Lade-Kontrolleinrichtung 23 wird vom Stellglied 13 über eine Verbindung 24 angesteuert. In diesem Blockschal.'"bild bilden der Spannungssensor 21 und der ihm vorgeschaltete Verpolungssensor 18 einen Solli\rerfc-

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geber 25, durch den der Ladestrom Ia vom Stellglied 13 stufenlos einstellbar ist«.

In Fig. 2 ist der· genaue Schaltungsaufbau des Ladegerätes dargestellt» Der Wechselstromansehluß Io liegt über ein Sieherungselement 3© an der Primärwicklung 31a eines Ladetransformators 31, dessen Sekundärwicklung 31b mit dem Wechselstromansehluß 32a eines Ladegleiehrichters 32 verbunden ist. Der Ladetransformator 31 bildet zusammen mit dem in einer Ruckenschaltung ausgeführten Ladegleichrienter 32 sowie einem Glättungskondensator 33 den Wandler 11 aus Pig«, 1. Der Glättungskondensator 33" liegt dabei zwischen beiden Gleichstromausgangen 32b und 32c des Ladegleiehrichters 32. Diese Gleichstromausgänge sind über zwei Versorgungsleitungen 3^ und 35 jeweils mit der Lade-Kontrolleinriehtung 23 und dem Spannungssensor 21 verbunden. Der negative Ausgang 32c des Ladegleiehrichters 32 ist ferner über die Versorgungsleitung 35 mit dem Eingang des Stellgliedes 13 verbunden, das aus einer Darlington-Transistoreinheit besteht. Die Verbindungsleitung 35 ist dabei über einen niederohmigen Widerstand 37 mit dem Emitter des"

Darlington-Haupttransistors 38 verbunden. Der gemeinsame Kollektoransehluß des Vortransistors 39 und des Haupttransistors 38 der Darlington-Transistoreinheit 36 ist mit dem Minuspol ¹Io der Batterie-Anschlußklemmen verbunden, über eine Leitung Hl xvird das Steuersignal Ux des Spannungssensors 21 der Basis der Darlington-Vortransistors 39 zugeführt. Der Emitter des Vortransistors 39 ist unmittelbar mit der Basis des Haupttransistors 38 und über einen Widerstand H2 mit dem Emitter des Hauptti'asistoi'S 38 verbunden. Die Basis des Darlington-Vortransistors 39 ist ferner über einen Stabilisierungs-Kondensator U~5 mit seinem Kollektoranschluß verbunden.

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Der Spannungssensor 21 ist mit einem Stromkreis für das Ausgangs-Steuersignal versehen₉ der über die Versorgungsleitungen 34 und 35 am Ausgang des Ladegleiehrichters 32 liegt und der aus einem Widerstand 44, der Kollektor= Emitterstrecke eines ersten Steuertransistors 45 und einem weiteren Widerstand 46 gebildet ist» Die Steuerstrecke dieses Steuertransistors 45 ist über den Verpolungssensor 18 mit dem Minuspol 4o der Batterie-Anschlußklemmen verbunden» Der Verpolungssensor 18 besteht aus zwei antiparallelgeschalteten Dioden 47 und 48_S die einerseits gemeinsam mit dem Minuspol 4o der Batterie-Anschlußklemmen und andererseits über jeweils einen Widerstand und 5o mit der Basis des ersten Steuertransistors 45 verbunden sind. Die anodenseitig mit der Basis des Steuertransistors 45 gekoppelte Diode 4? des Verpolungssensors 18 ist über einen weiteren Widerstand 51 mit der am negativen Ausgang 32c des Ladegleichrichters 32 angeschlossenen Versorgungsleitung 35 verbunden. Die kathodenseitig mit der. Basis des Steuertransistors 45 gekoppelte Diode 48 ist über einen '»^eiteren Widerstand 52 mit der am positiven Ausgang 32b des Ladegleiehrichters 32 angeschlossenen Versorgungsleitung 34 verbunden. Der erste Steuertransistor 45 ist mit einem zweiten Steuertransistor 53 zu einem Differenzverstärker 54 mit einem gemeinsamen Emitterwiderstand 44 vereinigt« Dabei liegt der zweite Steuertransistor 53 mit seiner Basis über einen Widerstand 55 an dem gemeinsamen Emitteranschluß des Differenzverstärkers 54«, Die Basis des zweiten Steuertransistors 53 ist ferner über eine in Sperrichtung liegende Zenerdiode 5& mit der Anode der einen Diode 4? des Verpolungssensors 18 verbunden_s die über den Widerstand 51 und der Versorgungsleitung 35 mit dem negativen Anschluß 32c des Ladegleichriehters 32 in Verbindung steht» über die Leitung 4I ist die Steuer-

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spannung Ux für das Stellglied 13 an dem zweiten im Steiisrstronikreis des Spannungssensors 21 liegenden Widerstand 46 abgegriffen.

