DE2364401A1

DE2364401A1 - Schaltungsanordnung zur schnelladung eines akkumulators

Info

Publication number: DE2364401A1
Application number: DE2364401A
Authority: DE
Inventors: Ernst-Guenther Zobel
Original assignee: Rollei Werke Franke und Heidecke GmbH and Co KG
Current assignee: Rollei Werke Franke und Heidecke GmbH and Co KG
Priority date: 1973-12-22
Filing date: 1973-12-22
Publication date: 1975-07-31
Also published as: DE2364401B2; GB1457148A; JPS5096851A; DE2364401C3; HK4680A

Description

ROLLEI-WERKE Braunschweig, den 17.12.73

Franke & Heidecke
Braunschweig

A 954

Patentanmeldung

Schaltungsanordnung zur SehneIladung eines Akkumulators

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Schneiladung eines Akkumulators mit einem pulsierenden Strom, bei welcher zwischen einem Transformator beziehungsweise einem an diesem angeschlossenen Gleichrichter und dem Akkumulator mindestens ein Schalter angeordnet ist, der über einen die Spannung des Akkumulators in den Stromflußpausen erfassenden Diskriminator steuerbar ist. Mit solchen Schaltungen ist es möglich, Akkumulatoren innerhalb kurzer Zeit bei nur geringfügiger Temperaturerhöhung aufzuladen. Dem Diskriminator fällt dabei die Aufgabe zu, den gewünschten Ladezustand des Akkumulators zu erkennen und den auf die vorbestiramte Spannung aufgeladenen Akkumulator von dem Transformator zu trennen.

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In einer bekannten Schaltungsanordnung zur Sebnelladung eines Akkumulators der eingangs genannten Art besteht der parallel zum Akkumulator geschaltete Diskriminator aus zwei Transistoren, wobei die Basis und der Emitter des ersten Transistors jeweils mit dem Kollektor und der Basis des zweiten Transistors verbunden sind und der Emitter des zweiten Transistors über die Reihenschaltung eines Teilwiderstandes eines Potentiometersund eines Widerstandes mit dem Minuspol und über den anderen Teilwiderstand des Potentiometers mit dem Pluspol des Akkumulators verbundön ist, wobei zwischen dem Verbindungspunkt dieses Widerstandes und dem Potentiometer und der Netzspannungsseite des Schalters mindestens ein eine Diode und einen Widerstand enthaltender Schaltkreis angeordnet ist.

Ausgehend von dieser bekannten Schnelladeschaltung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gleichermaßen arbeitende Schaltungsanordnung zur Schneiladung eines Akkus zu schaffen, bei der' die Anzahl der erforderlichen elektronischen Bauteile wesentlich verringert ist.

Diese Aufgabe ist gemäß der vorliegenden Erfindung da-

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durch gelöst, daß der Diskriminator aus einem Thyristor besteht, daß die Anode des Thyristors einerseits mit der Steuerelektrode des Schalters und . andererseits über einen ersten Widerstand mit dem Pluspol des Akkumulators verbunden ist, daß die Kathode des Thyristors einerseits über einen zweiten Widerstand mit der Netzspannungsseite des Schalters und andererseits über einen dritten Widerstand mit dem Minuspol des Akkumulators und daß die Steuerelektrode des Thyristors mit dem Mittenabgriff eines dem Akkumulator parallelgeschalteten einstellbaren Spannungsteilers verbunden ist. Gegenüber der bekannten Schaltungsanordnung ergibt sich eine Einsparung von drei elektronischen Bauteilen, die sich nicht nur kostenmäßig niederschlägt, sondern wegen des verringerten Raumbedarfes vor allem wesentlich für die angestrebte Miniaturisierung des Schnelladegerätes ist.

Damit der Diskriminator nicht durch äußere Einflüsse beispielsweise durch eingestreute Spannungsspitzen beeinflußt werden kann, ist zur Verbesserung des Gegenstandes der Erfindung zwischen der Steuerelektrode des Thyristors und dem Minuspol des Akkumulators ein Kondensator eingeschaltet.

