DE2907155A1 - Stromversorgungseinrichtung mit solarbatterien - Google Patents

Description

Stromversorgungseinrichtung mit Solarbatterien

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromerzeugungs- und Stromversorgungseinrichtung für eine Kamera, die aufladbare Akkumulatoren als Sekundärbatterien aufweist, wobei der erforderliche Strom aus der EMK von Solarbatterien bzw. Solarzellen gewonnen wird.

Im allgemeinen dienen bei einer Kamera winzige Primärbatterien mit geringer Leistung, wie Silber-Batterien, Quecksilber-Batterien usw., als Stromquelle für die Belichtungs- bzw. Lichtmeßschaltung, die Steuerschaltung und dgl. Mit dem Abfallen der EMK werden dann Steuer- und Betriebsvorgänge der Kamera, wie die Verschlußauslösung und dgl., teilweise oder völlig unmöglich. Da die Elektronik auf dem Gebiet der Kameraherstellung in jüngster Zeit eine immer breitere Anwendung und Weiterentwicklung erfahren hat, besteht eine fortlaufende Tendenz zur Steigerung des Stromverbrauchs in den verschiedenen Schaltungsanordnungen einer Kamera. Aus

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- / - _r 3 9434

ι 29071Sb

diesem Grund fällt die EMK der verweiraeten Stromquelle oft abrupt ab, was zur Folge hat, daß die Kamera nicht mehr betriebsbereit ist. Diese Schwierigkeit kann natürlich durch Austausch der verbrauchten Batterie gegen eine neue Batterie überwunden werden, was jedoch erfordert, daß die photographierende Person ständig zumindest eine Ersatzbatterie mit sich führt, was einerseits aufwendig und andererseits ziemlich lästig ist.

Aus diesem Grunde ist bereits der Einbau von Solarzellen und aufladbare Sekundärbatterien darstellenden Akkumulatoren, wie z. B. Ni-Cd-Batterien, in eine Kamera vorgeschlagen worden, und zwar derart, daß die Sekundärbatterien ständig von dem durch die EMK der

■5 Solarzellen entstehenden Strom aufgeladen werden und diese Anordnung als Stromquelle für die elektrischen Schaltungsanordnungen der Kamera dienen kann. Auf diese Weise werden die Sekundärbatterien ständig von den Solarzellen aufgeladen, so daß im Vergleich mit

^^u dem lediglich auf der Verwendung von Primärbatterien

beruhenden Stromversorgungssystem eine beträchtlich lange Lebensdauer erzielbar ist. Allerdings beträgt die von einer Solarzelle erzeugte EMK auch im unbelasteten Zustand der Zelle lediglich 0,6 V. Zur Er- ° zielung einer ausreichenden Spannung zum Aufladen der Sekundärbatterie als Stromquelle für eine Kamera auf eine Spannung von z. B. 1,3 bis 6 V ist es daher erforderlich, eine gewisse Anzahl von Solarzellen

in Reihe zu schalten.
30

Bei einer herkömmlichen Kamera mit eingebauten Solarbatterien bzw. Solarzellen, wie sie in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt ist, lädt somit eine Anzahl von in Reihe geschalteten Solarzellen 1-, 1^, 1, ....

1 einen aufladbaren Akkumulator bzw. eine Sekundärn

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' batterie 4 über eine Gegenstrom-Sperrdiode 2 und einen Ladungsstrom-Begrenzungswiderstand 3 auf. Mit der Sekundärbatterie 4 ist die Steuerschaltung 6 der Kamera über einen Hauptschalter oder Stromversorgungsschalter 5 verbunden. Durch diese Reihenschaltung einer Anzahl von Solarzellen 1-, 1~, 1.. .... 1 läßt sich eine für die

Aufladung der Sekundärbatterie ausreichende photoelektrische EMK erhalten. Wenn eine Anzahl dieser Solarzellen 1-, 12' I3 ···· 1 in Reihe geschaltet ist, läßt sich '0 jedoch aufgrund der Eigenschaften von Solarzellen bereits bei Abschattung des einfallenden Lichtes bei lediglich einer einzigen Solarzelle kein Strom über die EMK der Solarzellen erhalten.

Zur Lösung dieses Problems ist bereits vorgeschlagen worden, eine Anzahl von Solarzellen in der in Fig. 2 veranschaulichten Weise miteinander zu verbinden. Hierbei sind z. B. 16 Solarzellen 1,1,, 1 ....1 in

3. D C ρ

vier Batteriegruppen unterteilt, die jeweils aus vier

in Reihe geschalteten Solarzellen bestehen, während die Batteriegruppen ihrerseits parallel geschaltet sind, so daß die gemeinsame bzw. zusammengefaßte Ausgangsspannung der Batteriegruppen die Sekundärbatterie 4 über die Gegenstrom-Sperrdiode 2 und den Ladungsstrom-

Begrenzungswiderstand 3 auflädt. Mit der Sekundärbatterie 4 ist wiederum die Steuerschaltung 6 der Kamera über den Haupt- bzw. Stromversorgungsschalter 5 verbunden. Auf diese Weise wird eine gewisse Anzahl von Solarzellen in mehrere Batteriegruppen unterteilt, die jeweils

aus mehreren in Reihe geschalteten Solarzellen bestehen, während die Batteriegruppen ihrerseits parallel geschaltet sind, so daß auch bei Abschattung des auf eine oder zwei Solarzellen fallenden Lichtes ein ausreichender Photostrom zur Aufladung der Sekundärbatterie erhalten werden kann. Bei einem solchen System, bei

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dem eine Anzahl von Solarbatterien in der vorstehend beschriebenen Weise geschaltet ist, kann jedoch nur bei starker Helligkeit ein ausreichender Photostrom erhalten werden, während dies bei geringer Helligkeit nicht möglich ist.

