DE2408041C2 - Schaltungsanordnung zur Anzeige des zulässigen Entladezustandes einer Batterie - Google Patents

Description

Bei Geräten, die eine elektrische Energieversorgung benötigen, lassen sich in vielen Fällen aufladbare Batterien, z. B. Bleiakkumulatoren, verwenden. Um die Lebensdauer solcher Batterien möglichst lange zu erhalten, müssen Tiefentladungen - Entladungen der Batterie bis auf einen geringen Spannungswert — vermieden werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Anzeige des zulässigen Entladezustandes einer durch einen Verbraucher belasteten Batterie anzugeben, um schädliche Tiefentladungen zu vermeiden.

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen von der Batteriespannung gesteuerten Schwellwertschalter mit Hysterese, der beim Absinken auf die durch den zulässigen Entladezustand gegebenen Batteriespannung eine Lampe einschaltet und bei einer größeren Batteriespannung die Lampe ausschaltet, wobei die Hysterese, bzw. die größere Batteriespannung, so bemessen ist daß durch den Verbraucher bewirkte Batteriespannungsschwankungen unterhalb der größeren Batteriespannung liegen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in

s den Unteranspröchen beschrieben.

Es ist zwar eine Schaltungsanordnung bekannt (Funkschau 1972, Heft 13, Seite 474), die einen Verbraucher von der Batterie abtrennt, wenn ihre Spannung einen bestimmten Wert unterschreitet, indem

ίο ein Längs-Transistor gesperrt wird. Es fließt d&nn nur noch der Reststrom der Emitter-Kollektor-Strecke des genannten Transistors. Für den Benutzer ist es jedoch ein Nachteil, wenn der Verbraucher, z. B, ein Kofferradio, während des Betriebes plötzlich abgeschaltet wird.

is Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sich die >2rfügbare Batteriespannung während des Betriebes um den Spannungsabfall am Längs-Transistoir erniedrigt Diese Nachteile treten bei der erfindungsgsmaBen Schaltungsanordnung nicht auf. Der Benutzer wird durch das Aufleuchten der Lampe darauf aufmerksam gemacht, daß sich die Batterie ihrer Tiefentladung nähert und neu aufgeladen werden muß. Der Verbraucher wird jedoch nicht von der Batterie getrennt Durch die Hysterese des die Lampe einschaltenden Schwellwertschalter wird erreicht, daß die Lampe weiter eingeschaltet bleibt, wenn sich die Batteriespannung infolge von Lastschvtankungen — beispielsweise durch verschieden große Lautstärken bei dem NF-Verstärker

eines Kofferradios — ändert Ohne Hysterese würde die Lampe jeweils beim Absinken der Batteriespannung unter einen Schwellwert nur kurz aufleuchten und beim Anstieg der Spannung wieder erlöschen. Ein so hervorgerufenes Flackern der Lampe würde aber den Benutzer verunsichern. Der Schwellschalteir nach Anspruch 2 hat zusätzlich den Vorteil, daß er im Normalzustand keinen Strom verbraucht

Nachstehend wird die Erfindung an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher

erläutert Parallel zur Batterie 1, die /jin nicht gezeigtes Radio speist ist ein aus den Widerständen 2 und 3 bestehender Spannungsteiler 2, 3 angeordnet, dessen Abgriffpunkt an der Basis eines Transistors 5 liegt Der Emitter des pnp-Transistors 5 ist durch eine von der Batterie 1 über einen Widerstand 9 gespeiste Zenerdiode 7 so vorgespannt, daß der Transistor 5 im Normalbetrieb bei Batteriespannungswerten oberhalb einer wählbaren Mindestspannung (Schwellwert) ge· sperrt ist Der über einen Widerstand 6 mit dem

Bezugspotential veftundenen Kollektor des Transistors 5 liegt direkt an der Basis eines anderen Transistors 8, der vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp wie der Transistor 5 ist In die Kollektorleitung des Transistors 8 ist die Lampe 10 eingeschaltet Sein Emitter liegt auf

Bezugüpotential. Der Transistor 5 steuert den Transistor 8 so an, daß dieser leitend bzw. gesperrt ist wenn auch der Transistor 5 leitend bzw. gesperrt ist