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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann eine einfache Ladeanzeige für den Akkumulator dadurch bewirkt werden, daß dem Schalter die Reihenschaltung einer Leuchtdiode und eines Widerstandes parallolgeschaltet ist. Bei Trennung des Akkumulators von dem LadäLuitiisformator infolge des über den Diskriminator· erfolgenden Sperrens des Schalters fließt ein Strom über die Leuchtdiode und diese zeigt den erreichten Ladezustand des Akkumulators an.

In der Zeichnung ist der Schaltplan für ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltanordnung zur Schnell ladung eines Akkumulators dargestellt. Ein Transformator 1 ist mit seiner Primärwicklung an ein Spannungsnetz 2, beispielsweise 22o Volt Wechselspannung, angeschlossen. Seine Sekundärwicklung ist mit dem Eingang einer Zweiweggleichrichtbrückenschaltung 3 verbunden. Der Ausgang der Brückenschaltung ist über lösbare Steckverbindungen 4 und 5 mit den zu dem Akkumulator 6 führende Speiseleitungen 7 und 8 verbunden. In die Speiseleitung 7 ist ein Schalter in Form eines Thyristors 9 eingeschaltet. Parallel zum Akkumulator ist ein aus den Widerständen

vorzugsweise ausgebildeter

lo; 11; 12 bestehender/einstellbar /Spannungsteiler geschaltet.

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Der Diskriminator besteht aus einem Thyristor 13, dessen Anode einerseits mit der Steuerelektrode (Gate) des Thyristors 9 und andererseits über einen Widerstand 14 mit dem Pluspol des Akkumulators 6 verbunden. Die Kathode des Thyristors 13 ist einerseits über einen Widerstand 15 mit der Speiseleitung 7 und damit mit der Anode des Thyristors 9 und andererseits über einen Widerstand 16 mit der Speiseleitung 8 und damit mit dem Minuspol des Akkumulators verbunden. Die Steuerelektrode (Gate) des Thyristors 13 ist mit dem verstellbaren Mittenabgriff des Widerstandes 11 des Spannungsteilers Io; 11; 12 verbunden und zum Abhalten von Storspannungen zusätzlich über einen Kondensator 17 an den Minuspol des Akkumulators angeschlossen. Die Steuerelektrode des Thyristors 9 ist noch zusätzlich über einen Widerstand 18 mit seiner Anode verbunden. Dem Thyristor 9 ist die Reihenschaltung aus einer Leuchtdiode 19 und einem Widerstand 2o parallelgeschaltet.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltanordnung , ist wie folgt:

An dem Ausgang der Gleichrichtbrückenschaltung 3 stehen in jeder Periode der Netzwechselspannung zwei positive Halbwellen der transformierten Netzwechselspannung an.

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AlsFolge der unvermeidlichen Spannungsabfälle in Durchlaßrichtung der Gleichrichtbrückenschaltung liegen zwischen den einzelnen Halbwellen kurzzeitige spannungslose Phasen. Zu Beginn jeder Halbwelle, sobald der Mornentanwert der transformierten Netzspannung die Spannung des Akkumulators übersteigt, wird der Thyristor 9 gezündet, da über den Widerstand 18 an seiner Steuerelektrode ein gegenüber der Kathode positives Potential anliegt. Gleichzeitig liegt die Halbwellenspannung^im Teilerverhältnis der Widerstände 15 und 16 gemindert,an der Kathode des Thyristors 13. Damit nimmt das Kathodenpotential des Thyristors entsprechend der Halbwellenspannung zu und durch Einstellung des Spannungsteilers ist gewährleistet, daß der Thyristor 13 nur in den Phasen zünden kann, in welchen der Thyristor .9 gesperrt ist -also kein Strom fließt- und auch nur dann, wenn die an seiner Steuerelektrode anliegende Teilspannung der Akkumulatorenspannung um die Zündspannung höher liegt, als sein Kathodenpotential. In jeder Halbwelle sperrt der Thyristor 9 immer dann, wenn die Spannungsdifferenz zwischen dem Momentanwert der Halbwellenspannung und der Ladespannung des Akkumulators nicht mehr ausreicht, den erforderlichen Haltestrom durch den Thyristor fließen zu lassen. Nach Sperren des Thyristors 9 nimmt die Span-