Darüber hinaus sind die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Solarzellen auf der Vorderseite des Kameragehäuses angebracht, so daß die Möglichkeit besteht, daß in Abhängigkeit von der Handhabung bzw. dem Halten der Kamera während des Photographierens mehrere Solarzellen in bezug auf das einfallende Licht verdeckt sind.

in Fig. 3 der Zeichnung bezeichnen die Bezugszahl 10 das Kameragehäuse, die Bezugszahl 11 das Gehäuse des Penta-Prismas und die Bezugszahl 12 das Objektiv, während mit den Bezugszahlen 13a und 13b Batterieeinheiten bezeichnet sind, die jeweils aus acht Solarzellen bestehen und auf beiden Seiten des Vorderteils des Kameragehäuses 10 angebracht sind. Die Bezugszahlen 14a und 14b bezeichnen die Hände der photographierenden Person während des Aufnahmevorgangs. Wie der Figur zu entnehmen ist, ist ein Teil der Solarbatterieeinheiten 13a und 13b durch die Hände der photographierenden Person abgeschattet bzw. verdeckt. Das heißt, das auf einige Solarzellen fallende Licht ist teilweise oder völlig abgeschattet. Bei einem System, bei dem eine Anzahl von Solarzellen in der in Fig. 1 dargestellten Form miteinander verbunden ist, wird daher in diesem Falle kein Photostrom erhalten, während bei einem System gemäß Fig. 2 kein ausreichender Photostrom erhalten werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Stromver-

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sorgungseinrichtung mit Solarzellen der vorstehend beschriebenen Art zur Vermeidung dieser Nachteile derart auszugestalten, daß durch Feststellung der EMK einer jeden Solarzelle ein Kurzschließen der Anschlüsse derjenigen Solarzellen ermöglicht wird, deren EMK unterhalb eines bestimmten vorgegebenen Wertes liegt.

Darüber hinaus soll die EMK der miteinander verbundenen Solarzellen zur Erzielung einer in Abhängigkeit von der EMK wahlweise erfolgenden Reihenschaltung oder Parallelschaltung der Solarzellen ermittelt werden.

Ferner soll durch Feststellung der EMK der Solarbatterien eine selektive Reihenschaltung oder Parallelschaltung einer Anzahl von Akkumulatoren als Sekundärbatterien in Abhängigkeit von der EMK der Solarbatterien ermöglicht werden.

Weiterhin soll eine Anzahl von Solarbatterien an verschiedenen Stellen der Kamera derart angeordnet werden, daß die Anzahl von Solarbatterien bzw. Solarzellen, bei der eine Abschattung des einfallenden Lichtes auftreten kann, möglichst klein gehalten wird.

" Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst.

Die erfindungsgemäße Stromversorgungseinrichtung mit Solarbatterien umfaßt somit eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Solarbatterien bzw. Solarzellen, einen Akkumulator, der von dem von den Solarbatterien bzw. Solarzellen gebildeten Photostrom aufladbar ist, und eine zwischen die Solarbatterien bzw. Solarzellen und den Akkumulator geschaltete Sperreinrichtung, die

das Fließen eines Rückstroms aus dem Akkumulator ver-

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hindert. Außerdem sind Schalteinrichtungen vorgesehen, die derart zwischen die beiden Anschlüsse einer jeden Solarzelle geschaltet sind, daß die beiden Anschlüsse der jeweiligen Solarzelle bei geöffneter Schalteinrichtung nicht kurzgeschlossen sind, während sie bei geschlossener Schalteinrichtung überbrückt sind. Darüber hinaus sind Vergleichereinrichtungen vorgesehen, die jeweils die Spannungswerte an beiden Anschlüssen einer jeder Solarzelle miteinander vergleichen. Die Vergleichereinrichtungen öffnen die jeweiligen Schalteinrichtungen, wenn die Differenz zwischen den Spannungswerten an den beiden Anschlüssen der jeweiligen Solarzelle über einem bestimmten, vorgegebenen Wert liegt, während die Schalteinrichtungen geschlossen werden, wenn die Differenz kleiner als der vorgegebene Wert ist.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigen:
25

Fig. 1 eine Ausführungsform einer üblichen Schaltungsanordnung der Stromversorgungseinrichtung einer Kamera mit

eingebauter Solarbatterie, 30

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform einer üblichen Schaltungsanordnung der Stromversorgungseinrichtung für eine

Kamera mit eingebauter Solarbatterie, 35

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Fig. 3 eine Frontansicht der Kamera zur Veranschaulichung der Anbringung der Solarbatterien gemäß den Fig. 1 und 2,

Fig. 4 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung einer Stromerzeugungs- und Stromversorgungseinrichtung für eine Kamera mit eingebauter Solarbatterie,
10

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform der Schaltungsanordnung für die Stromerzeugungsund Stromversorgungseinrichtung einer Kamera mit eingebauter Solarbatterie, 15

Fig. 6 eine dritte Ausführungsform der Schaltungsanordnung einer Stromerzeugungsund Stromversorgungseinrichtung für eine Kamera mit eingebauter Solarbatterie,

Fig. 7 eine vierte Ausführungsform der Schaltungsanordnung für die Stromerzeugungsund Stromversorgungseinrichtung einer Kamera mit eingebauter Solarbatterie,

Fig. 8 die Kennwerte der Solarbatterie gemäß Fig. 7,

Fig. 9 eine fünfte Ausführungsform der Schaltungsanordnung für die Stromerzeugungsund Stromversorgungseinrichtung einer Kamera mit eingebauter Solarbatterie,

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Fig. 10 die Schaltungsanordnung der Solarbatterie gemäß Fig. 9, wobei die Meßschaltung zur Umschaltung der Verbindungen gemeinsam mit der Lichtmeßschaltung, der Belichtungssteuerschaltung verwendet wird,

Fig. 11 eine sechste Ausführungsform der Schaltungsanordnung für die Stromerzeugungsund Stromversorgungseinrichtung einer Kamera mit eingebauter Solarbatterie,

Fig. 12 die Kennwerte der Solarbatterie gemäß Fig. 11,

Fig. 13 die Schaltungsanordnung der Solarbatterie gemäß Fig. 11, wobei die Meßschaltung zur Umschaltung der Verbindungen gemeinsam mit der Lichtineßschaltung der Beiich—

tungssteuerschaltung verwendet wird,

Fig. 14 eine siebte Ausführungsform der Schaltungsanordnung für die Stromerzeugungsund Stromversorgungseinrichtung einer 95

Kamera mit eingebauter Solarbatterie,

Fig. 15 eine Schaltungsanordnung/ bei der die Solarzellen gemäß Fig. 14 jeweils mit

der Vergleichs- und überbrückungsschal-

tung gemäß Fig. 4 versehen sind,

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' Fig. 16 eine achte Ausführungsform der Schaltungsanordnung für die Stromerzeugungsund Stromversorgungseinrichtung einer