Wenn der Transistor 5, und damit auch der Transistor 8, gesperrt ist, liegt der von der Basis des Transistors 5

zum Kollektor des Transistors 8 führende Widerstand 4 parallel zu dem Widerstand 2 des Spannungsteilers 2,3 und beeinflußt somit die Basisvorspannung des Transistors 5, Sink t die Batteriespannung auf einen Mindestweri ab, verringert sich die Spannung an der Basis des Transistors 5 bei etwa gleichbleibender Spannung an seinem Emitter, so daß der Transistor 5 leitend wird. An seinem Kollektor tritt ein positiver Spannungssprung

auf, so daß auch der Transistor 8 in den leitenden Zustand versetzt wird, wodurch die Lampe 10 aufleuchtet. Der Widerstand 4 bewirkt eine Stromkopplung zwischen den beiden Transistoren und beschleunigt somit den Umschaltvorgang vom gesperrten in den leitenden Zustand. Infolge des leitenden Transistors 8 liegt der Widerstand 4 jetzt parallel zum Widerstand 3 des Spannungsteilers 2, 3. Dadurch wird der zwischen der Basis des Transistors 5 und dem Bezugspotential vorhandene Widerstand geringer als ursprünglich, so daß die den Transistor öffnende Basis-Emitterspannung größer wird. Dies bedeutet, daß der Transistor 5, und damit auch der Transistor S, erst bei einer Batteriespannung wieder gesperrt werden kann, die oberhalb der erwähnten Mindestspannung liegt. Der durch die beiden Transistoren 5 und 8 gebildete Schwellwertschalter weist deshalb eine Hysterese auf. Wenn die Lampe 10 aufleuchtet, weil infolge einer großen Stromentnahme, wie sie bei Lautstärkespitzen des N F-Verstärkers des

Kofferradios auftreten kann, der Schwellwert der Batterie 1 kurzzeitig unterschritten wird, bewirkt die Hysterese, daß die Lampe 10 auch bei einer größeren Spannung weiter aufleuchtet. Ohne Hysterese würde die Lampe 10 bei Schwankungen der Batteriespannung um den Schwellwert ständig aufleuchten und erjöschen.

Die Mindestspannung, bei der die Transistoren 5 und 8 leitend werden, läßt sich durch Wahl des Spannungsteilers 2, 3 des Widerstandes 4 sowie der Zenerspannung der Zenerdiode 7 beeinflussen. Die Hysterese wird im wesentlichen durch den Widerstand 4 bestimmt. Sie ist so gewählt, daß sie die möglichen auftretbarsn Spannungsschwankungen der Batterie 1 umfaßt Der bisher noch nicht erwähnte Kondensator 11 bewirkt, daß beim Einschalten des Gerätes der Transistor 5 sicher gesperrt ist Es kann daher nicht passieren, daß die Lampe 10 beim Einschalten des Radios kurz aufleuchtet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche;

   \. Schaltungsanordnung zur Anzeige des zulSssigen Entladezustandes einer durch einen Verbraucher belasteten Batterie, gekennzeichnet durch einen von der Batteriespannung gesteuerten Schwellwertschalter mit Hysterese, der beim Absinken auf die durch den zulässigen Entladezustand gegebenen Batteriespannung eine Lampe (10) einschaltet und bei einer größeren Batteriespannung die Lampe (10) ausschaltet, wobei die Hysterese, bzw. die größere Batteriespannung, so bemessen ist, daß durch den Verbraucher bewirkte Batteriespannungsschwankungen unterhalb der größeren Batteriespannung liegen.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertschalter durch zwei Transistoren (5, 8) vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp gebildet ist, die so miteinander gekoppelt sind, daß jeweils beide im gesperrten oder leitenden Zuband befindlich sind, und daß eine die Überführung in den leitenden Zustand unterstützende Stromkopplung zwischen den beiden Transistoren vorgesehen ist
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des ersten Transistors (5) vom pnp-Typ mit dem Abgriffpunkt eines parallel zur Batterie (1) angeordneten Spannungsteilers (2,3) verbunden und der Emitter mittels einer von der Batterie (1) Ober einen Widerstand (9) gespeisten Zenerdiode (7) so vorgespannt ist, daß der erste Transistor (5) unterhalb eines wählbaren Spannungswertes leitend wird, und daß die Basis des zweiten Transistors (8) vom pnp-Typ vom Kollektor des ersten Transistors (5) angesteuert ist, und daß durch den zweiten Transistor (8) in seinem leitenden Zustand ein Widerstand (4) zu dem einen, zwischen Basis und Kollektor befindlichen Teil des Spannungsteilers (2,3) parallel schaltbar ist, wodurch die Basis-Emitterspannung des ersten Transistors (S) erhöht wird, und daß der Kollektor des ersten Transistors (5) über einen Widerstand (6) und der Emitter des zweiten Transistors (8) direkt mit dem Minuspol der Batterie (1) verbunden ist. und daß in die Kollektorleitung des zweiten Transistors (8) die Lampe (10) eingeschaltet ist.