Der positive Ausgang 32b des Ladegleichrichters 32 ist über- die Verbindungsleitung 3^b> unmittelbar mit dem Pluspol βο der Batterie-Anschlußklemmen verbunden» Der Akkumulator 14 und die Anschlußleitungen 57 und 58 des Ladegerätes sind gestrichelt angedeutet»

Die Lade-Kontrolleinrichtung 23 ist mit einer Ladelampe 61 versehen_s die mit der Sehaltstrecke eines Schalttransistors 62 in Reihe geschaltet ist. Die Steuerstrecke des Schalttransistors 62 ist über- einen Schwellwertschalter- 63 au beeinflussen« Die Basis des Schalttransistors 62 ist dabei einerseits über einen Widerstand Sk- mit dem positiven Ausgang 32b des Ladegleichrichters 32 verbundene Sie ist " EJidlerer-seits über einen weiteren Widerstand 65 * über die Sshaltstrecke des Schwellwertschalters 63 und über einen Ssfewellwertwiderstand 66 mit dem negativen Ausgang 32c des Ladegleichrienters 32 verbunden» Der Schwellwertschalter ist aus zwei komplementären Transistoren 67 und 63 aufgebaut. Der erste Transistor Sj ist mit seiner Schaltstrecke über &<sn Widerstand 65 an die Basis des Schalttransistors 62 _sdoppelt ο Zar Steuerstrecke des ersten Transistors 67 ist öis Schaltstrecke des zweiten Transistors 68 parallelgesaliaitet. Die Steuerstrecke des ersten Transistors 67 und -:-Ii& dazu parallel liegende Schaltstrecke des zweiten

68 sind einerseits mit ihrer Basis-Emitterüber einen Widerstand 69 an die Versorgungsleitung JA ass positiven Ladsausgangs 32b angeschlossen» Andererseits zt:.:-.ü sie über ihre Kmitter-Kollektor-Verbindung über den £.L"^:j^iI"'j'9r^ii:idersts.vid 66 mit dsr Versorg^r-gsleitung 35 öes 2isga;iven Ausgangs 32e des Ladsg:i&iciir.'.c";tirr. 32 verbunden»

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leitung 7o das an dem Stellglied 13 abgegriffene Ladesignal zugeführt« Das Ladesignal wird dabei in Form einer Sigrt^ft· spannung an dem Widerstand k2 abgegriffen ₃ der parallel zur Steuerstrecke des Darlington-Haupttransistors 38 des Stellgliedes 13 geschaltet ist.

Die Wirkungsweise des Ladegerätes wird anhand der in Fig. 3 dargestellten Kennlinie über den funktionellen Zusammenhang zumischen der Ladespannung Ua und dem Ladestrom Ia erläutert. Zu diesem Zweck sind ferner wichtige Punkte in der Schaltung nach Figo 2 mit großen Buchstaben versehen. Der Punkt A liegt auf der zum Pluspol 60 führenden Versorgungsleitung 34» Der Punkt B liegt zwischen den zwei von A zur Basis des ersten Steuertransistors 45 liegenden Widerständen 49 und 52» Der Punkt C liegt an der Basis des ersten Steuertransistors 45 und der Punkt D liegt zwischen den zwei von C aus zur anderen Versorgungsleitung 35 führenden Widerständen 5o und 51- Der Punkt E liegt auf der am negativen Ausgang 32c des Ladegleichrichters 32 angeschlossenen Versorgungsleitung 35« Der Punkt F liegt am Minuspol 4o und der Punkt G am gemeinsamen Emitteranschluß des Differenzverstärkers 54. -Der Punkt H liegt an der Basis des Darlington-Haupttransistors 38 des Stellgliedes 13 Der Punkt J liegt schließlich in der Lade-Kontrolleinrichtung 23 an der Basis des ersten Transistors 67 und der Punkt K an dem Emitteranschluß dieses Transistors.

