DE2414259A1

DE2414259A1 - Schaltungsanordnung zum laden einer akkumulator-batterie

Info

Publication number: DE2414259A1
Application number: DE2414259A
Authority: DE
Inventors: Bernd Ing Grad Forth; Paul-Ferdinand Dipl In Mueller; Georg Ing Grad Wild
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-03-25
Filing date: 1974-03-25
Publication date: 1975-10-02
Also published as: FR2266350A1; JPS50129936A; GB1450238A; IT1034361B

Description

Schaltungsanordnung zum Laden einer Akkumulator-Batterie

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Laden einer Akkumulator-Batterie, die in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Luftfahrzeug, untergebracht ist und die ihre Ladeenergie aus einem Gleichspannungs-Bordnetz bezieht, das mit einer Netzgleichspannung gespeist ist, die im wesentlichen konstant ist und betragsmäßig in der Größenordnung der erforderlichen Ladespannung der Akkumulator-Batterie liegt.

Während bei größeren Luftfahrzeugen ein Wechselspannungs-Bordnetz vorhanden ist, verfügen kleinere Luftfahrzeuge, z. B. Hubschrauber, über ein Gleichspannungs-Bordnetz, dessen Netzgleichspannung üblicherweise .28 Volt beträgt. Der Schwankungsbereich dieser Netzgleichspannung liegt im Normalbetrieb bei - 1,5 Volt; die Nötzgleichspannung ist also im wesentlichen konstant. Ein solches Gleichspannungs-Bordnetz wird normalerweise von einem Gleichstromgenerator gespeist, der von einem Triebwerk angetrieben wird. Es ist aber auch möglich, ein Transformator-Gleichrichter-Aggregat zur Speisung des Gleichspannungs-Bordnetzes zu verwenden, falls eine Wechselspannungsquelle, z. B. einr,Wechselstromgenerator, an Bord zur Verfügung steht. Luftfahrzeuge verfügen weiterhin über eine Akkumulator-Batterie, die im Störungsfalle einen Notbetrieb aufrecht erhält und dabei die wichtigsten Verbraucher, z. B. die Navigationsinstrumente, mit Strom versorgt. Diese Akkumulator-Batterie kann auch beim Start des Luftfahrzeuges zur Stromversorgung des Anlassers herangezogen werden. Sie wird somit im Laufe der Zeit unterschiedlichen Belastungen unterworfen und bedarf der Nachladung.

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Die Auf- und Nachladung der in einem Fahrzeug angeordneten Akkumulator-Batterie bereitet einige Schwierigkeiten. Die Schaltungsanordnung zum Laden einer aolchen Akkumulator-Batterie, vornehmlich einer Nickel-Gadmium(NiCd)-Batterie oder einer Blei(Pb)-Batterie, muß nämlich einige Forderungen erfüllen, die spezifisch für das Fahrzeug sind. Die Schaltungsanordnung muß einen kleinen, kompakten und bei einem Luftfahrzeug vor allem einen gewichtssparenden Aufbau besitzen. Bei Schwerfahrzeugen kommt es insbesondere auf ein kleines Volumen und einen stoßunempfindlichen Aufbau an.

Diesen Anforderungen wird eine bekannte Schaltungsanordnung gerecht, die aus der deutschen Offenlegungsaohrift 2 061 294 bekannt ist. Es handelt sich dabei um eine Schaltungsanordnung zum Laden einer Batterie, insbesondere einer Flugzeugbatterie. Diese Schaltungsanordnung ist mit einem ungesteuerten Gleichrichter ausgerüstet, der eingangsseitig über einen Transformator an das Wechselspannungs-Bordnetz angeschlossen ist. Der Gleichrichter ist ausgangsseitig über ein im Ladestromkreis angeordnetes steuerbares Halbleiter-Schaltelement mit der Batterie verbunden. Zur Begrenzung des Ladestroms ist ein Strombegrenzer vorgesehen, der als Stromregler mit Zweipunktverhalten ausgeführt ist. Der Ausgang dieses Stromreglers ist mit der Steuerelektrode des steuerbaren Halbleiter-Schaltelements verbunden. Dem ersten Eingang des Stromreglers ist ein Sollwert des Ladestroms vorgegeben, welcher auf einen mittleren Wert eingestellt ist und im Betrieb nicht überschritten werden soll. Dem zweiten Eingang ist der Istwert dee Ladestroms vorgegeben. Der Stromregler gibt ein Schaltsignal an die Steuerelektrode des Halbleiter-Schaltelements ab, solange der Istwert kleiner ist als der Sollwert. Weiterhin ist ein Spannungsregler vorgesehen, dessen Ausgang mit dem ersten Eingang des Stromreglers verbunden ist. Dieser sorgt bei der Erhaltungsladung für die Konstanthaltung der Ladespannung. Dem ersten Eingang des Spannungsreglers ist ein auf die Gasungsspannung der Batterie eingestellter SpannungsSollwert vorgegeben.

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Dem zweiten Eingang des Spannungsreglers ist der Istwert der Batteriespannung vorgegeben. Der Spannungsregler gibt den gewünschten Sollwert des Ladestroms an den Stromregler ab, solange der Istwert der Batteriespannung kleiner ist als der Sollwert der Batteriespannung. Weiterhin ist vorgesehen, daß der in den Spannungsregler eingegebene Spannungssollwert für die Gasungsspannung in Abhängigkeit von der Temperatur der Batterie geführt wird. Dabei wird so vorgegangen, daß dem Spannungsregler zur Berücksichtigung der Temperaturabhängigkeit der G-asungsspannung der Batterie ein zusätzlicher Spannungssollwert zugeführt ist, der von einem an der Batterie angebrachten Temperaturfühler abgeleitet ist. Als Temperaturfühler kann insbesondere ein Heißleiter verwendet werden.

Diese bekannte Schaltungsanordnung ist, was besonders hervorzuheben ist, für ein Fahrzeug mit Wechselspannungs-Bordnetz vorgesehen. Bei einem Fahrzeug mit Gleichspannungs-Bordnetz hingegen, das bei der vorliegenden Erfindung vorausgesetzt wird, muß man bei der Batterieladung ersichtlich in anderer Weise vorgehen.

