DE2556840A1 - DC power supply has two batteries switched in parallel with load - using two transistor switches and base-circuit turn-on switch - Google Patents

DC power supply has two batteries switched in parallel with load - using two transistor switches and base-circuit turn-on switch

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DE2556840A1 DE19752556840 DE2556840A DE2556840A1 DE 2556840 A1 DE2556840 A1 DE 2556840A1 DE 19752556840 DE19752556840 DE 19752556840 DE 2556840 A DE2556840 A DE 2556840A DE 2556840 A1 DE2556840 A1 DE 2556840A1
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Abstract

The direct current power supply consists of two batteries (1, 2) connected by one terminal to one end of the load (5) and each by its second terminal to the emitter of one of two series switching transistor (3, 4). The collectors of the switching transistors are connected to the load second terminal, and their bases are coupled over separate resistors (6, 7) to a switch (8). The switch connects the batteries first terminals to the base resistors, and thereby turns on the two switching transistor. The connection of two batteries in parallel to a load prevents their charging when two batteries of different charge state are used.

Description

Schaltungsanordnung Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für elektrische Energiequellen zur Parallelschaltung mehrerer Energiequellen mit einer Last. Circuit arrangement The invention relates to a circuit arrangement for electrical energy sources for parallel connection of several energy sources with a burden.

Insbesondere bezieht die vorliegende Erfindung sich auf eine Schaltungsanordnung für Energiequellen, um zu verhindern, daß Batterien aufgeladen werden.In particular, the present invention relates to a circuit arrangement for energy sources to prevent batteries from being charged.

Um die Kapazität einer elektrischen Energiequelle zu erhöhen, sind bisher parallel geschaltete Batterien als Energiequelle eingesetzt worden; tritt jedoch ein Unterschied in der elektromotorischen Kraft zwischen den Batterien auf, wie es beispielsweise dann der Fall ist, wenn eine neue und eine alte Batterie parallel zueinander geschaltet werden, so kann ein Aufladestrom von der Batterie mit der größeren elektromotorischen Kraft (nämlich der neuen Batterie) zu der Batterie mit der kleineren elektromotorischen Kraft (nämlich der alten Batterie) fließen; dadurch kann jedoch die aufgeladene Batterie beschädigt werden, so daß es zu Störungen und Schwierigkeiten kommen kann. Dies ist bisher dadurch verhindert worden, daß eine Diode mit jeder der Batterien verbunden wird, um die Rückströmung zu blockieren; bei einer Einrichtung, die Batterien als Energiequelle einsetzt, tritt jedoch der Nachteil auf, daß der Spannungsabfall in Durchlaßrichtung der Diode nicht vernachlässigbar ist; mit anderen Worten können die Spannungen der Batterien nicht mit ausreichendem Wirkungsgrad genutzt werden.To increase the capacity of an electrical energy source are Batteries connected in parallel have previously been used as an energy source; occurs however a difference in the electromotive force between the batteries, as is the case, for example, when a new and a old batteries are connected in parallel to each other, a charging current of the battery with the greater electromotive force (namely the new battery) to the battery with the smaller electromotive force (namely the old battery) flow; however, this can damage the charged battery, so that it can lead to disturbances and difficulties. This has hitherto been prevented by this have been that a diode is connected to each of the batteries to prevent the reverse flow to block; a facility that uses batteries as an energy source, however, there is the disadvantage that the voltage drop in the forward direction of the diode is not negligible; In other words, the voltages of the batteries cannot be used with sufficient efficiency.

Der Erfindung liegt deshalb unter anderem die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für elektrische Energiequellen zu schaffen, mit der die Spannungen von Batterien als Spannungsquelle sehr wirksam genutzt werden können.The invention is therefore, inter alia, the object of a To create circuitry for electrical energy sources with which the voltages batteries can be used very effectively as a voltage source.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der angegebenen Gattung gelöst durch Schalttransistoren zur Verbindung der Energiequellen mit der Last, wobei die Zahl der Schalttransistoren gleich der der Energiequellen ist, und wobei der Emitter eines jeden Schalttransistors mit einer Klemme jeweils einer Energiequelle und der Kollektor jedes Schalttransistors mit einer Klemme der Last verbunden sind.This task is performed with a circuit arrangement of the specified type solved by switching transistors to connect the energy sources to the load, where the number of switching transistors is equal to that of the energy sources, and where the emitter of each switching transistor with a terminal of one energy source and the collector of each switching transistor is connected to a terminal of the load.

