DE2459904A1

DE2459904A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR CHARGING A VEHICLE BATTERY

Info

Publication number: DE2459904A1
Application number: DE19742459904
Authority: DE
Inventors: Udo Dipl Ing Lob
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-12-18
Filing date: 1974-12-18
Publication date: 1976-07-01
Also published as: FR2295606A1; IT1051043B

Description

SIEMENSAKTIBNGESELLSCHAFT München, den 18. DEZ. 1974SIEMENSAKTIBNGESELLSCHAFT Munich, DEC 18. 1974

Berlin und München Wittelsbacherplatz 2Berlin and Munich Wittelsbacherplatz 2

74/120774/1207

Circuit arrangement for charging a vehicle battery

Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Aufladen einer Fahrzeugbatterie, mit einem Dreiphasen-Generator und einer Dreiphasen-Gleichrichterbrücke, sowie mit einer eine Kontrollampe und wenigstens eine mit einer der Ausgangsklemmen des Generators verbundene Diode aufweisenden Vergleichsanordnung zum Vergleich der Generatorausgangsspannung mit der Batteriespannung.The present application relates to a circuit arrangement for charging a vehicle battery, with a three-phase generator and a three-phase rectifier bridge, as well as with a control lamp and at least one diode connected to one of the output terminals of the generator Comparison arrangement for comparing the generator output voltage with the battery voltage.

Eine solche Schaltungsanordnung ist bereits beschrieben worden. Sie ist in Fig. 1 dargestellt. Mit den Ausgangsklemmen , eines Dreiphasen-Generators 1_ sind die Wechselstromanschlüsse einer Dreiphasen-Gleichrichterbrücke 2 verbunden, deren Gleichstromausgängen eine zu ladende Batterie 3 parallel geschaltet ist. Beim Stillstand des Fahrzeugs gibt der Generator 1 keine Spannung ab, und die Batterie 3 wird nicht geladen. Zur Inbetriebnahme des Fahrzeugs wird ein Schalter 4, der Zündschalter, geschlossen, so daß von der Batterie 3 über den Schalter 4 und eine Kontrollampe 5 ein Strom zur Erregerwicklung 6 des Dreiphasen-Generators 1 fließen kann. Hierbei leuchtet die Kontrollampe 5 auf. Beim Anlassen des Fahrzeugs gibt der Generator 1 eine Spannung ab, die von der Drehzahl und der Höhe des durch die Erregerwicklung 6 fließenden Stroms bestimmt ist. -Such a circuit arrangement has already been described. It is shown in FIG. 1. With the output terminals, of a three-phase generator 1_ are the AC connections a three-phase rectifier bridge 2, the DC outputs of which are connected in parallel to a battery 3 to be charged is. When the vehicle is stationary, the generator 1 does not emit any voltage and the battery 3 is not charged. To start up the vehicle, a switch 4, the ignition switch, is closed so that from the battery 3 via the Switch 4 and a control lamp 5, a current to the excitation winding 6 of the three-phase generator 1 can flow. Here the control lamp 5 lights up. When the vehicle is started, the generator 1 emits a voltage that depends on the speed and the level of the current flowing through the excitation winding 6 is determined. -

Das Laden der Batterie muß angezeigt werden. Dies wird durch eine Vergleichsanordnung erreicht, die aus einem Diodensatz 8The charging of the battery must be indicated. This is going through a comparison arrangement is achieved, which consists of a diode set 8

VPA 9/110/4085 - 2 -VPA 9/110/4085 - 2 -

Hab/DxHab / Dx

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in Verbindung mit der Kontrollampe 5 besteht. Der Diodensatz weist drei anodenseitig zusammengeschaltete Dioden auf, von denen kathodenseitig je eine mit einer der Ausgangsklemmen des Generators 1 verbunden ist. Anodenseitig ist der Diodensatz mit einem Anschluß der Erregerwicklung 6, einem Anschluß der Kontrollampe 5 und einem Anschluß eines Reglers 7 verbunden. Mit wachsender Drehzahl des Generators 1_ wächst auch seine Spannung an, und durch den Diodensatz 8 fließt ein immer höherer Strom, der zur Speisung der Erregerwicklung 6 verwendet wird. Als Bezugsgröße für den Regler dient die Generatorspannung. Wird die Ausgangsspannung des Generators etwa so groß wie die Spannung der Batterie 3» so erlischt die Kontrollampe, da an beiden Anschlüssen der Kontrollampe 5 das Potential etwa gleich hoch ist.in connection with the control lamp 5. The diode set has three diodes connected together on the anode side, one of which on the cathode side is connected to one of the output terminals of the Generator 1 is connected. On the anode side is the diode set with one connection of the excitation winding 6, one connection of the Control lamp 5 and a connection of a controller 7 connected. As the speed of the generator 1_ increases, so does his The voltage is applied, and an ever higher current flows through the set of diodes 8 and is used to feed the excitation winding 6 will. The generator voltage is used as a reference variable for the controller. The output voltage of the generator will be about as high like the voltage of the battery 3 », the control lamp goes out, since the potential at both connections of the control lamp 5 is approximately is the same.