Ist das Ladegerät mit seinem Wechselstromanschluß Io an eine 22o-Volt-Wechselspannung angeschlossen_s so gibt es am Ausgang seines Wandlers 11 eine weitgehend geglättete Gleichspannung von 22V ab 0 Zunächst soll nun die Funktion des Ladegerätes beschrieben werden _s die bei einer Ladespannung Ua von 0 Volt doho bei einem Kurzschluß der Anschlußklemmen 4o und 60 vorliegt ο Es entspricht dieses der Spannung Ua 0 an der in Fig«, 3 dargestellten Kennlinie. Bei diesem Zustand hat der Spannungssensor 21 zwei Strompfade ο Der erste Strompfad geht

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von Punkt A aus über die Widerstände 53 ₅ 49 ₃ 5o und 51 zum Punkt E und der zweite Strompfad geht vorn Punkt A über die Widerstände 44 und 55» über die Zenerdiode 56 und den Widerstand 51 zum Punkt E. Da bei einem angenommenen Kurzschluß die Anschlußklemmen 4o und 6o miteinander verbunden sind, liegt die Diode 48 des Verpolungssensors 18 nunmehr parallel zum Widerstand 52. Durch eine entsprechende Dimensionierung der- Widerstände ¹AS₃ 5o und 51 öes ersten Strompfades ist nunmehr die Spannung im Punkt C an der Basis des ersten Steuertransistors 45 so weit angehoben j daß dieser weitgehend gesperrt ist» Außerdem ist in diesem Schaltungszustand durch eine entsprechende Dimensionieruiig der Zenerdiode 56 deren Zenerspannung noch nicht erreicht ₉ so daß über den vorerwähnten zweiten Strompfad noch kein Strom fließen kann, Damit ist auch der zweite Steuertransistor 53 des Differenzverstärkers 54 gesperrt. Da der erste Steuertransistor 45 gesprerrt ist, fließt auch kein Strom vom Punkt A über den Widerstand 44, die Schaltstrecke des Steuertransistors 45 und den Widerstand 46 zum Punkt E. Am Widerstand 46 tritt folglich keine Steuerspannung Ux auf, und das Stellglied 13 wird folglieh noch nicht angesteuert. An der Basis des Vortransistors 39 liegt folglich über den Widerstand 46 das Potential des Punktes E so daß der Vortransistor 39 und mit ihm der Haupttransistor 38 der Darlington-Transistoreinheit 3δ gesperrt sind. Es fließt daher kein Ladestrom Iy über die Anschlußklemmen 4o und 6o» Die Diode 47 des Verpolungssensors 18 ist ebenfalls gesperrt, da der Punkt D potentialmäßig auf dem Punkt E liegt und gegenüber dem Punkt F baw. dem Punkt A der Schaltung negativ ist.

Ist der aufzuladende Akkumulator 16 nicht restlos entladen, so wird bereits bei einer Ladespannung Ua von o,5 bis 1,5 Volt der Punkt P gegenüber dem Punkt A negativ. Die Spannung in Punkt C wird dadurch ebenfalls negativer und der erste

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Steuertransistor 45 wird nunmehr mit steigender Ladespannung Ua mehr und mehr geöffnet« Es fließt nun ein Strom über den Widerstand 46 und über die Leitung 41 gelangt nunmehr eine Steuerspannung Ux auf die Basis des Vortransistors 39 des Stellgliedes 13» Dieser wird zunehmend leitend und schaltet nunmehr den Haupttransistor 38 ebenfalls zunehmend in den stromleitenden Zustand. Es beginnt daher über den Pluspol So des Ladegerätes₉ die Batterie 16_S den Minuspol 4o und über die Schaltstrecke des Haupttransistors 38 ein Ladestrom Ia zu fließen j der annähernd proportional zur Ladespannung Ua ansteigt.

