DE2511681A1

DE2511681A1 - Einrichtung zur anzeigdes ladezustandes einer batterie mit wechselnden belastungszustaenden

Info

Publication number: DE2511681A1
Application number: DE19752511681
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Ing Pecher
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1975-03-18
Filing date: 1975-03-18
Publication date: 1976-09-30

Description

Einrichtung zur Anzeige des Ladezustandes einer Batterie mit wechselnden Belastungszuständen.
Stand der Technik: Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Anzeige des Ladezustandes einer Batterie mit wechselnden Belastungszuständen, insbesondere für ein Sende/Empfanqsgerät.
Derartige Einrichtungen sind nicht nur für Sende/Empfangsgeräte, sondern allgemein für batteriebetriebene Geräte zweckmäßig, bei denen eine Anzeige des korrekten Arbeitens des Stromversorgungsteils wünschenswert ist, um die Grundvoraussetzung zum Betrieb des ganzen Geräts zu überprüfen.
So ist es z.B. aus der DT-AS 1 167 919 bekannt, beim Ladevorgang der Batterie deren Klemmenspannung an eine Zenerdiode anzulegen, die bei einer bestimmten Spannung leitend wird und so das Erreichen dieser Spannung anzeiat.
Aus der DT-AS 1 199 832 ist bekannt, zur Anzeige der von einer Batterie abgegebenen Mindestspannung entweder eine Glimmlampe oder einen rückgekoppelten Transistor-Oszillator zu verwenden, der nur innerhalb eines bestimmten Spannungsbereiches schwingt.
Diesen bekannten Einrichtungen ist gemeinsam, daß die von der Batterie abgegebene Klemmenspannung direkt gemessen wird.
Mit der Betriebsdauer wächst der Innenwiderstand der Batterie, so daß die Klernrnenspamugmit der Betriebsdauer abnimmt.
Diese Spannungsentladekurve verläuft jedoch oft sehr flach bis zum Ende der Entladung, so daß das einmalige Erreichen einer durch das zu versorgende Gerät festgelegten Mindestk1emmenarssg kein eindeutiges Kriterium für den tatsächlichen Ladezustand der Batterie ist.
Aufgabe: Es ist daher Aufgahe der Erfindung, eine Einrichtung zur Anzeige des Kapazitätszustandes einer Batterie für ein Sende/ Empfangsgerät anzugeben, welche zuverlässiger als die bekannten Einrichtungen den Ladezustand der Batterie anzeigt.
Lösung: Die Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen angegebenen Mitteln gelöst.
Vorteile: Da der Ladezustand der Batterie auch eine Funktion der Umgebungstemperatur ist, ist die auf Spannungsdifferenzen ansprechende Anzeige von der Umgebungstemperatur weitgehend unabhängig.
3eschreibung: Die Erfindung wird nun anhand der Figuren beispielsweise näher erläutert.
Es zeigen: Fig.1 die der Erfindung zugrundeliegenden Scannungsentladekurven; Fig.2 das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung.
Fig.1 zeigt die Entladungskurve bei verschiedenen Betriebsarten des Sende/Empfangsgeräts, d.h. die Abhängigkeit der Klemmenspannung U der Batterie von der Betriebsdauer t. Wenn empfangen würde, so hätte die Entladekurve den mit UE bezeichneten Verlauf. Beim Senden wird der Batterie dagegen ein viel größerer Strom entnommen als beim Empfang, wodurch die Klemmenspannung vermindert ist. Wenn ununterbrochen cesendet T,irde, so hätte die Entladekurve den mit t;i bezeichneten Verlauf. Sie würde also sehr schnell abfallen. Da jedoch im Normalfall nicht dauernd, sondern intermittierend cesendet wird, so fällt die Klemmenspannung bein Senden nicht so weit ab, sondern hat je nach Sende/ Empfangsumschaltfrequenz einen oberhalb der mit i , bezeichneten Kurve liegenden Verlauf, der gestrichelt gezeichnet und mit US bezeichnet ist. Beim Wechselsprechbetrieb.
hat die Klemmenspannung der Batterie tatsächlich einen Verlauf, wie es die durchgezogene Kurve zeigt, mit Spannungsverminderungen beim Senden. Diese Differenz UE-Us der beim Empfang und Senden vorhandenen Klemmenspannung wird nun, wie die Figur 1 zeigt, mit steigender Betriebsdauer größer.
Wenn also diese Differenz UE-Us auf einen bestimmten Wert AU angewachsen ist, so läßt sich daraus das Kriterium ableiten, daß die Batterie nicht mehr den zum Betrieb erforderlichen Ladezustand hat, Der Vergleichswert AU ist dabei durch den zum Betrieb des Sende/Empfangsgerätes notwendigen minimalen Ladezustand der Batterie festgelegt.
Beim gezeigten Beispiel (Fig.1) ist die Batterie zur Zeit t0 so weit entladen, daß AU von UE-Us überschritten und somit ein einwandfreier Betrieb nicht mehr möglich ist.
Die Fig.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Anzeigeeinrichtung, die die Differenz der beim Senden und Empfang gegebenen Klemmenspannung auswertet. Der eine Pol der zu überwachenden Batterie 1 läßt sich über einen Schalter 2 mit dem Empfänger 3 verbinden. Der andere Pol ist geerdet.
über den Schalter 2 und einen Umschaltkontakt 4 ist die Batterie 1 an den Sender 5 anschaltbar. Im Betriebszustand ist dabei der Empfänger ständig mit der Batterie verbunden, d.h. der Schalter 2 ist ständig geschlossen. acecen wird der Sender 5 nur zum Senden an die Batterie angesckAossen, indem eine nicht gezeigte Sendetaste den Umschalter 4 in die Stellung waU bringt. Im Empfangszustand befindet sich der Umschaltkontakt in der gezeigten Stelluna b und die Klemmenspannung der Batterie 1 gelangt über einen Widerstand 6 an einen Speicherkondensator7 und an den einen Eingang eines Differenzverstärkers 8. Beim Senden (Stelluna "a" des Umschaltkontaktes 4) gelangt die dabei gegenüber dem Empfangszustand abgesunkene Klemmenspannung der Batterie 1 über einen Widerstand 9 an den anderen Eingang des Differenzverstärkers 8. Aus dieser Sende-Klemmenspannung U5 und der vorher vorhandenen Empfangs-Klemmenspannung UE, die am Speicherkondensator 7 auch noch besteht, nachdem er von der Batterie abgetrennt ist, bildet der Differenzverstärker 8 nun eine Spannung, die der auszuwertenden Differenz UE-Us proportional ist. Diese Spannung wird in einer Schwellwertstufe 10 mit einem an einem Widerstand 11 einzustellenden Schwellwert verglichen. Falls UE-Us die eingangs erwähnte kritische Differenz AU überschreitet, liefert die Schwellwertstufe 10 ein Ausgangssignal, das zum einen Eingang einer UND-Schaltung 12 gelangt. Damit die Differenz UE-Us nur während eines kurzen Zeitraumes unmittelbar nach der Umschaltung von "Empfang" auf "Senden" alsgewertet wird, erhält die UND-Schaltung 12 das zweite Eingangssignal von einer monostabilen Kippstufe 13-die Lber einen Widerstand 14 und den Umschaltkontakt 4 beim Übergang aus Senden" getriggert wird.
Wenn also während der durch die Kippstufe 13 festgelegten Zeit die geressene Spannungsdifferenz UE-Us den Wert AU überschreitet, liefert die UND-Schaltung 12 ein positives Ausgangssignal. Dieses wird dem S-Eingang eines P-Flipflops 15 zugeführt, dessen Ausgangssignal Q dann eine Anzeigeeinrichtung, beispielsweise eine Anzeigelampe 16 einschaltet und somit dem Benutzer den Entladezustand der Batterie mitteilt. Wenn wieder auf Empfang zurückgeschaltet wird, setzt ein über einen Schalter 17 und einen Widerstand 18 em R-Eingang des RS-Flipsflops 15 dieses wieder in die Ausgangslage zurück und schaltet damit die Anzeigeeinrichtung 16 wieder aus. Der Schalter 17 wird mit dem Loslassen der nicht gezeigten Sendetaste geschlossen, wenn der gleichfalls über die Senden taste gesteuerte Umschaltkontakt 4 von der Stellung a in die Stellung "b" gebracht wird.
@ anliegendes signal