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. ι/

des
nung zwischen Steuerelektro de /Thyristors 13 und seiner Kathode zu und wird am größten, wenn die Halbwellenspannung am Ausgang des Gleichrichters 3 den Wert "null" erreicht hat. Sie ist nunmehr ausschließlich von der Größe der Akkumulatoreiispannung beziehua^äweise eines am Spannungsteiler Io5 11; 12 einstellbaren Bruchteils der Akkumulatorenspannung abhängig. Bei einem mittels des veränderlichen Widerstandes 11 einstellbaren Wert der Akkumulatorenspannung ist schließlich die Spannungsdifferenz zwischen Steuerelektrode und Kathode des Thyristors 13 größer als die Zündspannung des Thyristors und der Thyristor 13 zündet durch. Damit wird das Gate des Thyristors 9 über den Widerstand 16 an die Speiseleitung 8 und damit an den Minuspol des Akkumulators gelegt. Der Widerstand 14 ist so ausgelegt, daß nur ein Strom von der Größe des Thyristorhaltestroms durch den Thyristor 13 fließt und sich dieser somit selbst leitend hält. Damit ist der Ladevorgang des Akkumulators beend.et , denn bei der nächsten positiven Halbwelle, die an denThyristor 9 gelangt, bleibt der Thyristor 9 gesperrt, weil dessen Steuerelektrode immer wesentlich niedrigeres Potential als seine Kathode aufweist und daher kein Steuersignal über den Widerstand 18 auf die Steuerelektrode gelangen

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kann. Bleibt der Thyristor 9 gesperrt, so liegt an der Reihenschaltung der Leuchtdiode 19 und des Widerstandes 2o die Differenz der positiven Halbwellenspannung und der Ladespannung des Akkumulators und die Leuchtdiode leuchtet auf und zeigt die Beendigung des Lndavocgangs an.

Die erfindungsgetnäßige Schaltanordnung arbeitet auch dann, wenn die Zweiwe"ggleichrichtbrückenschaltung 3 fortgelassen wird, und die Sekundärwicklung des Transformators 1 unmittelbar an die lösbaren Steckverbindungen und 5 angeschlossen ist. In diesem Fall liegt an den lösbaren Steckverbindungen 4 und 5 beziehungsweise an den Speiseleitungen 7 und 8 in jeder Halbperiode der Netzwechselspannung nur eine positive Halbwellenspannung. Damit sich der Akkumulator nicht über die Sekundärwicklung des Transformators 1 entladen kann, ist in die Verbindung zwischen Widerstand 14 beziehungsweise Anode des Thyristors 13 und Widerstand 18 beziehungsweise Steuerelektrode des Thyristors 9 eine Sperrdiode 21 eingeschaltet. Ansonsten arbeitet die erfindungsgemäße Schaltanordnung wie vorstehend beschrieben.

5 ö 9 flrfi / 0 3 2 β ORlGtNAL INSPECTED

Claims

. ··" 236U01 ROLLE I -WERKE Franke & Heidecke Braunschweig A 954 Patefitansprüche

1. Schaltungsanordnung zur Schneiladung eines Akkumulators mit einem pulsierenden Strom, bei welcher zwischen einem Transformator beziehungsweise einem an diesem angeschlossenen Gleichrichter und dem Akkumulator mindestens ein Schalter angeordnet ist, der über einen die Spannung des Akkumulators in den den Stromflußpausen erfassenden Diskriminator steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Diskriminator aus einem Thyristor (13) besteht, daß die Anode des Thyristors einerseits mit der Steuerelektrode des Schalters (9) und andererseits über einen ersten Widerstand (14) mit dem Pluspol des Akkumulators (6) verbunden ist, daß die Kathode des Thyristors einerseits über einen zweiten Widerstand (15) mit dem Eingang des Schalters und andererseits über einen dritten Widerstand (16) mit dem Minuspol des Akkumulators verbunden ist und daß die Steuerelektrode des Thyristors mit dem Mitten-

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abgriff eines dem Akkumulator parallelgeschalteten einstellbaren Spannungsteilers (lo; 11; 1.2) verbunden ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Steuerelektrode des Thyristors (13) und dem Minuspol des Akkumulators (6) ein Kondensator (17) eingeschaltet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schalter (9) die Reihenschaltung einer Leuchtdiode (19) und eines Widerstandes (2o) parallelgeschaltet ist. (f. ' '

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