Beim Erreichen der Ladespannung UaI von etwa 1_S5 Volt ist der Punkt P gegenüber dem Punkt A der Schaltung so weit negativ geworden₉ daß der Spannungsabfall am Widerstand 52 kleiner als die Ladespannung ist. Die Diode 48 ist damit gesperrt» Die Spannung an den Punkten B_s C und D ist nunmehr durch den Strompfad über die Widerstände 52_s 49 _a 5o und 51 festgelegt» Bei xtfeiter ansteigender Ladespannung Ua wird daher die Spannung am Punkt C und damit an der Basis des ersten Steuertransistors 45 nicht mehr beeinflußt_s so daß in diesem Bereich über die Schaltstrecke dieses Steuertransistors 45 ein konstanter Strom fließt,, der am Widerstand 46 eine konstante Steuerspannung Ux erzeugt_s welche über die Leitung 41 dem Stellglied zugeführt ist„Der Vortransistor 39 und folglich auch der Haupttransistor 38 ist dadurch so angesteuert _s daß über die Schaltstrecke des Stellgliedes 13 nunmehr ein konstanter_a von der weiter ansteigenden Ladespannung Ua unabhängiger Ladestrom Ia durch den Akkumulator 1β fließen kann. Dieser "Bereich der in Figo 3 dargestellten Ladekennlinie wird benötigt bei tiefentladenden Akkumulatoren.

Erreicht die Ladespannung einen Wert üa2 von etwa 6 VoIt₂ dann vilvd der Punkt P auch gegenüber dem Punkt D der Schaltung negativ. Die Diode Hj des -Verpolungsschtitzes 18 wird nunmehr leitende Dadurch gelangt die Spannung am Punkt F auf den Punkt

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D ιιηά zieht über den Widerstand 5o den Punkt C mit» im Punkt D tritt nunmehr- eine Stromverteilung auf _s indem auch übe? die Diode Hj ein Strom fließt,, der übsr die Schaltstrecke des Stellgliedes 18 sum Punkt E fließt. Durch diesen Vorgang wird nimaiehr- der Steuertransistor 45 mit weiter ansteigender Lade= spannung Ua noch mehr geoffent» Sr hat durch seinen Emitter-Widerstand, kk eine Ströme-Gegenkopplung, so daß der übe_r seine Schaltstreeke fließende Strom nahezu proportional zur Ladespannung Ua ansteigt» Dementsprechend steigt nunmehr auch die Steuerspannung Ux am Kollektorwiderstand 46 des Steuertransist-crs ^5 proportional zur Ladespannung Ua an. Die Darlington-Transistoreinheit 36 wird dadurch ebenfalls weiter geöffnet und über die Sehaltstrecke des Stellgliedes 13 fließt nunmehr ein Ladestrom. Ia, der annähernd proportional zur Ladespannung Ua zunimmt₅ bis diese den Wert Ua3 von etwa 8₃5 Volt erreicht»

Bei einer Ladespannung Ua3 von etwa 8_S5 Volt fließt bereits ein Ladestrom Ia von ea. 1 A₀ Dies entspricht dem Anfangs ladestrom des Ladegerätes beim Anschluß eines nur teilweise entladenen Akkumulators iö, Bei diesem Ladestrom wird bereits der Glättungskonöensator 33 des Wandlers 11 wechselweise auf die Lade spannung Oa entladen= Am Gleichstromausgang des Wandlers 11 tritt daher eiiiia pulsierende Gleichspannung auf. Durch die periodische Entladung das Glättungskondensators 33 liegen die Punkte E uiv": Qi¹SiT- Schaltung ebenfalls periodisch auf gleichem Potential. Dadurch wird der Ladestrom an der Schaltstrecke des Stellglieds.. "Periodisch unterbrochen. Die effektive Stromstärke des Ladest-..Ones steigt daher nicht mehr» proportional zur Ladespannung an ο Die L&dsl:ennlinis in Fig_c 3 macht daher von der Ladespannung Ua3 an aufwärts einen Knicke Da mit weiter ansteigender Ladespannuru 5ie pulsisrs^äe Gleichspannung am Ausgang des Wandlers il noch .In :::-.r-ssi- ?;'i:rdsnden Zeitabschnitten di-5 Ladespannung Ua übersteigt_;