Kamera mit eingebauter Solarbatterie, 5

Fig. 17 eine Schaltungsanordnung, bei der die Φ Solarzellen gemäß Fig. 16 jeweils mit

der Vergleichs- und überbrückungsschal-

tung gemäß Fig. 4 versehen sind,
10

Fig. 18 eine neunte Ausführungsform der Schaltungsanordnung für die Stromerzeugungsund Stromversorgungseinrichtung einer

Kamera mit eingebauter Solarbatterie, 15

Fig. 19 die Kennwerte der Solarbatterie gemäß Fig. 18,

Fig. 20 eine zehnte Ausführungsform der Schal- ^^w tungsanordnung für die Stromerzeugungs

und Stromversorgungseinrichtung einer Kamera mit eingebauter Solarbatterie,

Fig. 21 die Kennwerte der Solarbatterie gemäß Fig. 20,

Fig. 22 eine elfte Ausführungsform der Schaltungsanordnung für die Stromerzeugungsund Stromversorgungseinrichtung einer

Kamera mit eingebauter Solarbatterie,

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Fig. 23 ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung der Solarbatterie an einer Kamera für die jeweiligen Ausführungsformen der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, und

Fig. 24 ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Anordnung der Solarbatterie an einer Kamera für die jeweiligen Ausführungsformen der Schaltungsanordnung

gemäß der Erfindung.

Nachstehend wird zur Beschreibung der ersten Ausführungsform im einzelnen auf Fig. 4 eingegangen.

15

In Fig. 4 ist eine Schaltungsanordnung eines ersten Ausführungsbeispiels der mit Solarbatterien versehenen Stromerzeugungs- und Stromversorgungseinrichtung dargestellt, wobei mit der Bezugszahl 20 die Stromversorgungsschaltung und mit der Bezugszahl 3O eine Belichtungssteuerschaltung bezeichnet sind. In der Stromversorgungsschaltung 20 sind z. B. 18 Solarzellen 2I₁, 21₂ .... 21..,, miteinander in Reihe geschaltet und mit einer Sekundärbatterie, d. h. mit einem aufladbaren Akkumulator, über eine Gegenstrom-Sperrdiode 22 und einen Ladungsstrom-Begrenzungswiderstand 23 verbunden. Mit den Bezugszahlen 25.,, 252 ···· 25.„ sind Schalttransistoren bezeichnet, die jeweils mit beiden Anschlüssen einer jeweiligen Solarzelle 21., 21 _ .... 21 _{Λ o} über Dioden 26.., 26,, .... 26., _o verbunden

ζ Ίο Λ 2. Io

sind. Mit den Bezugszahlen 27.., 27- .... 27.. „

sind

Vergleicher bezeichnet, die jeweils mit einem ersten und einem zweiten Eingangsanschluß mit beiden Anschlüs-

21 „ .... 21 _{Λ o} ver-

sen einer jeweiligen Solarzelle 21.., 21 „

or

bunden sind. Die Ausgangsanschlüsse der Vergleicher

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27.., 27~ .... 27.g sind jeweils über Widerstände 28.., 28_ .... 28^ mit der Basis eines jeweiligen Transistors 25.., 25₂ .... 25_1R verbunden. Mit der Bezugszahl 29 ist ein Gleichspannungswandler bzw. Gleichumrichter bezeichnet, der die Spannung der Sekundärbatterie 24 aufwärts transformiert und den Vergleichern

27-, 27_ .... 27_1O zuführt.
\ ζ Io

Die Belichtungssteuerschaltung 30 besteht aus einer der Sekundärbatterie 2 4 über einen Hauptschalter bzw. Stromversorgungsschalter 31 parallel geschalteten Lichtmeßschaltung, einer Speicherschaltung und einer Zeitsteuerschaltung. Hierbei sind mit der Bezugszahl 32 eine Konstantspannungsschaltung, mit der Bezugszahl 33 ein Lichtmeßelement, wie eine Silicium-Photozelle, mit der Bezugszahl 34 ein Operationsverstärker, dessen Rückkopplungskreis eine logarithmische Signalkompressionsdiode 35 aufweist, mit der Bezugszahl 36 ein Speicherkondensator, mit der Bezugszahl 37 ein den Entladungskreis für den Speicherkondensator 36 bildender Transistor, mit der Bezugszahl 38 ein Speicherschalter, mit der Bezugszahl 39 ein Pufferoperationsverstärker, mit der Bezugszahl 40 ein sog. Signaldehnungstransistor, mit der Bezugszahl 41 ein Zeitsteuerkondensator, mit der Bezugszahl 42 ein Zählschalter, der mit Beginn der Bewegung des vorderen bzw. vorlaufenden Verschlußvorhanges geöffnet wird, und mit den Bezugszahlen 43 und 44 Spannungsteilerwiderstände bezeichnet. Der

Spannungsteilerwiderstand 44 ist hierbei ein Stellwiqn

derstand zur Einstellung einer photographischen Information, wie etwa der Filmempfindlichkeit. Die Bezugszahl 45 bezeichnet einen Vergleicher, die Bezugszahl

46 einen Schalttransistor, dem über einen Widerstand

47 das Ausgangssignal des Vergleichers 45 zugeführt

wird, und die Bezugszahl 48 einen Haltemagneten für

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• den hinteren Verschlußvorhang, dessen Stromzufuhr über den Transistor 46 gesteuert wird. Der Haltemagnet 48 weist einen Permanentmagneten auf. Wenn dem Haltemagneten 48 ein Strom zugeführt wird, wird der dann gebildete Magnetfluß von demjenigen des Permanentmagneten gelöscht und damit die Arretierung des hinteren Verschlußvorhanges freigegeben.

Die Bezugszahl· 49 bezeichnet einen mit dem Transistör 46 verbundenen Widerstand, während die Bezugszahl 50 einen mit dem Transistor 37 verbundenen Widerstand bezeichnet, über den das Ausgangssignal des Transistors 46 dem Transistor 37 zugeführt wird.

Die nachstehende Beschreibung bezieht sich auf einen Fall, bei dem 18 Solarzellen in Reihe geschaltet sind. Die Anzahl der verwendeten Solarzellen kann jedoch größer oder kleiner als 18 sein, d. h., es können 1 - η Solarzellen miteinander verbunden werden, wobei die gleiche Anzahl von Vergleichern, Transistoren usw. vorgesehen werden muß.

