DE2502546A1

DE2502546A1 - Verfahren und vorrichtung zum automatischen aufladen von akkumulatoren

Info

Publication number: DE2502546A1
Application number: DE19752502546
Authority: DE
Inventors: Kurt Haerri
Original assignee: Gebrueder Zehnder AG
Current assignee: Zehnder Group AG
Priority date: 1974-11-08
Filing date: 1975-01-23
Publication date: 1976-05-13
Also published as: JPS5169149A; FR2290773A1; FR2290773B3; CH572288A5

Description

Dipl.-lng. H. Sauerland · Dr.-ing. R König · Dipf.-lng. K. Bergen Patentanwälte · 4doo Düsseldorf 30 ■ Cecilienallee 76 · Telefon -432732

22. Januar 1975 29 868 S .."■■'■

Gebrüder Zehnder AG, Radiatorenfabrik, Gränichen (Schweiz)

"Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Aufladen von Akkumulatoren"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur automatischen Aufladung von Akkumulatoren durch ein Ladegerät, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Für die Speisung netzunabhängiger Elektrogeräte werden Blei- oder Stahlakkumulatoren benutzt.

Diese Akkumulatoren müssen von Zeit zu Zeit entsprechend der verbrauchten Kapazität wieder aufgeladen werden.

Außerdem gibt es Akkumulatoren, welche über längere Zeit nicht gebraucht werden. Bei diesen Akkumulatoren tritt, bedingt durch den inneren Widerstand, trotzdem eine langsame, aber konstante Entladung ein. Dieser Verlust an Ladung durch Gebrauch des Akkumulators oder durch Selbstentladung wird dem Akkumulator wieder zugeführt, indem er unter·Zwischenschaltung eines Ladegerätes an das Stromnetz angeschlossen wird.

Dieses Aufladen soll für den Akkumulator möglichst schonend geschehen, d.h. der Ladestrom soll vor allem nur so lange fließen, bis der Akkumulator seine volle Kapazität wie-

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wieder erreicht hat. Fliesst der Ladestrom länger, so wird der Akkumulator überladen und verliert an Lebensdauer. Bekannte automatische Ladegeräte weisen zwei Betriebszustände auf, und zwar den Lade- und den Frischhaltebetrieb (Dauerladung mit einem Strom von etwa 10 mA). Dadurch wird die Wasserverdunstung beschleunigt, und die Säurekonzentration steigt über das zulässige Mass.

Andere Ladegeräte schalten den Ladestrom unabhängig vom Zustand des Akkumulators ab. Dadurch kann der Akkumulator überladen oder nicht voll aufgeladen werden.

Wird der Ladestrom vor Erreichen der vollen Kapazität z.B. durch eine mechanische oder elektrische Zeituhr ausgeschaltet, ist der Akkumulator im Verwendungszweck eingeschränkt· und verliert ebenfalls an Lebensdauer.

Zweck dieser Erfindung ist es, die vorstehend aufgeführten Nachteile zu beheben.

Es stellt sich somit die Aufgabe, ein Verfahren

zur automatischen Aufladung von Akkumulatoren durch ein Ladegerät zu schaffen, bei dem ein Ueberladen des Akkumulators vermieden und die Selbstentladung automatisch kompensiert wird.

Diese Aufgabe wird mit dem eingangs erwähnten Verfahren erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der aufzuladende Akkumulator vom Ladegerät weggeschaltet wird, wenn die Spannung des Akkumulators einen ersten Wert erreicht hat, und zugeschaltet wird, wenn die Spannung des Akkumulators einen zweiten Wert erreicht hat, der unterhalb des ersten Wertes liegt.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerteil ein Organ zur Erfassung der Akkumulatorspannung aufweist, das auf "den Steuerteil einwirkt, um das Schaltelement bei Erreichen des ersten Wertes der Akkumulatorspannung zu öffnen und bei Erreichen des zweiten Wertes zu schliessen.

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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des

Erfindungsgegenstandes anhand des beiliegenden Figurenblattes näher erläutert.

Die im Firgurenblatt aufgezeigte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Lade- und Steuerteil. .

Der Ladeteil ist in bekannter Weise aufgebaut .

und weist einen Netztransformator 2 auf, dem ein Gleichrichter¹ 3 nachgeschaltet ist. Ein Glättungskondensator t und ein Widerstand 5 zum Schutz gegen Ueberspannung sind über den Gleichrichter aus gang geschaltet. Als Schaltelement 6 ist ein Thyristor vorgesehen. Ein Netzschalter 1 und Anschlussklemmen 7 zum Anschliessen eines Akkumulators 8 sowie ein Amperemeter 9 vervollständigen den Ladeteil.

Der Steuerteil besteht aus einem Zündtransformator 12, einem Schwellenwertschalter 2 0 und einer Zenerdiode 18. Der Steuerteil ist durch eine Sicherung 11 abgesichert- Die Spannungsversorgung für den Steuerteil erfolgt vom Akkumulator 8.

Der Schwellenwertschalter ist eine bekannte Ausführung. Sie weist einen Unijunction-Transistor 13 auf, dessen Emitter an einen einstellbaren Spannungsteiler 14,15 angeschlossen ist und über einen Kondensator 17 am Minuspol der Spannungsversorgung liegt. Die Basis B₁ des Transistors ist mit einem verstellbaren Widerstand 16 verbunden.