Die eingangs genannte Schaltungsanordnung, die zur Batterieladung bei einem luftfahrzeug mit einem G-leiohspannungs-Bordnetz vorgesehen ist, ist z. B. aus dem Buch von H. Weinmann "Flugzeug-Elektrotechnik", Teil Is G-leichstrom-Bordnetz, Hanns Reich Verlag, München, 1961, Seite 99, Bild 122, bekannt. Hierbei wird die Akkumulator-Batterie des Luftfahrzeugs direkt aus dem Gleichspannungs-Bordnetz geladen. Eine Schaltungsanordnung mit direkter Ladung aus dem Gleichspannungs-Bordnetz ist auch aus dem Fachbuch von H₀ Zeffert mit dem Titel "Principles and Practice of Aircraft Electrical Engineering", London j, Verlag George Newnes Limited, 1960, Seite 232, Fig. 10.2, bekannt.

Diese bekannte Schaltungsanordnung hat sich aus mehreren Gründen in der Praxis nicht bewährt. Ein erster Grund ist darin zu sehen, daß hierbei der Fall auftreten kann, daß die Akkumu-

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lator-Batterie mit unzulässig hoher Ladespannung geladen wird. Beim Starten des Fahrzeugs erwärmt sich nämlich die Akkumulator-Batterie, da ein hoher Entladestrom in den Anlasser des Fahrzeugs fließt. Beim anschließenden Nachladen fließt vom Gleichstromgenerator ein hoher Ladestrom über das Gleichspannungs-Bordnetz in die ^Akkumulator-Batterie. Dadurch erhöht sich ihre Temperatur noch weiter. Sie kann dabei eine Übertemperatur annehmen, deren zugeordnete Gasungsspannung unter dem Istwert der Netzgleichspannung liegt. Die Gasungsspannung nimmt nämlich mit zunehmender Temperatur ab. Das gilt sowohl für Blei- als auch für Nickel-Cadmium-Batterien. Die Gasungsspannung ist hierbei als diejenige Spannung definiert, bei der die Akkumulator-Batterie bei vorgegebener Temperatur gerade noch nicht gast. Liegt also bei einer solchen Übertemperatur die Netzgleichspannung, mit der die Akkumulator-Batterie geladen wird, über der Gasungsspannung, so kann das nach einiger Zeit zum Ausfall der Akkumulator-Batterie führen. - Einem solchen Ausfall könnte prinzipiell durch eine Strombegrenzungsschaltung mit einem im Ladestromweg angeordneten steuerbaren Halbleiter-Schaltglied entgegengewirkt werden. Eine solche Strombegrenzungsschaltung für sich allein hat aber, wie sogleich ausgeführt wird, erhebliche Nachteile und ist daher in der Praxis bei der bekannten Schaltungsanordnung für sich allein nicht realisiert worden.

Ein zweiter und entscheidender Grund, der dem praktischen Einsatz der bekannten Schaltungsanordnung entgegensteht, iöt folgender: Bei tiefer Batterietemperatur (z. B. bei -30⁰C) und voraussetzungsgemäß im wesentlichen konstanter Netzgleichspannung (z. B. 28 Volt) liegt diese Netzgleichspannung betragsmäßig um einiges unter der zugehörigen Gasungsspannung (bei einer NiGd-Batterie z. B. etwa 31 Volt, vergl. Figur 5 der deutschen Offenlegungsschrift 2 061 294), so daß die Akkumulator-Batterie nicht voll aufgeladen werden kann. Sie kann daher den Notbetrieb nur eine beschränkte Zeit lang aufrecht-erhalten und ist beim Starten bereits nach kurzer Zeit erschöpft. Die erwähnte Strombegrenzungsschaltung mit einem im Ladestromweg

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angeordneten steuerbaren Halbleiter-Schaltglied, die eine Übertemperatur vermeiden würde, würde diesen Ladezustand nur noch weiter verschlechtern. Der Grund dafür ist darin zu sehen, daß an dem erwähnten Halbleiter-Schaltglied im Ladekreis ein zusätzlicher Spannungsabfall (z, B. von 1 Volt) auftreten würde. Als Ladespannung an der Akkumulator-Batterie steht dann nur die um diesen Spannungsabfall verringerte Netzgleichspannung zur Verfügung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die eingangs genannte Schaltungsanordnung so auszugestalten, daß auch bei niederer Batterie-Temperatur, bei der die im wesentlichen konstante Netzgleichspannung unter der Gasungsspannung liegt, eine Volladung der Akkumulator-Batterie gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Gleichspannungs-Bordnetz und der Akkumulator-Batterie eine Spannungs-Erhöhungs-Schaltung angeordnet ist, deren Ausgangsgleichspannung in einem Bereich, der über dem Wert der Netzgleichspannung liegt, regelbar und als Ladespannung für die Akkumulator-Batterie vorgesehen ist, daß zur Regelung der Ausgangsgleichspannung der Spannungs-Vervielfacher-Schaltung ein Spannungsregler mit vorgeschaltetem Vergleicher vorgesehen ist, daß dem ersten Eingang des Vergleichers ein auf die Gasungsspannung der Akkumulator-Batterie eingestellter Spannungssollwert und daß dem zweiten Eingang des Vergleichers der Istwert der Ladespannung vorgegeben ist.

Durch diese Maßnahmen ist sichergestellt, daß die Ladespannung bei tiefer Batterietemperatur, auf die der Spannungssollwert eingestellt wird, über der von dem GIeichspannungs-Bordnetζ gelieferten Netzgleichspannung liegt. Somit ist gewährleistet, daß die Akkumulator-Batterie stets mit einer Ladespannung, die der Gasungsspannung entspricht,und somit vollständig aufgeladen wird.

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Eine erste grundlegende Weiterbildung der Schaltungsanordnung zeichnet sich dadurch aus, daß die Spannungs-Erhöhungs-Schaltung eine an die Netzgleichspannung gelegte Reihenschaltung, bestehend aus einer Längsdrosselspule und einem steuerbaren Schaltelement, sowie eine dem Schaltelement parallel geschaltete Serienschaltung, bestehend aus einem ungesteuerten Ladeventil und einem Ladekondensator, an dessen Anschlußklemmen die Ladespannung für die Akkumulator-Batterie abgegriffen ist, umfaßt. Diese Weiterbildung, die sich einer Spannungs-Vervielfacher-Schaltung bedient, kommt mit einer geringen Anzahl von Bauelementen aus und ist besonders preisgünstig herzustellen. Sie besitzt einen guten Wirkungsgrad.