Nachstehend werden Punktion und Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnung im einzelnen erläutert. Den beiden Eingangsanschlussen der Vergleicher 27.., 27„ .... 27.. ο werden jeweils die der EMK

der Solarzellen 21.., 21₂ ²¹1 8 ^entsP^rechen<äen

Spannungsdifferenzen zugeführt. Solange diese Spannungsdifferenzen größer als ein bestimmter vorgegebener

Wert sind, weist das jeweilige Ausgangssignal der Vergleicher 27-, 27_ .... 27.J₈ einen niedrigen Wert auf und die Transistoren 25^ 25₂ .... 25₁₈ sperren. Ist dagegen die Spannungsdifferenz an den jeweiligen Eingangsanschlüssen der Vergleicher 27^, 27^ .... 27.„ kleiner als ein bestimmter vorgegebener Wert, weist das

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jeweilige Ausgangssignal der Vergleicher 27-, 27- .... 27..Q einen hohen Wert auf, so daß die Transistoren 25.,, 25~ .... 25.ο durchgeschaltet sind. Wenn daher aus einem beliebigen Grund das z. B. auf die Solarzelle 21₂ der Solarzellenanordnunq 2I₁, 21„... 21_1O fallende Licht stark verringert wird und die von der Solarzelle 21 ~ abgegebene EMK absinkt, wird die Differenz zwischen den Spannungen an den beiden Anschlüssen der Solarzelle 21 ~ annähernd Null, so daß das Ausgangssignal des Vergleichers 27~ einen hohen Wert annimmt. Der Transistor 25~ wird damit durchgeschaltet, so daß die Solarzelle 21_ über die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 25„ kurzgeschlossen wird, über den durchgeschalteten Transistor 25- fließt in diesem Falle dann ein auf der von den Solarzellen 2I₁, 21., .... 21_ia gebildeten EMK beruhender Strom, mit dem die Sekundärbatterie 24 geladen wird.

Dieser Vorgang tritt im Falle eines Absinkens der EMK auch bei jeder anderen Solarzelle 2I₁, 21₃ ....

21-_o auf, und zwar auch dann, wenn die EMK von einigen

der Solarzellen 21-, 21„ 21-_Q abfällt. Das heißt,

bei Abfall der EMK von einer oder mehreren der Solarzellen 21-, 21 „ .... 21-_o aufgrund einer Lichtabschat- ^ίΌ tung ο. dgl. werden beide Anschlüsse der betreffenden Solarzelle oder der jeweiligen Solarzellen, deren EMK abgefallen ist, überbrückt bzw. kurzgeschlossen. Solange die von den restlichen Solarzellen gebildete EMK zur Ladung der Sekundärbatterie 24 ausreicht, wird die

Sekundärbatterie 24 über die verbleibenden Solarzellen aufgeladen. Die Aufladung der Sekundärbatterie 2 4 mit dem von den Solarzellen 21-, 2I₂ .... 21-g abgegebenen photoelektrischen Strom erfolgt über die Gegenstrom-Sperrdiode 22 und den Ladungsstrom-Begren-

Zungswiderstand 23.

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Die an den Klemmen der aufzuladenden Sekundärbatterie 24 anstehende Spannung wird über den Hauptschalter bzw. Stromversorgungsschalter 31 der Belichtungssteuerschaltung 30 zugeführt. Bei geschlossenem Stromversorgungsschalter 31 gibt daher das Lichtmeßelement 32 ein der Helligkeit des zu photographierenden Objektes entsprechendes Ausgangssignal ab, während der Operationsverstärker 34 ein dem Logarithmus des Helligkeitswertes proportionales Helligkeitssignal bildet.

TO Dieses Helligkeitssignal wird als Spannungswert in dem Speicherkondensator 36 abgespeichert. In Verbindung mit dem Auslösevorgang der Kamera wird die Aufwärtsschwenkung des Spiegels eingeleitet und der Schalter 38 auf die Seite des Kontaktes b umgeschaltet. Somit fließt ein Strom durch den Transistor 40, der dem logarithmisch gedehnten Speicherwert des Kondensators 36 entspricht.

Wenn der vordere Verschlußvorhang nach dem Aufwärtsschwenken des Spiegels in Bewegung versetzt wird, 2" öffnet sich der Schalter 42, so daß der Kondensator 41 durch den über den Emitter und den Kollektor des Transistors 40 fließenden Strom aufgeladen wird. Bei Absinken der Klemmenspannung des Kondensators 41

unter den durch die Widerstände 43 und 44 gegebenen nc

Spannungsteilungswert geht das Ausgangssignal des Vergleichers 45 auf einen hohen Wert über, wodurch der Transistor 46 durchgeschaltet wird und den Haltemagneten 48 für den hinteren Verschlußvorhang erregt, so daß der hintere Verschlußvorhang zur Beendigung der Belich-

tung in Bewegung versetzt wird. Beim Durchschalten des Transistors 46 wird auch der Transistor 37 durchgeschaltet, was die Entladung des Kondensators 36 zur Folge hat.

Nachstehend wird eine zweite Ausführungsform der

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' Stromversorgungseinrichtung in Verbindung mit Fig. 5 näher beschrieben.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 5 ist eine Anzahl von z. B. 18 in Reihe geschalteten Solarzellen 2I₁, 21„ .... 21_1O in sechs, jeweils aus drei Solar-

\ Δ Io

zellen bestehende Solarbatteriegruppen unterteilt, wobei Schaltungen zum Vergleich der Ausgangssignale und zum Kurzschließen der Solarbatteriegruppen vorge-'O sehen sind. Die Bauelemente mit den gleichen Bezugszahlen wie in Fig. 4 entsprechen hierbei den bei der ersten Ausführungsform verwendeten Bauelementen, so daß sich ihre erneute Beschreibung erübrigt.