Dabei können wenigstens zwei. Basiswiderstände vorgesehen werden, von denen ein Anschluß mit der Basis jeweils eines Schalttransistors verbunden ist, während der andere Anschluß mit dem Verbindungspunkt zwischen der anderen Klemme jeder Energiequelle und der anderen Klemme der Last gekoppelt ist. Weiterhin kann ein Schalter eingesetzt werden, um die Schalttransistoren in den leitenden Zustand zu bringen; dieser Schalter dient dazu, den Verbindungspunkt zwischen den Basen der Schalttransistoren mit dem Verbindungspunkt zwischen den anderen Klemmen der Energiequellen und der anderen Klemme der Last zu verbinden. Weiter kann ein Basiswiderstand vorgesehen werden, von dem ein Anschluß mit dem Verbindungspunkt zwischen den Basen der Schalttransistoren und der andere Anschluß mit dem Verbindungspunkt zwischen den anderen Klemmen der Energiequellen und der anderen Klemme-der Last gekoppelt sind.There can be at least two. Base resistors are provided, one terminal of which is connected to the base of a switching transistor, while the other Connection to the connection point between the the other terminal of each power source and the other terminal of the load. Furthermore, a switch can be used to turn the switching transistors into the bring conductive state; this switch is used to set the connection point between the bases of the switching transistors with the connection point between the other terminals the power sources and the other terminal of the load. Next can a Base resistance can be provided from which a connection to the connection point between the bases of the switching transistors and the other terminal with the connection point between the other terminals of the energy sources and the other terminal - the load are coupled.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Schaltungsanordnung für Energiequellen außerdem Gleichrichter auf, deren Zahl der der Schalttransistoren entspricht, um den Rückstrom zu diesen Transistoren zu blockieren. Die Gleichrichter sind zwischen die Basen der Schalttransistoren und den Verbindungspunkt zwischen den anderen Klemmen der Energiequellen und der anderen Klemme der Last gekoppelt.According to a further embodiment of the present invention, has the circuit arrangement for energy sources also includes rectifiers, their number that of the switching transistors corresponds to the return current to these transistors To block. The rectifiers are between the bases of the switching transistors and the connection point between the other terminals of the energy sources and the other Terminal of the load coupled.

Schließlich kann noch ein Basiswiderstand vorgesehen werden, von dem ein Anschluß mit jeder der Basen der Schalttransistoren durch jeden der Gleichrichter und der andere Anschluß mit dem Verbindungspunkt zwischen den anderen Klemmen der Energiequellen und der anderen Klemme der Last gekoppelt sind.Finally, a base resistor can be provided from which one connection to each of the bases of the switching transistors through each of the rectifiers and the other terminal with the connection point between the other terminals of the Energy sources and the other terminal of the load are coupled.

Die Erfindung schafft also eine Schaltungsanordnung für Energiequellen, um wenigstens zwei elektrische Energiequellen parallel zu einer Last zu schalten, bei der wenigstens zwei Schalttransistoren vorgesehen sind, um die Energiequellen mit der Last zu verbinden. Der Emitter eines jeden Schalttransistors ist mit jeweils einer Klemme einer Energiequelle verbunden, während der Kollektor jedes Schalttransistors mit einer Klemme der Last verbunden ist.The invention thus creates a circuit arrangement for energy sources, to connect at least two electrical energy sources in parallel to a load, in which at least two switching transistors are provided to the energy sources to connect to the load. The emitter of each switching transistor is with each connected to a terminal of an energy source while the collector each Switching transistor is connected to a terminal of the load.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert.The invention is illustrated below with the aid of exemplary embodiments Explained in more detail with reference to the accompanying schematic drawings.

Die Figuren 1 und 2 der Zeichnungen stellen Schaltungsanordnungen gemäß einer ersten bzw. zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.Figures 1 and 2 of the drawings illustrate circuit arrangements according to a first and second embodiment of the present invention.