Als steuerbares Schaltelement kann insbesondere ein Halbleiter-Schaltelement, z. B. ein Transistor oder Thyristor, vorgesehen sein. Zur Ansteuerung dieses Schaltelements kann man sich einer steuerbaren Frequenzstufe bedienen, die ein Ausgangssignal mit konstanter Taktfrequenz und einem durch das Ausgangs signal des Spannungsreglers veränderbaren Tastverhältnis abgibt; dieses Tastverhältnis bestimmt die Höhe der am Ladekondensator liegenden Ladespannung.

Um bei der Schaltungsanordnung eine Lärmbelästigung auszuschalten, sollte die Taktfrequenz der Frequenzstufe über der menschlichen Hörschwelle liegen. TJm gleichzeitig die Schaltverluste, die sich bei höheren Taktfrequenzen in der Ansteuerung des Schaltelements unangenehm bemerkbar machen, klein zu halten, ist weiter vorgesehen, daß die Taktfrequenz bevorzugt etwa bei 20 kHz liegt.

Eine zweite grundlegende Weiterbildung der Schaltungsanordnung zeichnet sich dadurch aus, daß die Spannungs-Erhöhungs-Schaltung eine mit dem Gleichspannungs-Bordnetz in Serie geschaltete steuerbare Hilfsgleichspannungsquelle ist, die aus dem Gleichspannungs-Bordnetz gespeist ist. Diese Schaltungsanordnung besitzt ebenfalls einen guten Wirkungsgrad.

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Die Hilfsgleichspannungsquelle kann insbesondere aus einem Wechselrichter und einem über einen Transformator nachgeschalteten Gleichrichter bestehen, wobei der Wechselrichter oder der Gleichrichter steuerbar ist. Der Wechselrichter kann beispielsweise aus zwei steuerbaren Hauptventilen und einem Transformator in Gegentaktschaltung aufgebaut sein. Als steuerbare Hauptventile können hierbei Transistoren oder Thyristoren verwendet werden.

Zur Ansteuerung des Wechselrichters oder Gleichrichters kann ein Frequenzgeber vorgesehen sein, der ein Ausgangssignal mit konstanter Taktfrequenz und einem durch das Ausgangssignal des Spannungsreglers veränderbaren Tastverhältnis abgibt. Die Taktfrequenz des Frequenzgebers sollte insbesondere über der menschlichen Hörschwelle liegen, damit Lärmbelästigungen vermieden werden. Der zwischen dem Wechselrichter und dem Gleichrichter angeordnete Transformator kann bei einer höhen Taktfrequenz eine kleine Bauform erhalten, was wiederum das Gewicht der Schaltungsanordnung gering hält. Um die Schaltverluste nicht zu groß werden zu lassen, sollte die Taktfrequenz etwa bei 20 kHz liegen.

Die Temperaturabhängigkeit der Gasungsspannung läßt sich bei der Schaltungsanordnung dadurch berücksichtigen, daß der in den ersten Eingang des Vergleichers eingegebene Spannungssollwert für die Gasungsspannung in Abhängigkeit von der Temperatur der Akkumulator-Batterie von Hand oder automatisch geführt ist. Hierbei kann insbesondere so vorgegangen werdon, daß dem Vergleicher an einem dritten Eingang zur Berücksichtigung der Temperaturabhängigkeit der Gasungsspannung der Akkumulator-Batterie ein zusätzlicher Spannungssollwert zugeführt ist, der von einem an der Akkumulator-Batterie angebrachten Temperaturfühler abgeleitet ist. Als Temperaturfühler kann beispielsweise ein Heißleiter dienen. Im allgemeinen wird man * bei Akkumulator-Batterien, die der Außentemperatur des Fahrzeugs ausgesetzt sind, stets eine solche automatische Temperaturkompensation bei der Spannungsregelung vorsehen.

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Besonders wichtig ist der Schutz der Akkumulator-Batterie gegen Ubertemperatur. Um eine Gasung der Akkumulator-Batterie zu vermeiden, muß man bestrebt sein, eine zu hohe Batterietemperatur zu vermeiden. Dieses läßt sich dadurch erreichen, daß zwischen dem Gleichspannungs-Bordnetz und der Akkumulator-Batterie eine Strombegrenzungsschaltung angeordnet ist. Diese begrenzt den Ladestrom der Akkumulator-Batterie und schützt diese somit gegen Übertemperatur beim Laden. Mittels einer solchen Strombegrenzungsschaltung wird eine hohe Ausfallrate der Akkumulator-Batterie vermieden. Es sei hervorgehoben, daß sich eine solche Strombegrenzungsschaltung erst in Verbindung mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art sinnvoll einsetzen läßt.

Hierbei kann so vorgegangen werden, daß die Strombegrenzungsschaltung einen Grenzwertmelder, dem einerseits der Istwert des Ladestroms und andererseits ein vorgegebener Grenzwert zugeführt sind, und ein im Ladestromweg angeordnetes steuerbares Schaltglied, dessen Steuereingang vom, Ausgang des Grenzwertgebers beaufschlagt ist, umfaßt. Der Spannungsabfall am steuerbaren Schaltglied hat wegen der Spannungserhöhung, die mittels der Spannungs-Erhöhungs-Schaltung vorgenommen wird, keinen Einfluß auf die Höhe der Ladespannung an der Akkumulator-Batterie. Die Ausgangsgleichspannung der Spannungs-Erhöhung s-Schaltung wird nämlich nach Einfügen der Strombegrenzungsschaltung durch den Spannungsregelkreis automatisch soweit erhöht, daß dieser Spannungsabfall kompensiert wird.

Als steuerbares Schalt glied kann ein steuerbares Halbleiterventil, z. B. ein Transistor oder Thyristor, vorgesehen sein, dessen Steuerelektrode mit dem Ausgang des Grenzwertgebers verbunden ist.