In diesem Zustand wird der durch die Erregerwicklung 6 fließende Erregerstrom ausschließlich vom Diodensatz 8 geliefert. Dessen Dioden müssen daher für den Erregerstrom, das heißt für einige Ampere, ausgelegt sein. Hierbei ergibt sich hauptsächlich das Problem, die in den Dioden des Diodensatzes 8 in Wärme umgesetzte Verlustleistung wirksam abzuführen.In this state, the excitation current flowing through the excitation winding 6 is supplied exclusively by the diode set 8. Its diodes must therefore be designed for the excitation current, that is, for a few amperes. This mainly results the problem of effectively dissipating the power loss converted into heat in the diodes of the diode set 8.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der beschriebenen Art so weiterzubilden, daß die Dioden der Vergleichsanordnung für wesentlich kleinere Leistungen, als es dem Erregerstrom entspricht, ausgeführt werden können.The present invention is based on the object of developing a circuit arrangement of the type described so that that the diodes of the comparison arrangement are designed for significantly lower powers than the excitation current corresponds to can be.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Kontrollampe ein Transistor liegt, daß die Steuerstrecke des Transistors mit der Diode beziehungsweise den Dioden in Reihe geschaltet ist und daß die Steuerstrecke des Transistors der Batterie über einen Widerstand parallelgeschaltet ist.The invention is characterized in that in series with the control lamp there is a transistor that the control path of the The transistor is connected in series with the diode or the diodes and that the control path of the transistor Battery is connected in parallel via a resistor.

VPA 9/110/4085 - 3 -VPA 9/110/4085 - 3 -

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Wenn nur zwischen einer der Ausgangsklemmen des Generators und der Steuerstrecke eine Diode liegt, empfiehlt es sich, dem Widerstand einen Glättungskondensator parallel zu schalten. Eine der Anzeige durch die Kontrollampe besser genügende Vergleichsspannung erhält man dann, wenn zwischen der Steuerstrecke und jedem der drei Ausgangsklemmen des Generators eine Diode liegt. In diesem Fall müssen die Dioden nur für einen. Strom ausgelegt sein, der ein Drittel des Steuerstroms des Transistors beträgt. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß kein Element der Vergleichsanordnung (Dioden, Transistor, Widerstand) vom Erregerstrom durchflossen ist.If there is only a diode between one of the output terminals of the generator and the control path, it is advisable to connect the resistor to connect a smoothing capacitor in parallel. A comparison voltage that better satisfies the indication by the control lamp is obtained when there is one between the control path and each of the three output terminals of the generator Diode lies. In this case the diodes only need for one. Be designed current that is one third of the control current of the Transistor is. The advantage of the arrangement according to the invention is that no element of the comparison arrangement (Diodes, transistors, resistors) the excitation current flows through.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Fig. 2 näher erläutert:The invention is based on an exemplary embodiment in conjunction explained in more detail with Fig. 2:

Teile mit gleicher Funktion wie in Fig. 1 sind mit gleichem Bezugszeichen versehen. Die Anordnung nach Fig. 2 weist gegenüber der nach Fig. 1 zusätzlich einen Transistor 10, einen Widerstand 11 und eventuell einen den Widerstand 11 überbrückenden Glättungskondensator 12 auf. Anstelle des Diodensatzes 8 (Fig. 1), dessen Dioden für den Erregerstrom bemessen sein müssen, weist die Anordnung nach Fig. 2 einen Diodensatz 9 auf, der lediglich den Steuerstrom für den Transistor 10 führen muß. Der Transistor liegt in Reihe mit der Kontrollampe 5» während die Steuerstrecke des Transistors 10 der Batterie 3 über den Widerstand 11 parallelgeschaltet ist. Die Dioden beziehungsweise eine dieser Dioden liegen in Reihe mit der Steuerstrecke, das heißt der Emitter-Basis-Strecke des Transistors, ^: Parts with the same function as in FIG. 1 are provided with the same reference symbols. The arrangement according to FIG. 2, compared to that according to FIG. 1, additionally has a transistor 10, a resistor 11 and possibly a smoothing capacitor 12 bridging the resistor 11. Instead of the diode set 8 (FIG. 1), the diodes of which must be dimensioned for the excitation current, the arrangement according to FIG. 2 has a diode set 9 which only has to carry the control current for the transistor 10. The transistor is in series with the control lamp 5 »while the control path of the transistor 10 of the battery 3 is connected in parallel via the resistor 11. The diodes or one of these diodes are in series with the control path, i.e. the emitter-base path of the transistor ^:

Zur Inbetriebnahme des Fahrzeugs wird, wie in Verbindung in Fig. 1 beschrieben, zunächst der Schalter 4 geschlossen. Dann fließt ein Strom von der Batterie 3 über den Schalter 4 und über den Widerstand 11 zur Emitter-Basis-Strecke des Transi-To start up the vehicle, as in connection in 1, the switch 4 is initially closed. Then a current flows from the battery 3 through the switch 4 and via the resistor 11 to the emitter-base path of the transit

VPA 9/110/4085 - 4 -VPA 9/110/4085 - 4 -

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stors 10 und schaltet diesen leitend. Der Kollektorstrom des Transistors 10 durchfließt die Kontrollampe 5 und bringt diese zum Aufleuchten. Mit dem Schließen des Schalters 4 wird auch die Erregerwicklung 6 vom Batteriestrom durchflossen.stors 10 and makes it conductive. The collector current of the The transistor 10 flows through the control lamp 5 and causes it to light up. With the closing of the switch 4 is also the excitation winding 6 flows through the battery current.