Die Basis B ist an die eine Wicklung des

Zündtransformators 12 und der Emitter E ist an die Zenerdiode 18 angeschlossen.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise des Steuerteils beschrieben. Die Eingangsspannung U für den Unijunction-Transistor 11 wird mittels des Spannungsteilers 14,15 und die Zündspannung U wird mittels des Trimmers 16 eingestellt. \ ' ^Z . .-■-.■

Der Kondensator 17 wird über den Spannungs-

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teiler 14,15 aufgeladen. Erreicht die Eingangsspannung am Transistor 13 den Wert der Zündspannung des Transistors, so zündet der Transistor 13 und entlädt den Kondensator 17. Der Entladestrom macht den Transistor 13 voll leitend und erzeugt einen positiven Ausgangsimpuls, der dem Zündtransformator zugeführt wird. Der Zündtransformator 12 erzeugt die Zündimpulse, die über den Spannungsteiler 14,15 dem Zündstrom des Thyristors 6 angepasst werden und dem Gate des Thyristors 6 zugeführt werden. Nach dem Entladen des Kondensators 17 sperrt der Transistor 13 wieder, bis der Kondensator 17 über den Spannungsteiler 14,15 wieder aufgeladen ist, worauf eine neue Entladung erfolgt.

Zündet der Thyristor 6, so fliesst ein Ladestrom, der durch einen nicht dargestellten Widerstand oder Veränderung der Eingangsspannung dem jeweiligen Akkumulator angepasst wird. Ist die Kapazität des Akkumulators erreicht, wird das Laden automatisch unterbrochen. Erreicht die Span-, nung zwischen den Basiselektroden des Transistors 13 einen bestimmten Wert der eingesetzten Zenerdiode 11, bleiben die Zündimpulse aus, d.h. der kondensator 17 wird über die Zenerdiode 13 entladen, und der Thyristor 6 bleibt gesperrt. Fällt die Kapazität des Akkumulators wieder auf einen bestimmten Wert ab, so erfolgt eine Wiederzündung des Thyristors 6 in der vorstehend beschriebenen Weise.

Um Akkumulatoren ohne Restladung an der vor- · stehend beschriebenen Vorrichtung aufladen zu können, wird die Zündung des Thyristors 6 über eine Drucktaste 19 vorgenommen .

Es ist von Vorteil, wenn zwischen dem Emitter E des Unijunction-Transitor 13 und der Zenerdiode 18 eine oder mehrere .-Si-Dioden 21 geschaltet werden, um den Temperatürkoefizieriten der Durchlassspannung zu kompensieren.

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Der Vorteil bei der vorliegenden Vorrichtung

ist, dass beim Erreichen der Akkumulatorspannung die Aufladung des Akkumulators komplett unterbrochen wird, wogegen bei den herkömmlichen Geräten, im Gegensatz dazu weijter aufgeladen wird (sog. Schwebeladung).

Da die Aufladung bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung sofort wieder einsetzt, wenn die Akkumulatorspannung unter einen bestimmten Wert gesunken ist, bleibt der Akkumulator ohne die bei dauernder Aufladung auftretenden Nachteile (Beschädigung des Akkumulators, Wasserverlust) Immer geladen.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur automatischen Aufladung von Akkumulatoren durch eine Ladegerät, dadurch gekennzeichnet₃ dass der aufzuladende Akkumulator vom Ladegerät weggeschaltet wird, wenn die Spannung des Akkumulators (8) einen ersten Wert erreicht hat, und zugeschaltet wird, wenn die Spannung des Akkumulators (8) einen zweiten Wert erreicht hat, der unterhalb des ersten Wertes liegt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, bestehend aus einem Ladegerät mit einem Schaltelement zum Zu- und Abschalten des Ladegerätes vom aufzuladenden Akkumulator, und mit einem Steuerteil zum Betätigen des Schaltelementes_s dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerteil ein Organ (18) zur Erfassung der Akkumulatorspannung aufweist, das auf den Steuerteil einwirkt, um das Schaltelement bei Erreichen des ersten Wertes der Akkumulatorspannung zu öffnen und bei Erreichen des zweiten Wertes zu schliessen.

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3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch

gekennzeichnet, dass das Steuerteil einen Schwellenwertschalter (20) aufweist.

U. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwertschalter (20) einen Unijunction-Transistor (13) aufweist, dessen Emitter (E) mit einem einstellbaren Spannungsteiler (14,15) zum Einstellen der Eingangsspannung (Ue) und einem Kondensator (17) verbunden ist, dessen erste Basis (B₁ ) über einen verstellbaren ohmschen Widerstand (16) zum Einstellen der Zündspannung am Pluspol der Spannungsversorgung liegt, und dessen zweite Basis (B₀) über die Primärwicklung eines Zündtransformators (12) zur Erzeugung von Zündimpulsen am Minuspol■der Spannungsversorgung liegt.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Organ (18) eine Zenerdiode ist, die parallel zum Kondensator (17) zwischen dem Emitter (E) des. Unijunction-Transistors (13) und dem Minuspol der Spannungsversorgung geschaltet ist.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (6) ein Thyristor ist.'£"

7. Vorrichtung nach den Patentansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gate des Thryötors über die Sekundärwicklung des Zündtransformators am Pluspol der Spannungsversorgung liegt.

8.. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode des Thyristors (6) über eine Drucktaste (19) mit dem Gate verbindbar ist, um den Thyristor (6) direkt zu zünden.

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