Um ein Gasen der Akkumulatorbatterie bei hoher Netzgleichspannung zu vermeiden, sollte die Strombegrenzungsschaltung mit einem Sperreingang zum Sperren des Ladestroms versehen sein, dem eine Vergleichsschaltung vorgeschaltet ist, die dann, wenn die Ladespannung über dem zulässigen Sollwert liegt, ein Sperrsignal abgibt. Vorteilhafterweise kann die Vergleichs-

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schaltung der Vergleicher dea Spannungsreglers sein. Im einfachsten FaIl kann 30 vorgegangen werden, daß die Vergleichsschaltung über ein ungesteuertes Sperrventil mit dem Sperreingang der Strombegrenzungsschaltung verbunden ist.

Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in zwei Figuren dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Für gleiche Bauelemente wurden dieselben Bezugszeichen verwendet. Es zeigen:

Figur 1 eine Schaltungsanordnung zum Laden einer Akkumulator-Batterie mit einer Spannungs-Erhöhungs-Schaltung, die insgesamt nur aus vier Bauelementen besteht und einen störsicheren, verlustarmen und leichtgewichtigen Aufbau ermöglicht, und

Figur 2 eine Schaltungsanordnung zum Laden einer Akkumulator-Batterie mit einer Spannungs-Erhöhungs-Schaltung, die ebenfalls einen störsicheren, verlustarmen und leichtgewichtigen Aufbau ermöglicht.

In Figur 1 ist eine Schaltungsanordnung 1 zum Laden einer Akkumulator-Batterie 2, die in einem Fahrzeug, insbesondere in ' einem Luftfahrzeug untergebracht ist, dargestellt. In einem solchen Fahrzeug werden insbesondere Nickel-Cadmium- und Blei-Batterien eingesetzt. Die Schaltungsanordnung zum Laden einer Akkumulator-Batterie ist so konstruiert, daß sie einen möglichst kleinen, kompakten und vor allem gewichtssparenden Aufbau besitzt. Es kann sich hierbei auch um eine oder mehrere Akkumulator-Batterien 2 handeln, die in einem schienengebundenen oder nichtschienengebundenen Schwerfahrzeug untergebracht ist.

Nach Figur 1 ist an Bord des Fahrzeugs mindestens ein Gleichstromgenerator 3 vorgesehen, der von einem (nicht gezeigten) Triebwerk angetrieben wird und in das Bordnetz, dessen Leitungen mit 4, 5 bezeichnet sind, eine Netzgleichspannung TJ einspeist. Diese Netzgleichspannung U ist im wesentlichen zeitlich

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konstant. Üblicherweise beträgt sie 28 Volt, wozu eine zulässige Schwankung von -.1,5 Volt treten kann. Diese geringe Schwankungsbreite wird üblicherweise durch eine Grobregelung des Gleichstromgenerators 3 erzielt.

Die Netzgleichspannung U_n liegt betragsmäßig in der Größenordnung der erforderlichen ladespannung U, der Akkumulator-Batterie 2. Diese Ladespannung U^ sollte bei optimaler Ladung gleich der Gasungsspannung der Akkumulator-Batterie 2 sein. Diese Gasungsspannung ist dabei diejenige Spannung, bei der die Akkumulator-Batterie 2 gerade noch nicht zu gasen anfängt. Die Gasungsspannung ist stark von der Temperatur abhängig. Sie sinkt mit steigender Temperatur (vergl. deutsche Offenlegungsschrift 2 061 294, Fig. 5). Bei einer Nickel-Cadmium-Batterie liegt die Gasungsspannung bei - 40 C etwa bei 31,5 Volt, bei O⁰O etwa bei 30 Volt und bei +60⁰G etwa bei 26,5 Volt. Aus diesen Werten ist zu entnehmen, daß bei niederen Temperaturen zur Volladung der Akkumulator-Batterie 2 eine höhere Ladespannung U, erforderlich ist, als sie das Gleichspannungs-Bordnetz 4, 5 in Form der Netzgleichspannung U liefert.

Um auch bei einer niedrigen Temperatur, bei der die Gasungsspannung über der Netzgleichspannung U liegt, die Volladung der Akkumulator-Batterie 2 zu ermöglichen, ist zwischen dem Gleichspannungs-Bordnetz 4, 5 und der Akkumulator-Batterie eine Spannungs-Erhöhungsschaltung 6 angeordnet. Diese ist in dem gestrichelten Kästchen eingezeichnet. Ihre Ausgangsgleichspannung ist in einem Bereich, der über und auch etwas unter dem Wert der Netzgleichspannung U liegt, regelbar. Sie ist als Ladespannung U, für die Akkumulator-Batterie 2 vorgesehen.

Die Spannungs-Erhöhungs-Schaltung 6 ist hier speziell eine Spannungs-Vervielfacher-Schaltung und besteht aus einer Längsdrosselspule 7, einem steuerbaren Schaltelement 8, einem ungesteuerten Ladeventil 9 und einem Ladekondensator 10. Die An-

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Ordnung dieser vier Bauelemente 7 "bis 10 ist so getroffen, daß die Reihenschaltung aus Längsdrossälspule 7 und Schaltelement 8 an das Gleichspannungs-Bordnetz 4, 5 gelegt ist, daß die Serienschaltung aus ungesteuertem,-in Ladestromrichtung gepoltem Ladeventil 9 und Ladekondensator 10 dem Schaltelement 8 parallel geschaltet ist, und daß an den beiden Anschlußklemmen des Ladekondensators 10 die Kondensatorspannung U_n als Ladespannung TJ₁, für die Akkumulator-Batterie 2 abgegriffen ist. Als steuerbares Schaltelement 8 ist hier ein Schalttransistor vorgesehen. Stattdessen könnte auch ein Thyristor verwendet werden. Das Schaltelement 8 arbeitet mit einer Taktfrequenz von etwa 20 kHz, um das Gewicht und das Volumen der Ladedrosselspule 7 klein zu halten und um störende Nebengeräusche zu vermeiden.

Zur Ansteuerung des Schaltelements 8 ist eine steuerbare Frequenzstufe 11 vorgesehen. Ihr Ausgangssignal schaltet mit konstanter Taktfrequenz das Schaltelement 8 vom stromleitenden in den gesperrten Zustand, und umgekehrt. Die Frequenz-Stufe 11 besitzt einen Stauereingang, über den das Tastverhältnis oder die Impulsbreite ihres Ausgangssignals veränderlich ist.