'5 Im einzelnen sind mit den Bezugszahlen 25a, 25b .... 25f Schalttransistoren bezeichnet, die jeweils mit einer aus drei Solarzellen 2I₁ bis 21 _, 21. bis 21,, 21 _, bis

I j 4 b /

21_g, 21₁₀ bis 21₁₂, 21₁₃ bis 21₁₅ bzw. 21 _lg bis 21₁₅

bestehenden Solarbatteriegruppe über Dioden 26a, on

26b .... 26f verbunden sind. Mit den Bezugszahlen 27a, 27b .... 27f sind Vergleicher bezeichnet, die jeweils mit einem ersten und einem zweiten Eingangsanschluß mit einer der aus jeweils drei Solarzellen 2I₁

bis 21,, 21. bis 21,, 21-, bis 21_Q, 21_1n bis 21_1O, nr o 4 ο / y ιu \ δ

21_1O bis 21_1C bzw. 2I₁, bis 21_1Q bestehenden Solar- \ 3 Ib Ib Ίο

batteriegruppen verbunden sind. Die Ausgangsanschlüsse der Vergleicher 27a, 27b .... 27f sind über Widerstände 28a, 28b .... 28f jeweils mit der Basis eines Transistors 25a, 25b .... 25f verbunden. 30

An den beiden Eingangsanschlüssen der jeweiligen Vergleicher 27a, 27b .... 27f liegt somit eine Spannungsdifferenz an, die der EMK der jeweiligen, aus den Solarzellen 2I₁ bis 21.,, 21. bis 21,, 21_ bis 21 , 2I₁ bis

T^ I Oft O-/ i" I v/

21_1O, 21_1O bis 21„_c oder 2I₁, bis 21_1O bestehenden IZ Io Ib Ib Io

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Solarbatteriegruppe entspricht. Solange die Spannungsdifferenz über einem bestimmten vorgegebenen Wert liegt, weist das Ausgangssignal eines jeden Vergleichers 27a, 27b .... 27f einen niedrigen Wert auf, so daß die jeweiligen Transistoren 25a, 25b, 25c .... 25f sperren. Ist dagegen die Spannungsdifferenz kleiner als ein bestimmter vorgegebener Wert, nimmt das Ausgangssignal eines jeden Vergleichers 27a, 27b .... 27f einen hohen Wert an, so daß die jeweiligen Transistoren 25a, 25b ....

25f durchgeschaltet werden. Wenn z. B. aus einem beliebigen Grund das auf die Solarzelle 21,- fallende Licht stark abgeschwächt wird und die EMK der Solarzelle 21,-dementsprechend abfällt, sinkt auch die Spannung zwischen den Anschlüssen der aus den Solarzellen 21. bis 21 _c bestehenden Solarbatteriegruppe ab, und zwar derart, daß das Ausgangssignal des Vergleichers 27b einen hohen Wert annimmt. Hierdurch wird der Transistor 25b durchgeschaltet, was zur Folge hat, daß die Solarzellen

21. bis 21 _r über die Emitter-Kollektor-Strecke des

4 6

Transistors 25b überbrückt bzw. kurzgeschlossen werden. Dementsprechend fließt der auf der EMK der restlichen Solarzellen 21. bis 21₃ und 21_? bis 21_1g beruhende Strom über den durchgeschalteten Transistor 25b, so daß die Sekundärbatterie 24 mit diesem Strom geladen werden kann. Der gleiche Vorgang erfolgt natürlich auch beim Absinken der EMK einer der anderen Solarzellen

21„ bis 21. bzw. 21- bis 21_1O. 14 6 1 ο

Wachstehend wird eine dritte Ausführungsform der ° Stromversorgungseinrichtung in Verbindung mit Fig. 6 näher beschrieben.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 6 sind z. B.

18 Solarzellen 21a, 21b .... 21r in sechs, jeweils

aus drei parallel geschalteten Solarzellen bestehende

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und miteinander in Reihe geschaltete Solarbatteriegruppen unterteilt, wobei Schaltungen zum Vergleich der Ausgangssignale der Solarbatteriegruppen und überbrückung bzw. Kurzschließen der Solarbatteriegruppen vorgesehen sind. Bauelemente mit den gleichen Bezugs,-zahlen wie bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 5 entsprechen den dort verwendeten Bauelementen,so daß sich ihre erneute Beschreibung erübrigt. Im einzelnen sind die Solarzellen 21a, 21b .... 21r in sechs, miteinander in Reihe geschaltete Solarbatteriegruppen 21a bis 21c, 21d bis 21f, 21g bis 21i, 21 j bis 211, 21m bis 21o und 21p bis 21r unterteilt, die jeweils aus drei parallel geschalteten Solarzellen bestehen. Diese Solarbatteriegruppen sind jeweils mit einem Transistor 25a, 25b ....

25f sowie mit einem Vergleicher 27a, 27b .... 27f verbunden .

Den beiden Eingangsanschlüssen der Vergleicher 2 7a, 27b .... 27f wird somit jeweils eine Spannungsdifferenz ^ζυ zugeführt, die der EMK der jeweiligen Solarbatteriegruppe 21a bis 21c, 21d bis 21f, 21g bis 21i, 21 j bis 211, 21m bis 21o bzw. 21p bis 21r entspricht. Solange diese Spannungsdifferenz größer als ein bestimmter vorgegebener Wert ist, weist das Ausgangssignal der Vergleicher 27a, 27b .... 27f einen niedrigen Wert auf, so daß die Transistoren 25a, 25b .... 25f sperren. Ist dagegen die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Eingangsanschlüssen der Vergleicher 27a, 27b .... 27f jeweils kleiner als ein bestimmter vorgegebener Wert,

so nimmt das Ausgangssignal der Vergleicher 27a, 27b ....27f einen hohen Wert an, wodurch die Transistoren 25a, 25b .... 25f durchgeschaltet werden. Wenn z. B. die von der Solarbatteriegruppe 21d bis 21f erzeugte EMK abfällt, weist das Ausgangssignal des Vergleichers

27b einen hohen Wert auf. Hierdurch wird der Transistor 25b durchgeschaltet, so daß die Solarbatteriegrup-

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pe 21d bis 21f über die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 25b überbrückt bzw. kurzgeschlossen ist. Dementsprechend fließt der auf der EMK der restlichen Solarbatteriengruppen 21a bis 21c und 21g bis 21r beruhende Strom über den durchgeschalteten Transistor 25b, so daß die Sekundärbatterie 24 mit diesem Strom geladen wird.