Mit steigender Drehzahl gibt der Generator eine immer höhere Spannung ab, wodurch das kathodenseitige Potential des Gleichrichtersatzes 9 niedriger wird. Der durch den Widerstand 11 fließende Strom wird dann mit steigender Ausgangsspannung des Generators statt zur Steuerstrecke des Transistors 10 über den Diodensatz 9 zum Generator 1_ abfließen. Wird die Generatorausgangsspannung etwa so groß wie die Batteriespannung, fließt der ganze Steuerstrom des Transistors durch den Diodensatz 9» und der Transistor 10 sperrt. Die Kontrollampe 5 erlöscht damit. Der Erregerstrom wird dann vollständig vom Generator 1 geliefert und von der Gleichrichterbrücke 2 gleichgerichtet.As the speed increases, the generator emits an ever higher voltage, which reduces the potential of the rectifier set on the cathode side 9 becomes lower. The current flowing through the resistor 11 then increases as the output voltage of the Generator instead of flowing to the control path of the transistor 10 via the diode set 9 to the generator 1_. Will the generator output voltage about as large as the battery voltage, the entire control current of the transistor flows through the diode set 9 » and the transistor 10 blocks. The control lamp 5 goes out. The excitation current is then completely supplied by generator 1 supplied and rectified by the rectifier bridge 2.

Die Dioden des Diodensatzes 9 führen nur den Steuerstrom des Transistors und können daher für eine sehr geringe Leistung ausgelegt werden. Bei einer Leistung der Kontrollampe 5 von zum Beispiel 2 Watt reicht eine Steuerleistung für den Transistor von 10 bis 20 mA aus. Die Dioden des Diodensatzes 9 führen dann einen Strom von etwa einem Drittel des Steuerstroms, das heißt zwischen 3 und 6 mA.The diodes of the diode set 9 only carry the control current of the transistor and can therefore be used for a very low power be interpreted. With a power of the control lamp 5 of, for example, 2 watts, a control power for the transistor is sufficient from 10 to 20 mA. The diodes of the diode set 9 then carry a current of about one third of the control current, that means between 3 and 6 mA.

Zwei der Dioden können eingespart werden, wenn dem Widerstand 11 ein Glättungskondensator 12 parallel geschaltet wird. Dieser hat nur den Zweck, ein Flackern der Kontrollampe zu verhindern. Two of the diodes can be saved if a smoothing capacitor 12 is connected in parallel with the resistor 11. This only has the purpose of preventing the control lamp from flickering.

Durch die geringe Leistung des Diodensatzes 9 sowie des Transistors spielen bei dieser Schaltungsanordnung KühlproblemeDue to the low power of the diode set 9 and the transistor play cooling problems with this circuit arrangement

VPA 9/110/4085 - 5 -VPA 9/110/4085 - 5 -

609827/0055609827/0055

keine Rolle. Die aus dem Diodensatz 9, dem Transistor 10 und dem Widerstand 11 bestehende Anordnung kann daher zum Beispiel in integrierter Technik oder in Dickschichttechnik hergestellt werden und beispielsweise in den Regler 7 mit einbezogen werden. not matter. The from the diode set 9, the transistor 10 and The arrangement existing in the resistor 11 can therefore be produced, for example, using integrated technology or using thick-film technology and are included in the controller 7, for example.

5 Patentansprüche
2 Figuren5 claims
2 figures

VPA 9/110/4085 - 6 -VPA 9/110/4085 - 6 -

6 0 9827/00556 0 9827/0055

Claims

1.Circuit arrangement for charging a vehicle battery, with a three-phase generator and a three-phase rectifier bridge, as well as with a control lamp and at least one with one of the output terminals of the generator connected diode having comparison arrangement for comparing the generator output voltage with the battery voltage, characterized in that in series with the control lamp (5) a transistor (10) lies that the control path of the transistor (10) is connected in series with the diode or the diodes (9) and that the control path of the transistor (10) is connected in parallel to the battery via a resistor.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that only between one of the Output terminals of the generator (1_) and the control path of the transistor (10) is a diode and that the resistor (11) a smoothing capacitor (12) is connected in parallel.

3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized characterized in that the diode is designed for the control current of the transistor (10).

4. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that between the control path of the transistor (10) and the three output terminals of the generator (1_) each have a diode.

, VPA 9/110/4085 - 7 -

609827/0 055

5. Circuit arrangement according to claim 4, characterized characterized in that the diodes are each designed for about a third of the control current of the transistor are.

VPA 9/110/4085

60982 7/00 5

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