Claims

Patentansprüche 1. Einrichtung zur Anzeige des Ladezustandes einer Batterie mit mit wechselnden Belastungszuständen, insbesondere für ein Sende/Empfangsgerät, dadurch gekennzeichnet, daß die im Sendezustand vorhandene Klemmenspannung (US) der Batterie mit der im Empfangszustand vorhandenen Klemmenspannung (UE) verglichen wird, daß zur Anzeige des Erschöpfungszustandes der Batterie dann eine Anzeigeeinrichtung (16) eingeschaltet wird, wenn die Differenz (UE-Us) zwischen der beim Empfang und der beim Senden vorhandenen Klemmenspannung einen charakteristischen Wert (AU) überschreitet.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Empfangszustand vorhandene Klemmenspannung (UE) für die Zeit des während der nachfolaenden Sendeperiode stattfindenden Spannungsvergleichs mit der im Sendezustand vorhandenen Klemmenspannung (US) in einem Speicherkondensator (7) gehalten wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (16) vom Zustand eines RS-Flipflops (15) cesteuert wird, das gesetzt wird, wenn während der durch eine monostabile Kippstufe (13) bestimmten Zeit die Differenz (U~-Us) der verglichenen Klemmenspannungen den charakteristischen Wert (AU) überschreitet.
4. @inrichtung nach Ansoruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die monostabile Kippstufe (13) mit Beginn jeder Sendeperi getrig@ert wird.