Dem Steuereingang der Frequenzstufe 11 ist ein Spannungsregler 12 mit Vergleicher 13 vorgeschaltet. Die Ausgangsgleichspannung des Spannungsreglers 12 bestimmt somit das Tastverhältnis des Ausgangssignals der Frequenzstufe 11. Die Frequenzstufe 11 und der Spannungsregler 12 werden gemeinsam über nicht näher bezeichnete Zuleitungen aus dem Gleichspannungs-Bordnetz 4, 5 mit elektrischer Energie versorgt. Die Frequenzstufe i 1 istt,temperaturstabil ausgeführt und kann beispielsweise eine RC-Beschaltung oder eine Schwingquarz-Beschaltung besitzen. Sie ist ebenso wie der Spannungsregler 12 aus integrierten Bausteinen aufgebaut.

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Frequenzstufe 11, Spannungsregler 12 und Vergleicher 13 sind Bestandteile eines Regelkreises zur Regelung der Ausgangsgleichspannung der Spannungs-Erhöhungs-Schaltung 6, also zur Regelung der Kondensatorspannung U . Dem ersten Eingang des Vergleichers 13 ist ein auf die Gasungsspannung der Akkumulator-Batterie 2 eingestellter Spannungssollwert U* vorgegeben. Dieser Spannungssollwert U* wird von einem Sollwertgeber 14 geliefert, der als Potentiometer dargestellt ist. An dem Sollwertgeber 14 läßt sich der Spannungssollwert U* von Hand einstellen. Dem zweiten Eingang des Vergleichers 13 ist der Istwert U der Ladespannung U, vorgegeben. Dieser Istwert U ist direkt an den Klemmen 15, 16 der Akkumulator-Batterie 2 abgegriffen. Die negative Klemme 15 kann geerdet werden.

Bei der Schaltungsanordnung von Figur 1 ist weiter vorgesehen, daß der in den ersten Eingang des Vergleichers 13 eingegebene Spannungssollwert U* in Abhängigkeit von der Temperatur der Akkumulator-Batterie 2 verändert werden kann. Dazu wird dem Vergleicher 13 an einem dritten Eingang ein zusätzlicher Spannungssollwert U* zugeführt, der von einem an der Akkumulator-Batterie 2 angebrachten Temperaturfühler 17 abgegeben wird. Der Temperaturfühler 17, der ein Heißleiter sein kann, ist innerhalb der Batterie 2 angeordnet, was durch den gestrichelten Block 18 angedeutet ist.

Die Batterietemperatur ist für den Endwert der Ladespannung U, maßgebend. Insbesondere bei einer Nickel-Cadmium-Batterie darf die Gasungsspannung, welche mit der Temperatur der Akkumulator-Batterie 2 stark schwankt, nicht überschritten werden, um eine hohe Lebensdauer der Akkumulator-Batterie 2 zu gewährleisten.

Zur Begrenzung des Ladestroms ist in Figur 1 weiterhin eine Strombegrenzungsschaltung vorgesehen. Diese ist im Ladeetromkreis angeordnet, z. B. zwischen der Spannungs-Erhöhunge-Schaltung 6 und der Akkumulator-Batterie 2. Sie wird durch einen Stromregler mit Zweipunktverhalten gebildet.

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Die Strombegrenzungssohaltung umfaßt einen Grenzwertmelder 20, der über eine nicht näher bezeichnete Zuleitung aus dem Gleichspannungs-Bordnetz 4, 5 versorgt wird. Dem Grenzwertmelder 20 wird einerseits der Istwert I des Ladestroms und andererseits ein vorgegebener Grenzwert I zugeführt. Der Istwert I des Ladestroms ist an einem im Ladestromkreis angeordneten Strommeßglied 21, im vorliegenden Pall an einem Widerstand als Spannungsabfall abgegriffen. Anstelle des Widerstands kann dazu im Ladestromweg auch ein Gleichstromwandler angeordnet sein. Der Grenzwert I wird von einem

S Grenzwertgeber 22 geliefert, der als Potentiometer dargestellt ist. Der Ausgang des Grenzwertmelders 20 ist an den Steuereingang eines steuerbaren Schaltgliedes 23 angeschlossen. Dieses Schaltglied 23, im vorliegenden Fall ein Schalttransistor, ist ebenfalls im Ladestromweg der Akkumulator-Batterie 2 angeordnet. Als Schaltglied 23 kann auch ein anderes steuerbares Halbleiterventil, ζ. B. ein Thyristor, vorgesehen sein.

Im Ladestromweg ist weiterhin noch eine Drosselspule 24 angeordnet. Sie dient zur Begrenzung der Stromanstiegsgeschwindigkeit beim Schalten des Schaltelements 23. Schließlich liegt parallel zur Akkumulator-Batterie 2 noch eine Reihenschaltung, die aus der Drosselspule 24 und einem ungesteuerten Umschwingventil 25 besteht. Dieses Umschwingventil 25 übernimmt den Strom in den stromlosen Pausen des Schaltelements 23.

Zur Punktion der Schaltungsanordnung in Figur 1 ist folgendes zu sagen: Im Vergleicher 13 wird der Iotwert TJ der Ladespannung IL mit dem Spannungssollwert U*, der durch den temperaturabhängigen zusätzlichen Spannungssollwert TJ* korrigiert ist, verglichen. In Abhängigkeit der so gebildeten Regelabweichung wird die Impulsbreite im Ausgangssignal der Frequenzstufe 11 geführt. Mit diesem Ausgangssignal wird das Schaltelement 8 angesteuert. Liegt der Istwert U unter dem temperaturkorrigierten Sollwert (TJ* - TJ*), so wird die Impulslänge

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vergrößert und damit die Einschaltzeit und das Tastverhältnis des Schaltelements 8 größer gemacht.