Nachstehend wird eine vierte Ausführungsform der Stromversorgungseinrichtung unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 näher beschrieben.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 7 sind z. B. eine aus 16 in Reihe geschalteten Solarzellen 21.., 21₂ .... 21 _fi bestehende Solarbatteriegruppe und eine ebenfalls aus 16 in Reihe geschalteten Solarzellen

21..-,, 21 _o .... 21 _,- bestehende weitere Solarbatterie-I / 1 ο 52.

gruppe über Schalter 51 und 52 in Reihe oder parallel geschaltet. Bauelemente mit den gleichen Bezugszahlen wie bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 entsprechen den dort verwendeten Bauelementen, so daß sieh ihre erneute Beschreibung erübrigt. Die 16 in Reihe geschalteten Solarzellen 21.., 21„ .... 21.., bilden eine erste Solarbatteriegruppe, während die 16 in Reihe geschalteten

■" Solarzellen 21^₇, 21.« .... 2I₃₂ eine zweite Solarbatteriegruppe bilden. Der Schalter 41 ist ein Umschalter, der zwischen den Kontakten a und b umschaltbar ist, während der Schalter 52 ein mit dem Umschalter 51 in Wirkverbindung stehender Schalter ist. Der Schalter

52 wird bei Verbindung des Umschalters 51 mit dem Kontakt a geöffnet, während er bei Verbindung des Umschalters 51 mit dem Kontakt b geschlossen wird. Die Bezugszahl 53 bezeichnet eine Zenerdiode zur Verhinderung einer Überladung, was insbesondere im Falle

der Verwendung einer Sekundärbatterie erforderlich ist.

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In Fig. 8 sind Kennlinien für verschiedene Beleuchtungsstärken sowie die Belastungs- bzw. Arbeitsgerade der Solarbatteriegruppen 2I₁ bis 21 _g und 21 bis 21^2 aufgetragen, wobei im Falle der Kennlinie A die Solarbatteriegruppen 21. bis 21 , und 21 ₇ bis 21_₂ bei einer Beleuchtungsstärke von 500 Lux in Reihe geschaltet sind, während im Falle der Kennlinie B eine Parallelschaltung der Solarbatteriegruppen bei einer Beleuchtungsstärke von 5O0 Lux vorliegt. In ähnlicher Weise bezieht sich die Kennlinie C auf den Fall der Reihenschaltung der Solarbatteriegruppen bei einer Beleuchtungsstärke von 10.000 Lux, während sich die Kurve D auf den Fall der Parallelschaltung der Solarbatteriegruppen bei einer Beleuchtungsstärke von 10.000 Lux bezieht. Im Falle einer Reihenschaltung bei einer Beleuchtungsstärke von 500 Lux wird somit die Kennlinie der gesamten Solarbatterieanordnung durch die Kennlinie A repräsentiert. Die Sekundärbatterie 24 wird hierbei mit einem Strom geladen, der dem Arbeitspunkt CP₁, d. h., dem Schnittpunkt der Kennlinie A mit der Belastungs- bzw. Arbeitsgeraden RL, entspricht. Mit VD ist hierbei die Klemmenspannung der Sekundärbatterie bezeichnet.

° Nachstehend wird näher auf den Ladungsstrom bei Parallelschaltung der Solarbatteriegruppen 2I₁ bis 21_1fi und 21₁₇ bis 21_._ bei einer Beleuchtungsstärke von 500 Lux eingegangen. Hierbei ist der Umschalter 51 mit der Kontaktseite b verbunden, während der

Schalter 52 geschlossen ist. Die Kennlinie der gesamten Solarbatterieanordnung entspricht in diesem Zustand der Kennlinie B. Das heißt, der Strom ist in diesem Falle doppelt so groß wie im Falle der Kennlinie A, während die Spannung im Vergleich zu der Kennlinie

A den halben Wert aufweist. Der Arbeitspunkt wird in

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diesem Falle durch den Schnittpunkt CP₂ der Arbeitsgeraden RL mit der Kennlinie B der Solarbatterieanordnung erhalten. Hierbei ist der Ladungsstrom kleiner als der Ladungsstrom bei dem vorher erhaltenen Arbeitspunkt CP₁, und zwar ist er in diesem Falle annähernd Null. Hieraus ist ersichtlich, daß bei geringer Helligkeit ein größerer Ladungsstrom bei Reihenschaltung der Solarbatteriegruppen 2I₁ bis 21 und 2I₁₇ bis 21_₂ als im Falle der Parallelschaltung der Solarbatteriegruppen erhalten werden kann.

Nachstehend sei nun der Ladungsstrom bei starker Helligkeit für Reihenschaltung und Parallelschaltung der Solarbatteriegruppen betrachtet. Die Kennlinie C repräsentiert die Kennlinie der Solarbatteriegruppen 2I₁ bis 21_1C und 21.,-, bis 21,_o im Falle ihrer Reihenschaltung bei einer Beleuchtungsstärke von 10.000 Lux. Der Arbeitspunkt ist hierbei der Punkt CP.,. Die Kennlinie D repräsentiert demgegenüber die Kennlinie der gesamten Solarbatterieanordnung im Falle der Parallelschaltung der beiden Solarbatteriegruppen bei einer Beleuchtungsstärke von 10.000 Lux, wobei der Arbeitspunkt durch den Punkt CP. gegeben ist.

wie dem Kennlinienfeld zu entnehmen ist, ist der Ladungsstrom bei starker Helligkeit im Falle der Parallelschaltung der Solarbatteriegruppen 21 - bis 21 und 21₁₇ bis 21_₂ größer als bei einer Reihenschaltung der Solarbatteriegruppen.

Demgegenüber ist der Ladungsstrom bei geringer Helligkeit im Falle einer Reihenschaltung sämtlicher Solarbatteriegruppen größer als bei einer Parallelschaltung der Solarbatteriegruppen.

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^ Bei geringer Helligkeit wird daher der Schalter 51 manuell mit dem Kontakt a verbunden und damit der Schalter 52 geöffnet, so daß die Solarbatteriegruppen

21₁ bis 21₁₆ und 21₁₇ bis 21 in Reihe geschaltet werden, während bei starker Helligkeit eine manuelle

Umschaltung des Schalters 51 auf den Kontakt b zum Schließen des Schalters 52 vorgenommen wird, so daß die Solarbatteriegruppen 2I₁ bis 21., und 2I₁- bis 21₃₂ parallel geschaltet werden.
10

Nachstehend wird eine fünfte Ausführungsform der Stromversorgungseinrichtung unter Bezugnahme auf Fig. 9 näher beschrieben.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 9 werden eine z. B. aus 16 in Reihe geschalteten Solarzellen 21..,

212 .... 21_1fi bestehende Solarbatteriegruppe und eine z. B. ebenfalls aus 16 in Reihe geschalteten Solarzellen 21...,, 21._o .... 21 _o~ bestehende weitere Solarbatte-

17 18 32

^ζυ riegruppe in Abhängigkeit von der Helligkeit automatisch in Reihe oder parallel geschaltet. Die verwendeten Bauelemente tragen hierbei die gleiche Bezeichnung wie bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 4 und 7, so daß

sich eine erneute Beschreibung erübrigt. Es bilden nc
^J somit 16 in Reihe geschaltete Solarzellen 2I₁, 21_? ....