In Figur 1 ist eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt; dabei bilden Batterien 1 und 2 eine elektrische Energiequelle; die Batterien 1 und 2 sind durch Schalttransistoren 3 und 4 parallel zueinander geschaltet. Die Emitter der Schalttransistoren 3 und 4 sind mit den positiven Klemmen der Batterien 1 bzw. 2 verbunden, während die Kollektoren dieser Transistoren jeweils mit den negativen Klemmen der Batterien verbunden sind, und zwar beide durch eine Last 5; die Basen der Transistoren sind jeweils mit einem Anschluß eines Basiswiderstandes 6 bzw. 7 verbunden. Die anderen Anschiüsse der Widerstände sind mit den negativen Klemmen der Batterien 1 und 2 gekoppelt, und zwar beide durch einen Hauptschalter 8.Referring to Figure 1, there is a first embodiment of the present invention shown; batteries 1 and 2 form an electrical energy source; the batteries 1 and 2 are connected in parallel to one another by switching transistors 3 and 4. the Emitters of the switching transistors 3 and 4 are connected to the positive terminals of the batteries 1 and 2 connected, while the collectors of these transistors each with the negative terminals of the batteries are connected, both through a load 5; the bases of the transistors are each connected to a terminal of a base resistor 6 or 7 connected. The other connections of the resistors are with the negative ones Terminals of batteries 1 and 2 coupled, both by a main switch 8th.

Wenn bei der oben beschriebenen Anordnung der Schalter 8 offen ist, sind die beiden Transistoren im nicht-leitenden Zustand, so daß der Last 5 kein Strom zugeführt wird.When the switch 8 is open in the arrangement described above, are the two transistors in the non-conductive state, so that the load 5 no Electricity is supplied.

Wird der Schalter 8 geschlossen, so werden die Transistoren 3 und 4 leitend, so daß ein Strom von den beiden Batterien 1 und 2 zu der Last 5 zugeführt werden kann.If the switch 8 is closed, the transistors 3 and 4 conductive, so that a current is supplied from the two batteries 1 and 2 to the load 5 can be.

Wenn dies geschieht, wird die Kollektor-Emitter-Sättigungskennlinie der Transistoren 3 und 4 ausgenutzt; dadurch wird der Spannungsabfall an den Transistoren 3 und 4 extrem klein, so daß die elektromotorischen Kräfte der Batterien wirksam an die Last angelegt werden können. Wenn eine Differenz zwischen den elektromotorischen Kräften der beiden Batterien auftritt, wenn also beispielsweise die Batterie 1 eine größere elektromotorische Kraft hat, dann wird der Fluß des Aufladestroms in die andere Batterie durch den Transistor 4 blockiert; wenn die Batterie 2 eine größere elektromotorische Kraft hat, dann wird der Fluß des Aufladestroms in die andere Batterie durch den Transistor 3 blockiert.When this happens it becomes the collector-emitter saturation characteristic the transistors 3 and 4 used; this will reduce the voltage drop across the transistors 3 and 4 extremely small, so that the electromotive forces of the batteries are effective can be applied to the load. If there is a difference between the electromotive Forces of the two batteries occurs, so if, for example, the battery 1 is a larger has electromotive force, then the flow of charging current will flow into the other Battery blocked by transistor 4; when the battery 2 has a larger electromotive Has power, then the flow of charging current into the other battery is through the Transistor 3 blocked.

Der Hauptschalter 8 kann durch zwei Schalter ersetzt werden, die sich gegenseitig sperren bzw. blockieren; dazu können beispielsweise zwei Schalter verwendet werden, von denen einer in Reihe mit der Batterie 1 und der andere in Reihe mit der Batterie 2 geschaltet sind. The main switch 8 can be replaced by two switches that block or block each other; for this purpose, for example, two switches used, one in series with battery 1 and the other in Are connected in series with the battery 2.