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Mit der Ladespannung Ua4 von etwa 13 Volt wird nunmehr ein Zustand erreicht, bei dem die Spannungsdifferenz zwischen den Punkten D und G der Schaltung die Zenerspannung der Zenerdiode 56 erreicht« Diese wird nun leitend und es fließt ein Strom über den zweiten Strompfad mit den Widerständen 44_s 45 der Zenerdiode 56 und dem Widerstand 51« Das Potential an der Basis des zweiten Steuertransistors 52 wird nunmehr gegenüber dem Punkt G negativ und der Steuertransistro 53 wird nunmehr leitend, über seine Schaltstrecke fließt jetzt ein zusätzlicher Strom vom Punkt A zum Punkt 3 der Schaltung. Dadurch verstärkt sich der Spannungsabfall am Widerstand 44 und der Punkt G wird negativ, so daß der Steuertransistor 45 bei weiter ansteigender Ladespannung Ua mehr und mehr gesperrt wird= Dies ist auf die Wirkung des Differenzverstärkers 54 zurückzuführen , in den die Basis des Steuertransistors 53 über die Zenerdiode 56 und die Diode 47 des Verpolungssensors l8 unmittelbar mit der Ladespannung am Punkt F der Schaltung gekoppelt ist und folglich den Steuertransistor 53 mit zunehmender Ladespannung öffnet. Der bisher über die Sehaltstecke des Steuertransistors 45 fließende Strom wird nunmehr verstärkt über die Schaltstrecke des zweiten Steuertransistors 53 geleitet. Die Steuersρannung Ux am Kollektorwiderstand 46 des Steuertransistors 45 wird dadurch geringer und über die Leitung 41 wird der Vortransistor 39 und mit ihm der Haupttransistor 38 der Darlington-Transistoreinheit 36 zunehmend in den Sperrbereich gesteuert» Der Ladestrom Ia wird dadurch mit ansteigender Ladespannung Ua stark verringert.

Bei einer Ladespannung Ua6 von etwa 14_S7 Volt ist der erste Steuertransistor 45 nahezu vollständig gesperrt. Die Steuerspannung Ux am Widerstand 46 ist daher nahezu 0 Volt. Das Stellglied 13 wird nicht angesteuert und die Schaltstrecke des Haupt-

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transistors 38 ist folglich ebenfalls gesperrt. Der Akkumulator 16 ist nun vollständig aufgeladen. Es fließt kein Ladestrom, so daß eine Wasserzersetzung in der Batterie nicht möglich ist. Das Ladegerät eignet sich daher insbesondere zum Aufladen wartungsfreier Akkumulatoren.

Bei einem verpolten Anschluß des Akkumulators wird das Potential am Minuspol ^o der Schaltung positiv gegenüber dem Potential am Pluspol 60. Der Punkt P der Schaltung ist daher positiv gegenüber dem Punkt A und die Diode ^8 des Verpolungssensors 18 wird daher leitend. Es fließt nun ein Strom über die Diode 48, und über einen Strompfad mit den Widerständen Ü9> 5° und 51 zum Punkt E und von dort über die Versorgungsleitung 35, den Ladegleichrichter 32 und die Versorgungsleitung 3^ zurück zum Akkumulator l6. Ein weiterer Strompfad wird durch den Widerstand 52 zwischen den Punkten A und B der Schaltung gebildet. Durch diesen Strom wird der Punkt B gegenüber dem Punkt A positiv und auch der Punkt C wird gegenüber dem Punkt G angehoben. Der Steuertransistor ^5 ist daher bei einem verpolt geschlossenen Akkumulator im gesamten Spannungsbereich vollständig gesperrt. Am Widerstand kS tritt somit auch eine Steuerspannung Ux auf, so daß auch das Stellglied 13 vollkommen gesperrt bleibt.

Der in Fig. 3 dargestellte Entladestrom bei einem verpolt angeschlossenen Akkumulator ist der über die Diode H8 des Verpolungssensors 18 fließende Strom. Er nimmt zwar in Abhängigkeit von der Spannung des verpoit angeschlossenen Akkumulators zu, ist jedoch durch geeignete Dimensionierung der Widerstände **9> 5o, 51 und 52 auf maximal etwa 2o mA beschränkt. Dieser geringe Entladestrom belastet den verpolt angeschlossenen Akkumulator praktisch überhaupt nicht.