Ist das Schaltelement 8 durchgesteuert, ao verbindet es die positive Klemme 5 des Gleichepannungs-Bordnetzes 4» 5 über die Ladedrosselspule 7 mi der negativen Klemme 4. Die Ladedrosselspule 7 speichert infolge des auf diesem Wege fließenden Stroms zusätzliche Energie. Wenn nun das Schaltelement

8 geöffnet wird, d. h. wenn es die Stromführung beendet, entsteht am Ladekondensator 10 eine Kondensatorspannung TJ , die durch folgende Beziehung näherungsweise gegeben ist:

^Uc = ^Un · ^(ta ⁺ V^Aa ⁽¹⁾

Beim öffnen des Schaltelements 8 wird nämlich die in der Längsdrosselspule 7 gespeicherte Energie über das Ladevenil

9 in den Ladekondensator 10 umgeladen. Hierbei ist angenommen, daß die Längsdrosselspule 7 und der Ladekondensator 10 optimal dimensioniert sind. In dieser Beziehung (1) ist U die Kondensatorspannung, IL die Netzgleichspannung, t_Q die Zeit

Xl el

des geöffneten oder nichtstromführenden Zustande des Schaltelements 8 und t die Zeit des durchgeschalteten oder stromführenden Zustande des Schaltelements 8. Verluste in der Längsdrosselspule 7, im Schaltelement 8 und im Ladeventil 9 sind hierbei nicht berücksichtigt.

Aus der angegebenen Beziehung (1) folgt, daß die Kondensatorspannung U , die als neue Gleichspannung zur Ladung der Akkumulator-Batterie 2 zur Verfügung steht, nur von dem reziproken Schaltzeit- oder Tastverhältnis (t_ + t_)/t_o abhängt, wenn die

a g a

Netzgleichspannung U konstant ist. Bei einer Einschaltzeit t , die größer ist als Null, wird die Kondensatorspannung

e
U und damit die Ladespannung größer als die Netzgleichspan-

nung TJ . Hierbei verhindert das ungesteuerte Ladeventil 9 eine Entladung des Ladekondensators 10 zurück in das Gleichspannungs-Bordnetz 4, 5.

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Der Spannungsregelkreis sorgt dafür, daß die Ausgangsgleichspannung der Spannungs-Erhöhungs-Schaltung 6 auf einem Wert festgehalten wird, der durch den temperaturkorrigierten Sollwert (ü* - TJ*) vorgegeben ist. Die Akkumulator-Batterie 2 erhält also eine der Batterietemperatur stets nachgeführte Ladespannung IL zugeführt. Eine Vollaufladung der Akkumulator-Batterie 2 ist selbst dann gewährleistet, wenn die Netzgleichspannung U_n weit unter der G-asungsspannung und damit unter der erforderlichen ladespannung Uj₃ liegt. Dann sorgt die temperatürempfindliche Spannungsregelung dafür, daß die ladespannung U^ durch die Spannungs-Erhöhungs-Schaltung 6 soweit über die Netzgleichspannung U_n angehoben wird, bis als ladespannung U, die temperatur richtige Gasungsspannung wieder erreicht ist. Bei der dargestellten Schaltungsanordnung wird also die Ladespannung U^ unter Berücksichtigung der Batterietemperatur stets so geführt, daß die G-asuagsspannung nicht überschritten, aber auch nicht unterschritten wird. Somit ist bei jeder Batterietemperatur eine Volladung gewährleistet.

Es sei noch angemerkt, daß dann, wenn das Taktverhältnis Null geworden ist, d. h. wenn das Schaltelement θ permanent gesperrt ist, die Ausgangsgleichspannung der Spannungs-Vervielfacher-Schaltung 6 um die Schwellwertspannung U des Ladeventils 9 geringer ist als die Netzgleichspannung U . Diese Eigenschaft der Schaltungsanordnung in Figur 1 kann für manche Anwendungsfälle, insbesondere bei hoher Batterietemperatur, sehr nützlich sein. Wichtiger ist aber noch, daß sich die Kondensatorspannung U und damit die Ladespannung U^ natürlich auch in dem Bereich zwischen (U "" ^₃) ¹^ ^L ^Te&^e^-ⁿ .Die Ladespannung U, ist also auch in einem,Bereich, der unter dem Wert der Netzspannung U liegt, regelbar.

Beim Starten des Fahrzeugs fließt im allgemeinen ein hoher Entladestrom, der die Akkumulator-Batterie 2 erwärmt. Bei der anschließenden Nachladung der Akkumulator-Batterie 2 aus dem Grleichspannungs-Bordnetz 4,5 würde sich eine weitere Temperaturerhöhung ergeben, wenn die Strombegrenzungsschaltung

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20 bis 23 nicht für eine Begrenzung des Ladestroms auf die Höhe des vorgegebenen Grenzwerts I sorgen würde. Die Strombegrenzungsschaltung gewährleistet, daß das Auftreten einer Übertemperatur verhindert wird.

Die Schaltungsanordnung in Figur 1 hat eine weitere vorteilhafte Eigenschaft. Falls aus irgendeinem Grunde die Ansteuerung des Schaltelements 8 ausfällt und dieses Schaltelement

8 demzufolge nicht mehr durchschaltet, wird die Akkumulator-Batterie 2 über die Längsdrosselspule 7 und das Ladeventil

9 aus dem Gleichspannungs-Bordnetz 4, 5 geladen (positives Fehlerverhalten). Da die Spannungsabfälle an der Längsdrosselspule 7, an dem Ladeventil 9 und an der Kollektor-Emitter-Strecke des Schalttransistors, der als Schaltglied 23 eingesetzt ist, im allgemeinen für die niedrigst zugelassene Batteriespannung (also die höchst zugelassene Batterietemperatur) ausgelegt werden, kommt die Akkumulator-Batterie 2 auch in diesem Störungsfall fehlender Ansteuerung nicht zum Gasen. Allerdings kann für den Ausfall der Ansteuerung keine vollständige Aufladung garantiert werden, doch für den Notbetrieb ist diese Ladungsart ausreichend.

Falls die Netzgleichspannung U wesentlich größer werden kann als die niedrigst zugelassene Ladespannung U^, kann es vorkommen, daß die Spannungsabfälle an der Längsdrosselspule 7, an dem Ladeventil 9 und an dem Schaltglied 23 nicht groß genug sind, um die Netzgleichspannung U auf diese niedrigst zugelassene Ladespannung TL herabzusetzen. Um auch in diesem Fall ein Gasen der Akkumulatorbatterie 2 zu verhindern, ist eine Sperre für die Strombegrenzungsschaltung vorzusehen. Diese sorgt dafür, daß bei Überschreiten des Wertes (U* - U*) das Schaltglied 23 gesperrt bleibt.