Als Alternative hierzu kann für den Hauptschalter 8 ein Schalter verwendet werden, der in Reihe mit der Last 5 geschaltet ist. In dem zuerst erwähnten Fall sind jedoch zwei Schalter erforderlich, während in dem zuletzt erwähnten Fall der Basisstrom sogar dann immer zu den Transistoren 3 und 4 fließen kann, wenn der Schalter offen ist. Deshalb stellen diese beiden alternativen Schaltungsanordnungen im Vergleich mit dem Hauptschalter nach dieser ersten Ausführungsform eine Verschlechterung dar. As an alternative to this, a switch can be used for the main switch 8 which is connected in series with the load 5 can be used. In the first mentioned In this case, however, two switches are required, while in the last-mentioned case the base current can always flow to the transistors 3 and 4 even when the Switch is open. Therefore, these two provide alternative circuit arrangements a deterioration as compared with the main switch according to this first embodiment represent.

Wenn bei der ersten, oben beschriebenen Ausführungsform der Unterschied in der elektromotorischen Kraft zwischen den beiden Batterien 1 und 2 größer als die Basis-Emitter-Spannung eines jeden Transistors 3, 4 ist, dann tritt bei diesen Transistoren Durchschlag bzw. Durchbruch auf. If in the first embodiment described above the difference in the electromotive force between the two batteries 1 and 2 is greater than the base-emitter voltage of each transistor 3, 4 then occurs at these Transistors breakdown or breakdown.

Um dies zu vermeiden, werden bei einer zweiten, in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Schutzdioden 10 Und 11 verwendet, die zwischen die Basis eines jeden Transistors 3, 4 und einen Basiswiderstand 9 geschaltet sind. Auch bei der zweiten Ausführungsform wird der Basiswiderstand 9 für beide Transistoren 3 und 4 gemeinsam eingesetzt. In den anderen Punkten entspricht diese Ausführungsform der ersten Ausführungsform genau in Aufbau und Funktionsweise. In order to avoid this, a second, shown in FIG Embodiment of the present invention uses protection diodes 10 and 11 that connected between the base of each transistor 3, 4 and a base resistor 9 are. In the second embodiment as well, the base resistance becomes 9 for both Transistors 3 and 4 used together. Corresponds to the other points these Embodiment of the first embodiment precisely in structure and mode of operation.

Wie sich der obigen Beschreibung ergibt, werden bei der vorliegenden Erfindung Transistoren zur Blockierung des Rückstroms bzw. Gegenstroms verwendet außerdem wird die Tatsache ausgenutzt, daß die Emitter-Kollektor-Spannungen dieser Transistoren während der Sättigung äußerst klein sind, was wiederum bedeutet, daß nur ein einfacher Aufbau erforderlich ist, um eine ausreichend effektive Nutzung der Spannungen der als Energiequelle dienenden Batterien zu erreichen.As is apparent from the above description, in the present Invention transistors used to block the reverse current or countercurrent in addition, the fact that the emitter-collector voltages of these Transistors are extremely small during saturation, which in turn means that only a simple structure is required to use it effectively the voltages of the batteries serving as the energy source.

PatentansprücheClaims

Claims (8)