Zur Vermeidung von Bedienungsfehlern am Ladegerät ist dieses mit der Lade-Kontrolleinrichtung 23 ausgerüstet. Die Ladelampe

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6l wird-nur dann eingeschaltet, wenn der am Ladegerät angeschlossene Akkumulator 16 tatsächlich von einem Ladestrom Ia aufgeladen wird. Sie wird von einer Signalspannung Us geschaltet, die über die Steuerleitung 7o an dem hochohmigen Widerstand 42 des Stellgliedes 13 abgegriffen wird. Zu diesem Zweck muß die Signalspannung Us bereits dann die Ladelampe 61 einschalten, wenn an der Steuerstrecke des Haupttransistors 38 des Stellgliedes die Schwellspannung erreicht wird; d. h. wenn über die Schaltstrecke des Haupttransistors 38 ein Ladestrom Ia zu fließen beginnt. Dies wird mit dem Schwellschalter 63 erreicht, der den Schalttransistor 62 für die Ladelampe 6l ansteuert.

Bei gesperrtem Stellglied 13 des Ladegerätes ist der Transistor 68 des Schwellwertschalters 63 stromleitend, da er mit seinem Emitter über den Widerstand 69 am positiven Ausgang 32d des Ladegleichrichters 32 liegt und mit seiner Basis über die Steuerleitung Jo, und die Widerstände 42 und 37 des Stellgliedes 13 über die Versorgungsleitung 35 mit dem negativen Ausgang 32c des Ladegleichrichters 32 verbunden ist. Es fließt nunmehr ein Strom vom Punkt A über den Widerstand 69, über die Schaltstrecke dieses Transistors 68 und über den Widerstand 66 zum Punkt E der Schaltung. Die Potentialdifferenz zwischen den Punkten J und K des Schwellwertschalters 63 ist durch die leitende Schaltstrecke des Transistors 68 festgelegt. Es ist so gering, daß der Transistor 67 gesperrt ist. Damit ist auch.der Schalttransistor 62 gesperrt und die Ladelampe 6l ist ausgeschaltet. Der Basisstrom des Transistors 68 ist dabei so gering, daß der am Widerstand 42 des Stellgliedes auftretende Spannungsabfall zu gering ist, um den Haupttransistor 38 anzusteuern.

Sobald nun das Stellglied 13 über die Leitung 4 Γ vom Spannungssensor 21 angesteuert wird, und ein Ladestrom Ia zu fließen

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beginnt, wird das Postential im Punkt H des Stellgliedes 13 angehoben und die zunehmende Signalspannung Us auf der Steuerleitung 7o erreicht den Wert der Schwellspannung im Punkt K, die am Schwellwertwiderstand 66 abfällt . Der Transistor 68 beginnt zu sperren. Dadurch wird die Spannung zwischen den Punkten J und K größer und der Transistor 67 wird geöffnet. Fließt nun über die Widerstände 64, 65 und und der Schaltstrecke des Transistors 67 sowie dem Widerstand 66 ein weiterer Strom vom Punkt A zum Punkt E der Schaltung.Das Potential an der Basis des Schalttransistors 62 wird daher negativ und seine Emitter-Kollektors tecke wird leitend. Damit wird bei beginnendem Ladestrom die Ladelampe 6l eingeschaltet.

Nach beendeter Ladung des Akkumulators 16 geht der Ladestrom Ia auf Null zurück, indem der Vortransistor 39 und der Haupttransistor 38 des Stellgliedes 13 - wie zuvor beschrieben - vom Spannungssensor 21 gesperrt wird. Die Signalspannung Us auf der Leitung unterschreitet nunmehr die Schwellwertspannung am Schwellwertwiderstand 66. Da am Schv/ellv^erts ehalter 63 der Emitter des Transistors 68 über die Steuerstrecke des Transistors 67 potentialmäßig nur geringfügig über der Schwellwertspannung im Punkt K liegt, wird nunmehr die Steuerstrecke des Transistors 68 erneut leitend. Die Spannung zwischen den Punkten J und K der Schaltung verringert sich und der Transistor 67 gelangt erneut in den Sperrbereich. Der Strom über die Widerstände 64 und 65 wird dadurch unterbrochen und die Basis des Schalttransistors 63 potentialmäßig erneut angehoben, so daß dieser Transistor ebenfalls sperrt und die Ladelampe 61 ausschaltet. Die Ladelampe 6l zeigt daher durch Verlöschen an, daß der Ladevorgang beendet ist.