Dazu ist am Ausgang des Vergleichers 13 ein Abgriff vorgesehen, der über ein ungesteuertes Sperrventil 19, insbesondere eine Halbleiterdiode, mit dem Sperreingang des Grenzwertmelders 20 verbunden ist. Je nach Ausführung des Grenzwertmelders 20 kann

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der genannte Abgriff auch am Ausgang des Spannungsreglers 12 liegen. Das Sperrventil 19 ist so gepolt, daß am Sperreingang des Grenzwertmelders 20 ein Sperrsignal ungleich Null liegt, solange U>(U* - U|) gilt. In diesem Fall sperrt der Grenzwertmelder 20 den Stromdurchgang durch das Schaltglied 23. Dadurch ist gewährleistet, daß auch bei relativ hoher Netzgleichspannung U ein Gasen und damit ein unzulässiger Betrieb der Akkumulator-Batterie 2 vermieden ist.

Die in Figur 2 dargestellte Schaltungsanordnung zum Laden einer Akkumulator-Batterie 2 entspricht nach Aufbau und.Funktion weitgehend derjenigen von Figur 1. Allerdings wird hier zwischen dem Gleichspannungs-Bordnetz 4₅ 5 und der Akkumulator-Batterie 2 eine andere Spannungs-Erhöhungs-Schaltung 26 angewendet. Diese Spannungs-Erhöhungs-Schaltung 26 ist eine mit dem Gleichspannungs-Bordnetz 4, 5 in Serie geschaltete steuerbare Hilfsgleichspannungsquelle, die aus dem Gleichspannungs-Bordnetz 4j 5 gespeist wird. Sie besteht aus einem steuerbaren Wechselrichter 27 und einem nachgeschalteten, galvanisch abgetrennten Gleichrichter 28.

Der Wechselrichter 27 umfaßt zwei steuerbare Hauptventile 29, 30 und einen Transformator 31 in Gegentaktschaltung. Als steuerbare Hauptventile 29, 30 können Transistoren oder Thyristoren vorgesehen sein. Im vorliegenden Fall werden Schalttransistoren verwendet. Der Transformator 31 ist für eine Taktfrequenz von etwa 20 kHz ausgelegt, um sein Gewicht und sein Volumen klein zu halten und um störende Nebengeräusche zu vermeiden. Sein Übersetzungsverhältnis kann z. B. 1 : 3 betragen. Der Gleichrichter 28 umfaßt vier ungesteuerte Gleichrichterventile in Brückenschaltung.

Zur Ansteuerung des Wechselrichters 27 ist ein Frequenzgeber 32 vorgesehen. Dieser liefert ein Ausgangssignal mit konstanter Taktfrequenz von etwa 20 kHz. Von diesem Ausgangssignal wird abwechselnd jeweils ein Zündimpuls auf die Steuerstrecke der beiden Hauptventile 29» 30 gegeben. Auf der Sekundärseite

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des Transformators 31 entsteht somit eine Ausgangswechselspannung mit konstanter Frequenz. Die Dauer der positiven und negativen Impulse läßt sich am Steuereingang des Frequenzgebers 32 einstellen. Der dem Steuereingang vorgeschaltete Spannungsregler 12 verändert durch sein Ausgangssignal das Tastverhältnis, so daß auch die Ausgangswechselspannung des Transformators 31 in seinem Effektivwert verändert wird. Demzufolge liefert auch der Gleichrichter 28 eine von der Aussteuerung des Frequenzgebers 32 abhängige Zusatzspannung. Der Frequenzgeber 32 ist wiederum temperaturstabil ausgeführt. Er kann eine RO-Besehaltung oder eine Quarz-Beschaltung zur Erzeugung der Taktfrequenz enthalten. Der Frequenzgeber 32 wird vorzugsweise mit integrierten Bausteinen aufgebaut.

Die Funktion der Schaltungsanordnung in Figur 2 ist im wesentlichen dieselbe wie diejenige der Schaltungsanordnung in Figur 1: Im Vergleicher 13 wird wieder der Istwert U der Ladeapannung U, mit dem um den zusätzlichen Spannungssollwert U* korrigierten Spannungssollwert U* verglichen. Je nach Abweichung wird eine proportionale Pulsbreite auf der Sekundärseite des Transformators 31 erzeugt. Je breiter der Puls ist, desto größer wird die zusätzliche Gleichspannung, die durch den Gleichrichter 28 zur Netzgleichspannung U hinzugefügt wird und als Ausgangsgleichspannung U erscheint. Durch das

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Übersetzungsverhältnis des Transformators 31 kann man die maximale Zusatzspannung, die man auf die Netzgleichspannung U mit Hilfe der Hilfsgleichspannungsquelle aufstocken will, festlegen.

Die weitere Funktion entspricht derjenigen der Schaltungsanordnung in Figur 1. Der Regelbereich erstreckt sich auch hier auf einen Ladespannungsbereich, der von einem Wert unterhalb bis zu einem Wert, der durch das Transformatorübersetzungsverhältnis bestimmt ist, um einiges oberhalb der Netzgleichspannung U_n reicht.

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Als Vorteil der in Figur 2 dargestellten Schaltungsanordnung wird es angesehen, daß gegenüber einem herkömmlichen Gleichspannungswandler nur ein Anteil der Gesamtleistung, der z. B. zwischen 10 und 30 $ liegen kann, über die Spannungs-Erhöhungs-Schaltung 26 an die Akkumulator-Batterie 2 geliefert wird, während der größere Anteil der Gesamtleistung direkt aus dem GIeichspannungs-Bordnetζ 4, 5 bezogen wird. Somit verringern sich Gewicht und Volumen der Schaltungsanordnung 26 gegenüber einem herkömmlichen Gleichspannungswandler erheblich. Weiterhin ist hervorzuheben, daß die beiden steuerbaren Hauptventile 29, 30 nur für einen Strom ausgelegt zu sein brauchen, der beträchtlich unter dem Ladestrom liegt. Die Schaltungsanordnung arbeitet mit nur geringen Verlusten.

Weitere Vorteile der Schaltungsanordnung in Figur 2, ζ. Β. ihr positives Fehlerverhalten, sind identisch mit den Vorteilen der Schaltungsanordnung in Figur 1 und brauchen daher nicht nochmals erläutert zu werden.