Patentansprüche 1;1Schaltungsanordnung für elektrische Energiequellen zur Parallelschaltuny mehrerer Energiequellen mit einer Last, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h Schalttransistoren (3,4) zur Verbindung der Energiequellen (1,2) mit der Last (5), wobei die Zahl der Schalttransistoren (3,4) gleich der der Energiequellen (1,2) ist, und wobei der Emitter eines jeden Schalttransistors (3, 4) mit einer Klemme jeweils einer Energiequelle (1,2) und der Kollektor jedes Schalttransistors (3,4) mit einer Klemme der Last (5) verbunden sind. Claims 1; 1Circuit arrangement for electrical energy sources for parallel connection of several energy sources with one load, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h Switching transistors (3,4) for connecting the energy sources (1,2) with the load (5), the number of switching transistors (3,4) being equal to that of the energy sources (1,2), and wherein the emitter of each switching transistor (3, 4) with a Terminal each of an energy source (1,2) and the collector of each switching transistor (3, 4) are connected to a terminal of the load (5). 2. Schaltungsanordnung für Energiequellen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Basiswiderstände (6,7) für die Schalttransistoren (3,4), wobei die Zahl der Basiswiderstände (6,7) gleich der der Schalttransistoren (3,4) ist, und wobei ein Anschluß eines jeden Basiswiderstandes (6, 7) mit der Basis jeweils eines Schalttransistors (3,a) und der andere Anschluß mit dem Verbindungspunkt zwischen der anderen Klemme jeder Energiequelle (1,2) und der anderen Klemme der Last (5) gekoppelt ist.2. Circuit arrangement for energy sources according to claim 1, characterized through base resistors (6,7) for the switching transistors (3,4), the number of Base resistances (6,7) is equal to that of the switching transistors (3,4), and where a Connection of each base resistor (6, 7) to the base of a switching transistor (3, a) and the other terminal with the connection point between the other terminal each energy source (1,2) and the other terminal of the load (5) is coupled. 3. Schaltungsanordnung für Energiequellen nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Schalter (8), um die Schalttransistoren (3,4) in den leitenden Zustand zu bringen, wobei der Schalter (8) die anderen Anschlüsse aller Basiswiderstände (6,7) mit den anderen Anschlüssen aller Energiequellen (1,2) verbindet, wenn dar Schalter (8) geschlossen ist.3. Circuit arrangement for energy sources according to claim 2, characterized by a switch (8) to the switching transistors (3,4) in the conductive state to bring the switch (8) the other connections of all base resistors (6,7) connects to the other connections of all energy sources (1,2), if shown Switch (8) is closed. 4. Schaltungsanordnung für Energiequellen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Basiswiderstand (9), von dem ein Anschluß mit den Basen aller Schalttransistoren (3,4) und der andere Anschluß mit den anderen Klemmen der Energiequellen (1,2) verbunden sind.4. Circuit arrangement for energy sources according to one of the claims 1 to 3, characterized by a base resistor (9), one of which is connected to the bases of all switching transistors (3, 4) and the other connection with the others Terminals of the energy sources (1,2) are connected. 5. Schaltungsanordnung für Energiequellen nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Schalter (8), um die Schalttransistoren (3,4) in den leitenden Zustand zu bringen, wobei der Schalter (8) in geschlossenem Zustand den Basiswiderstand (9) zwischen die Basen der Schalttransistoren (3,4) und die anderen Klemmen der Energiequellen (1, 2) schaltet.5. Circuit arrangement for energy sources according to claim 4, characterized by a switch (8) to the switching transistors (3,4) in the conductive state to bring, the switch (8) in the closed state the base resistance (9) between the bases of the switching transistors (3,4) and the other terminals of the Energy sources (1, 2) switches. 6. Schaltungsanordnung für Energiequellen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Gleichrichter (wo,11), deren Zahl der der Schalttransistoren (3,4) entspricht, um den Gegenstrom zu den Schalttransistoren (3,4) zu blockieren, wobei jeder der Gleichrichter (wo,11) in Reihe mit der Basis des jeweiligen Schalttransistors (3,4) geschaltet ist.6. Circuit arrangement for energy sources according to one of the claims 1 to 5, characterized by rectifiers (wo, 11), the number of which is that of the switching transistors (3,4) to block the countercurrent to the switching transistors (3,4), each of the rectifiers (wo, 11) in series with the base of the respective switching transistor (3,4) is switched. 7. Schaltungsanordnung für Energiequellen nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Basiswiderstand (9), von dem ein Anschluß mit jeder der Basen durch jeden Gleichrichter (wo,11) und der andere Anschluß mit den anderen Klemmen aller Energiequellen (1,2) verbunden sind.7. Circuit arrangement for energy sources according to claim 6, characterized through a base resistor (9), one of which is connected to each of the bases each rectifier (wo, 11) and the other connection to the other terminals of all Energy sources (1,2) are connected. 8. Schaltungsanordnung für Energiequellen nach Anspruch gekennzeichnet durch einen Schalter (8), um die Schalttransistoren (3,4) in den leitenden Zustand zu bringen, wobei der Schalter in geschlossenem Zustand den Basiswiderstand (9) zwischen die Klemmen der Energiequellen (1,2) und die Gleichrichter (10,11) schaltet.8. Circuit arrangement for energy sources according to claim characterized by a switch (8) to the switching transistors (3,4) in the conductive state to bring, the switch in the closed state the base resistor (9) between the terminals of the energy sources (1,2) and the rectifiers (10,11). L e e r s e i t eL e r s e i t e
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