2Lg eine erste Solarbatteriegruppe, während weitere 16 in Reihe geschaltete Solarzellen 21 ₇, 21_1R .... 21 __ eine zweite Solarbatteriegruppe bilden. Mit den Bezugszahlen 54, 55 und 56 sind Schalttransistoren bezeichnet,

die die beiden Solarbatteriegruppen in Reihe oder parallel schalten, während mit der Bezugszahl 57 eine Konstantspannungsschaltung, mit den Bezugszahlen 58 und 59 Spannungsteilerwiderstände, die die Ausgangsspannung der Konstantspannungsschaltung 57 unterteilen,

mit der Bezugszahl 60 ein Lichtmeßelement wie eine

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■ - ²⁵ - ^{B 9494} 23G7155

' Silicium-Photozelle, mit der Bezugszahl 61 ein Operationsverstärker, dessen Rückkopplungskreis eine logarithmische Signalkompressionsdiode 62 aufweist_#und mit der Bezugszahl 63 ein Vergleicher für den Vergleich des Ausgangssignals des Operationsverstärkers 61 mit der

durch die Spannungsteilerwiderstände 58 und 5 9 geteilten Spannung bezeichnet sind. Das Ausgangssignal des Vergleichers 63 wird hierbei über einen Widerstand 64 der jeweiligen Basis der Transistoren 55 und 56 sowie über '0 einen Inverter 65 und einen Widerstand 66 der Basis des Transistors 54 zugeführt.

Nachstehend wird näher auf Funktion und Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnung einge-'5 gangen, wobei zunächst der Fall des Vorliegens einer geringen Helligkeit betrachtet werden soll.

Da hierbei die auf das Lichtmeßelement 60 fallende

Lichtmenge gering ist, fällt das Ausgangssignal· des

Operationsverstärkers 61 nicht so stark ab und ist damit höher als die von den Spannungsteilerwiderständen 58 und 59 geteilte Spannung. Das Ausgangssignal des Vergleichers 63 weist daher einen niedrigen Wert auf, wodurch der Transistor 55 durchgeschaltet und der

Transistor 56 gesperrt werden. Außerdem wird das Ausgangssignal des Vergieichers 63 durch den Inverter 65 invertiert und dem Transistor 54 zugeführt, der dadurch in den Sperrzustand versetzt wird. Auf diese Weise werden die Solarbatteriegruppen 2I₁, 21„ ....

21.., und 2I₁-,, 21_1O .... 21 ~„ in Reihe geschaltet, Ib I / Io ο δ

so daß die Aufladung der Sekundärbatterie über in Reihe geschaltete Solarbatteriegruppen erfolgt.

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Im Falle starker Helligkeit fällt dagegen eine große Lichtmenge auf das Lichtmeßelement 60, so daß das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 61 beträchtlich abfällt und zwar unter die von den Spannungsteilerwiderständen 58 und 59 geteilte Spannung. Das Ausgangssignal des Vergleichers 6 3 weist daher einen hohen Wert auf, wodurch nunmehr der Transistor 55 gesperrt und der Transistor 56 durchgeschaltet werden. Darüber hinaus wird der Transistor 5 4 durch das von dem Inverter 65 invertierte Ausgangssignal· des Vergleichers 63 durchgeschaltet. In diesem Falle werden die Solarbatteriegruppen 2I₁, 21₂ .... 21_1g und 21₁₇, 21₁₈ .... 21T₂ somit parallel geschaltet, so daß die Sekundärbatterie über die parallel geschalteten Solarbatteriegruppen 2I₁, 21₂ .... 2L, und 21₁₇, 2I₁O .... 21-J₂ aufgeladen wird.

Bei geringer Helligkeit werden die Solarbatteriegruppen 2I₁, 21 _o 21., und 21..,, 21_1Q .... 21-._o

I /. Io I/ Io J <£

somit automatisch in Reihe geschaltet, so daß ein stärkerer Strom als bei Parallelschaltung erhalten werden kann, während bei starker Helligkeit eine automatische Parallelschaltung der Solarbatteriegruppen 2I₁, 21_ 2I₁, und 21₁₇, 21_1ß .... 21 „ erfolgt,

so daß nunmehr ein stärkerer Strom als im Falle der Reihenschaltung der Solarbatteriegruppen erhalten werden kann. Das heißt, bei jeder beliebigen Helligkeit kann eine wirksame Aufladung der Sekundärbatterie

durchgeführt werden.
30

Obwohl bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Lichtmeßschaltung der Belichtungssteuerschaltung 30 und die Meßschaltung zur Umschaltung der Solarbatterien getrennt vorgesehen sind, ist auch die Ver-

Wendung einer gemeinsamen Schaltungsanordnung in der

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in Fig. 10 dargestellten Weise möglich. Jedoch sind auch in diesem Falle die Spannungsteilerwiderstände 58 und 59, der Vergleicher 63 und der Inverter 65 erforderlich. Wie der Schaltungsanordnung gemäß Fig. zu entnehmen ist, wird die von der Konstantspannungsschaltung 32 abgegebene konstante Ausgangsspannung mittels der Spannungsteilerwiderstände 58 und 59 geteilt und mit dem Ausgangssignal des Operationsverstärkers 34 über den Vergleicher 63 verglichen, dessen Ausgangssignal wiederum über den Widerstand 64 den Transistoren 55 und 56 sowie über den Inverter 65 dem Transistor 54 zugeführt wird. Der Stromversorgungsschalter 31 ist hierbei derart angeordnet, daß er die Verbindung zu dem Pufferoperationsverstärker 39 und dem Vergleicher 45 unterbricht bzw. herstellt.

Nachstehend wird eine sechste Ausführungsform der Stromversorgungseinrichtung unter Bezugnahme auf die

Fig. 11 und 12 näher beschrieben. 20

Bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 11 wird eine z. B. aus 16 in Reihe geschalteten Solarzellen 21^, 21„ .... 21₁₆ bestehende Solarbatteriegruppe und eine z. B. ebenfalls aus 16 in Reihe geschalteten Solarzellen 21₁₇, 21^₈ .... 21.^ bestehende weitere Solarbatteriegruppe in Abhängigkeit von der Klemmenspannung der Sekundärbatterie 24 und der Umgebungshelligkeit automatisch in Reihe oder parallel geschaltet. Hierbei entsprechen die Bauelemente mit gleichen Bezugszahlen denjenigen in Fig. 9, so daß sich eine erneute Beschreibung erübrigt.