22 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims

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Patentansprüche

1. Schaltungsanordnung zum Laden einer Akkumulator-Batterie, die in einem Fahrzeug, inabesondere in einem Luftfahrzeug, untergebracht ist und die ihre Ladeenergie aus einem G-leichspannungs-Bordnetz bezieht, das mit einer Netzgleichspannung gespeist ist, die im wesentlichen konstant ist und betragsmäßig in der Größenordnung der erforderlichen Ladespannung der Akkumulator-Batterie liegt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gleichspannungs-Bordnetz (4, 5) und der Akkumulator-Batterie (2) eine Spannungs-Erhöhungs-Schaltung (6; 26) angeordnet ist, deren Ausgangsgleichspannung (U,,; U) in einem Bereich, der über dem Wert der Netzgleichspannung (U_n) liegt, regelbar und als Ladespannung (U_b) für die Akkumulator-Batterie (2) vorgesehen ist, daß zur Regelung der Ausgangsgleichspannung (U ; U₀) der Spannungs-Vervielfacher-Schaltung (6; 26) ein Spannungsregler (12) mit vorgeschaltetem Vergleicher (13) vorgesehen ist, daß dem ersten Eingang des Vergleichers (13) ein auf die (Jasungsspannung der Akkumulator-Batterie (2) eingestellter Spannungssollwert (U*) und daß dem zweiten Eingang des Vergleichers (13) der Istwert (U) der Ladespannung (U^) vorgegeben ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungs-Erhöhungs-Schaltung (6) eine an die Netzgleichspannung (U) gelegte Reihenschaltung, bestehend aus einer Längsdrosselspule (7) und einem steuerbaren Schaltelement (8), sowie eine dem Schaltelement (8) parallel geschaltete Serienschaltung, bestehend aus einem ungesteuerten Ladeventil (9) und einem Ladekondensator (10), an dessen Anschlußklemmen die Ladespannung (U^) für die Akkumulator-Batterie (2) abgegriffen ist, umfaßt (Pig. 1).

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Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als steuerbares Schaltelement (8) ein Transistor oder
Thyristor vorgesehen ist.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß zur Ansteuerung des Schaltelements (8)
eine steuerbare Frequenzstufe (11) vorgesehen ist, die
ein Ausgangssignal mit konstanter Taktfrequenz und mit einem Tastverhältnis abgibt, das durch den ihrem Steuereingang
vorgeschalteten Spannungsregler (12) veränderbar ist»

Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfrequenz der Frequenzstufe (11) über der menschlichen Hörschwelle liegt„

6ο Schaltungsanordnung nach Anspruch 5₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfrequenz etwa bei 20 kHz liegt.

ο Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungs-Erhöhungs-Schaltung (26) eine mit dem
Gleichspannungs-Bordnetz (4? 5) in Serie geschaltete
steuerbare Hilfsgleichspannungsquelle ist, die aus dem
Gleichspannungs-Bordnetz (5, 4) gespeist ist (Fig· 2)*

8„ Schaltungsanordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, ' idaß die Hllfsgleichspannungsquelle aus einem Wechselrichter
(27) und einem über einen Transformator (31) nachgeschalteten Gleichrichter (28) besteht, wobei der Wechselrichter
(27) oder der Gleichrichter (28) steuerbar ist.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselrichter (27) aus zwei steuerbaren Hauptventilen (29, 30) und einem Transformator (31) in Gegentaktschaltung besteht.

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10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als steuerbare Hauptventile (29, 30) Transistoren oder Thyristoren vorgesehen sind.

11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ansteuerung des Wechselrichters (27) oder Gleichrichters (28) ein Frequenzgeber (32) vorgesehen ist, der ein Ausgangssignal mit konstanter Taktfrequenz und einem durch das Ausgangssignal des Spannungsreglers (12) veränderbaren Tastverhältnis abgibt.

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfrequenz des Prequenzgebers (32) über der menschlichen Hörschwelle liegt.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfrequenz etwa bei 20 kHz liegt.

14. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der in den ersten Eingang des Vergleichers (13) eingegebene Spannungssollwert (U*) für die Gasungsspannung in Abhängigkeit von der Temperatur der Akkumulator-Batterie (2) geführt ist.

15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vergleicher (13) an einem dritten Eingang zur Berücksichtigung der Temperaturabhängigkeit der Gasungsspannung der Akkumulator-Batterie (2) ein zusätzlicher Spannungssollwert (U*) zugeführt ist, der von einem an der Akkumulator-Batterie (2) angebrachten Temperaturfühler (17) abgeleitet ist.

16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (17) ein Heißleiter ist.

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17= Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gleichspannungs-Bordnetz (4, 5) und der Akkumulator-Batterie (2) eine Strombegrenzungsschaltung (20 bis 23) angeordnet ist.

18„ Schaltungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Strombegrenzungsschaltung ein Stromregler mit Zweipunktverhalten vorgesehen ist.

19° Schaltungsanordnung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet₉ daß die Strombegrenzungsschaltung einen Grenzwertmelder (20), dem einerseits der Istwert (I) des Ladestroms und andererseits ein vorgegebener Grenzwert (X ) zugeführt sind, und ein im Ladestromweg angeordnetes steuerbares Schaltglied (23), dessen Steuereingang vom Ausgang des Grenzwertgebers (20) beaufschlagt ist, umfaßt .

2Oo Schaltungsanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß als steuerbares Schaltglied (23) ein steuerbares Halbleiterventil vorgesehen ist, dessen Steuerelektrode mit dem Ausgang des Grenzwertgebers (20) verbunden ist,

21. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungsschaltung mit einem Sperreingang zum Sperren des Ladestroms versehen ist, dem eine Vergleichsschaltung vorgeschaltet ist, die dann, wenn die Ladespannung (U) über dem zulässigen Sollwert (TJ* - U*) liegt, ein Sperrsignal abgibt.

22o Schaltungsanordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung der Vergleicher (13) des Spannungsreglers (12) ist.

23. Schaltungsanordnung, nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung über ein unge-

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steuertes Sperrventil (19) mit dem Sperreingang der Strombegrenzungsschaltung verbunden ist.

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