Bei einem verpolt angeschlossenen Akkumulator bleibt die Ladelampe 6l ebenfalls ausgeschaltet, da das Stellglied 13 - wie zuvor erläutert - gesperrt ist und somit keine Signalspannung Us-über die Leitung 7o zur Lade-Kontrolleinrichtung 23 gelangt. Der Transistor- 68 bleibt daher leitend, und die Transistoren 67 und 62 bleiben gesperrt.

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Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, da der Aufbau der Lade-Kontrolleinrichtung 23 abgeändert werden kann. Erfindungswesentlich ist jedoch, daß die Ladelampe von einem steuerbaren Ladestrom geschaltet wird. Die Ladelainpe soll dabei lediglich während des Ladevorganges aufleuchten und damit den Beginn und das Ende des LadeVorganges anzeigen bzw. beim Einschalten des Ladegrätes auf eine Verpolung des Akkumulators oder auf einen Kurzschluß der Batterie-Anschlußklemmen aufmerksam machen," indem sie nicht aufleuchtet.

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Claims (2)

1. " ^1β " 17

   Ansprüche

   17 8?'

   Ladegerät tür Akkumulatoren;, insbesondere für Fahrzeugbatterie^ mit sinsa prdmärseitig an eine Wechselspannungsquelle anzuschließenden Ladetransformator, der sekundärssitig über einen Ladegleiehriehter mit einem Glattungsglied mittels Batterie-Anschlußklemmen an einem aufzuladenden Akkumulator- anzuseilließen ist und der mit einer LadelaiHps versehen ist₅ die während des Ladevorgangs aufleuchtet j dadurch gekennzeichnet_s daß die Ladelampe (61) Eilt der Sehaltstrecke eines elektronischen Schaltelementes (52) in Reihe geschaltet ist, dessen Steuerstrecke über einen Schwel liiert schalt er (63) von einem vom steuerbaren Ladestrom (Ia) abhängigen Ladesignal (Us) zu beeinflussen ist,
2. 2. Ladegerät nach Anspruch I₄ dadurch gekennzeichnet, daß das

   Ladesignal (Us) von einem Stellglied (13) für die Ladestromstärke (Ia) abgegriffen ist,

   3, Ladegerät nach Anspruch I₅. dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Schaltelement (62) für die Ladelampe (6l) ein Sehalttransistor ist₃ dessen Basis einerseits über einen Widerstand (6*0 mit dem positiven Ausgang (32b) des Ladegleichrichters (32) und andererseits über einen weiteren Widerstand

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   XT. - if

   (65)a über die Schaltstrecke des Schwellwertschalters (63) und einen Schwellxtfertwiderstand (66) mit dem negativen Ausgang (32c) des Ladegleichrichters (32) verbunden ist»

   4ο Ladegerät nach Anspruch 3_S dadurch gekennzeichnet_s daß der Schwellwertschalter (63) aus zwei komplementären Transistoren (67_s 68) aufgebaut ist_a dessen erster Transistor (67) mit seiner Schaltstrecke an die Basis des Schalttransistors (62) gekoppelt ist und zu dessen Steuerstrecke die Schaltstrecke des zweiten Transistors (68) parallelgeschaltet ist»

   5« Ladegerät nach Anspruch ¹I₂ dadurch gekennzeichnet _s daß die Steuerstrecke des ersten Transistors (67) und die dazu parallelliegende Schaltstreeke des zweiten Transistors (68) einerseits über einen Widerstand (69) am positiven Ausgang (32b) und andererseits über den Schwellwertwiderstand (66) am negativen Ausgang (32c) des Ladegleichrichters (32) angeschlossen ist«

   δ» Ladegerät nach Anspruch 5_S dadurch gekennzeichnet _ΰ daß der Basis des zx^eiten Transistors (68) das Ladesignal (Us) zu= geführt ist«

   7ο Ladegerät nach Anspruch 6_S dadurch gekennzeichnet_s daß das Ladesignal (Us) an einem Widerstand (42) abgegriffen ist_s der parallel zur Steuerstrecke eines als Stellglied dienenden_fl im Ladestromkreis angeordneten. Transistors ■ (38) geschaltet ^1S1C- SÖ9B 1 8/042 I