DE2831227A1

DE2831227A1 - Verfahren zum betrieb eines akkumulatorgespeisten quarzuhrwerkes mit angeschlossenem solargenerator

Info

Publication number: DE2831227A1
Application number: DE19782831227
Authority: DE
Inventors: Siegfried Mattes
Original assignee: VARTA Batterie AG
Current assignee: VARTA Batterie AG
Priority date: 1978-07-15
Filing date: 1978-07-15
Publication date: 1980-01-24

Description

Verfahren zum Betrieb eines akkumulatorgespeisten Quarzuhrwerkes mit
angeschlossenem Solargenerator Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines akkumulatorgespeisten quarzuhrwerkes mit angeschlossenem Solargenerator sowie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.
Der Stromverbrauch von quarzuhrwerken 1äRt sich in eine kontinuierlich zugeführte Grundlast und in eine in Intervallen benötigte Last, eine sogenannte Impulslast, aufteilen. So beträgt beispielsweise die Grundlast eines Tischuhrwerkesi 1,2 mAh/24 h, während die Impulslast bei 1,86 mAh/24 liegt. Dies entspricht einem Stromverbrauch von 3,06 mAh pro 24 h. Bei kontinuierlicher Belastung könnte das Uhrwerk mit einem Solargeneratorstrom von ca. 0,128 mA bei geringer Beleuchtungsstärke vollständig versorgt werden, ohne den Akkumulator zu entladen. In der Praxis kann der Solargenerator jedoch lediglich die Grundlast übernehmen, während die Impulslast dem Akkumulator entnommen wird. Dieser wird somit mit 1,86 mAh/24 h entladen. Der in den Impulapausen einem Akkumulator mit einer Kapazität von 90 mAh zugeführte Strom ist mit 0,078 mA jedoch so klein, daß er gerade noch die natürlichen Selbstentladeverluste des Akkumulators deckt. Der Akkumulator wird dann nicht mehr geladen. Abhilfe war bisher nur durch Vergrößerung des Solargenerators oder durch Verbesserung der Beleuchtungsverhältnisse möglich. Dies führt entweder zu einer Verteuerung des Gerätes oder zu einer Einschränkung der Benutzungsmöglichkeiten.
Aufgabe der Erfindung ist es, den vom Solargenerator erzeugten Strom zur Deckung der impulsartigen Belastung auszunutzen.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die vom Solargenerator erzeugte Energie wenigstens teilweise in einem Kondensator gespeichert wird und diesem impulsartig entnommen wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Uhrwerk über einen Vorschaltwiderstand an den Akkumulator angeschlossen; parallel zu Vorschaltwiderstand und Akkumulator ist ein Kondensator geschaltet, der mit einem Solargenerator verbunden ist.
Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung anhand der Figuren 1 und 2 näher erläutert. Figur 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Schaltungsanordnung, Figur 2 zeigt den Verlauf des Belastungsstromes über der Zeit.
Gemäß Figur 1 ist das Uhrwerk 1 mit seinen Klemmen 2 und 3 an eine Reihenschaltung aus Akkumulator 4 und Widerstand 5 angeschlossen.
Parallel zu dieser Reihenschaltung sind die Klemmen 2 und 3 mit einer aus Solargenerator 6, Rückstromsperrdiode 7 und Strombegrenzungswiderstand 8 bestehenden Reihenschaltung verbunden. Zu dieser Reihenschaltung ist Kondensator 9 parallelgeschaltet. Vorzugsweise wird ein Elektrolytkondensator eingesetzt, der wenigstens eine Kapazität von 10001um besitzt. Der Solargenerator besteht aus mehreren Zellen; in einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Solargenerator mit 7 bis 9 Zellen eingesetzt. Der Wert des Widerstandes 5 liegt zwischen 50 und 100SL.
Bei ausreichender Beleuchtung erzeugt Solargenerator 6 einen Strom, welcher über Diode 7 und Widerstand 8 Kondensator 9 sowie Verbraucher 1 zugeführt wird. Bei optimaler Beleuchtung wird zusätzlich Akkumulator 4 geladen. Wird die Beleuchtung zunehmend schwächer, übernimmt Akkumulator 4 einen Teil der Stromversorgung des Uhrwerkes. Gleichzeitig wird die vom Solargenerator 6 erzeugte Energie in Kondensator 9 wenigstens teilweise gespeichert. Sobald ein Belestungsimpule auftritt, wird Kondensator 9 bevorzugt entladen, da im Stramkreis des Akkumulstors 4 Vorwiderstand 5 angeordnet ist.
Die Schaltungsanordnung von Widerstand 5 und Kondensator 9 bewirkt somit die Zwischenspeicherung kleiner Ladeströme. Dies hat eine erhebliche Reduzierung der Belastungsspitze des Akkumulators zur Folge.
Gemäß Figur 2 liegt das Maximum des Belastungsimpulses bei 0,4 mA gegenüber einer bei Tischuhren üblichen Belastungsspitze von 2 mA.
Gemäß Figur 2 fällt nach ca. 100 msec der Entladestrom ab und nähert sich kontinuierlich dem Wert der Grundlast von ca. 0,05 mA. Diese Werte gelten für eine Tischuhr, die eine Nickel-Cadmium-Zelle mit einer mittleren Spannung von 1,25 Volt besitzt.
Die größte Verbesserung gegenüber den bisherigen Stromversorgungsgeräten ergibt sich bei einem Solargeneratorstrom bis etwa 0,4 mA, wie er häufig in geschlossenen Räumen auftritt. Ströme dieser Größenordnung erzielen bei einer Nickel-Cadmium-Knopfzelle eine oder nur eine außerordentlich geringe Ladung.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Betrieb eines akkumulatorgespeisten Quarzuhrwerkes mit angeschlossenem Solargenerator, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Solargenerator erzeugte Energie wenigstens teilweise in einem Kondensator gespeichert wird und diesem impulsartig entnommen wird.
2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Uhrwerk (1) über einen Vorschaltwiderstand (5) an den Akkumulator (4) angeschlossen ist, daß parallel zu Vorschaltwiderstand (5) und Akkumulator (4) ein Kondensator (9) geschaltet ist, der mit einem Solargenerator (6) verbunden ist.
3. Stromversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Solargenerator (6) mit einer Rückstromsperrdiode (7) und einem Begrenzungawiderstand (8) in Reihe geschaltet ist.