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Die Bezugszahlen 67 und 68 bezeichnen Spannungsteilerwiderstände zur Teilung der Klemmenspannung der Sekundärbatterie 24. Die Widerstandswerte der Widerstände 67 und 68 sind relativ hoch gewählt, während der Wert der geteilten Spannung derart gewählt ist, daß er ein wenig höher als die Spannung der Konstantspannungsschaltung 57 ist.

Außerdem sind das Lichtmeßelement 60 und die logarithmische Signalkompressionsdiode 62 im Vergleich zu der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 9 in Gegenrichtung geschaltet. Anders als bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 9 ist darüber hinaus der Ausgang des Vergleichers 63 über den Widerstand 66 mit der Basis des Transistors 54 und über den Inverter 65 mit der jeweiligen Basis der Transistoren 55 und 56 verbunden. Außerdem werden dem 'Vergleicher 63 das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 61 und die von den Spannungsteilerwiderständen 67 und 68 geteilte Spannung zugeführt. 20

In Fig. 12 sind die Kennlinien sowie die Arbeitsgeraden für die Solarbatteriegruppen 2I₁ bis 21.g und 21₁₇ bis 21₃₂ dargestellt, wobei die Klemmenspannung der Sekundärbatterie 24 verringert ist. Die Kenn-^J linien A, B, C und D gemäß Fig. 12 entsprechen denjenigen gemäß Fig. 8. Da jedoch die Klemmenspannung VD' der Sekundärbatterie 24 niedriger als die Klemmenspannung VD gemäß Fig. 8 ist, nimmt die Arbeitsgerade RL¹ eine im Vergleich zu Fig. 8 ein wenig mehr nach

links versetzte Lage ein.

Die Arbeitspunkte CPw CP₂, CP₃ und CP₄ nehmen hierbei die in Fig. 12 veranschaulichte Lage ein.

Wie der Figur zu entnehmen ist, kann sowohl bei einer

Beleuchtungsstärke von 500 Lux als auch bei einer Beleuchtungsstärke von 10.000 Lux ein größerer Strom

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erhalten werden, wenn die Solarbatteriegruppen 21-bis 21 ^g und 21₁₇ bis 21_₂ parallel geschaltet werden. Obwohl dies in der Zeichnung nicht veranschaulicht ist, läßt sich erkennen, daß sich bei einem unterhalb einer Beleuchtungsstärke von 500 Lux liegenden Punkt ein größerer Strom erhalten läßt, wenn die Solarbatteriegruppen in Reihe geschaltet sind.

Das heißt, wenn die Klemmenspannung der Sekundärbatterie 24 aufgrund eines entsprechenden Verbrauchs absinkt, sind Kompensationsmaßnahmen erforderlich, die darauf abzielen, den Helligkeitswert herabzusetzen, bei dem die Schaltung der Solarbatteriegruppen 21. bis 21₁, und 21₁₇ bis 21-.„ geändert werden muß.

Wenn dagegen die Klemmenspannung der Sekundärbatterie 24 aufgrund stärkerer Aufladung ansteigt, ist eine Anhebung des Helligkeitswertes erforderlich, bei dem die Schaltung der Solarbatteriegruppen geändert werden muß.

Bei einer geringen Helligkeit ist auch die auf das Lichtmeßelement 60 fallende Lichtmenge klein, so daß das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 61 keinen sehr hohen Wert aufweist. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 61 liegt daher unter der von den Spannungsteilerwiderständen 67 und 68 geteilten Spannung. Dementsprechend weist das Ausgangssignal des Vergleichers 63 einen hohen Wert auf, wodurch der Transistor 54 in den Sperrzustand versetzt wird. Außerdem wird das

Ausgangssignal des Vergleichers 63 von dem Inverter on

65 invertiert und den Transistoren 55 und 56 zugeführt, was zur Folge hat, daß der Transistor 55 durchgeschaltet wird, während der Transistor 56 sperrt. Die Solarbatteriegruppen 21.., 21₂ .... 21..g und 21..-, 21..Q .... 21_₂ sind damit in Reihe geschaltet, so daß die Auf-

ladung der Sekundärbatterie 24 über die in Reihe ge-

' schalteten Solarzellen 21., 21- .... 21^₂ erfolgt.

Bei starker Helligkeit fällt eine große Lichtmenge auf das Lichtmeßelement 60, wodurch das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 61 stark angehoben wird und damit höher als die von den Spannungsteilerwiderständen 67 und 68 geteilte Spannung wird. Das Ausgangssignal des Vergleichers 63 weist daher einen niedrigen Wert auf, wodurch der Transistor 54 durchgeschaltet wird.

TO Außerdem wird dieses Ausgangssignal des Vergleichers 63 wiederum von dem Inverter 65 invertiert und den Transistoren 55 und 56 zugeführt, wodurch nunmehr der Transistor 55 gesperrt und der Transistor 5 6 durchgeschaltet werden. Auf diese Weise werden die Solar-

^5 batteriegruppen 21_1# 21₂ .... 21₁₆ und 21.₇, 21₁₈ .... 2I₃₂ parallel geschaltet, so daß die Aufladung der Sekundärbatterie 24 nunmehr über die parallel geschalteten Solarbatteriegruppen 21.., 21 „ .... 21.,

und 21 -., 21_1R 21 ₀ erfolgt.

Bei geringer Helligkeit werden somit die Solarbatteriegrappen 2I₁ bis 21 _1f- und 2 1.. ₇ bis 21-,« automatisch in Reihe geschaltet, während im Falle starker Helligkeit automatisch eine Parallelschaltung der

Solarbatteriegruppen 21 ^ bis 21., und 21.-, bis 21 -,„ erfolgt. In Verbindung mit einem Abfallen der Klemmenspannung der Sekundärbatterie 24 fällt auch der durch die Spannungsteilerwiderstände 67 und 68 gebildete Spannungsteilungswert ab, so daß bei einer weiteren

Verringerung der Helligkeit das Ausgangssignal des Vergleichers 63 invertiert wird. Das heißt, in Verbindung mit dem Abfallen der Klemmenspannung der Sekundärbatterie 24 wird der Helligkeitswert, bei dem die Reihenschaltung der Solarbatteriegruppen 21. bis 21., und 21₁₇ bis 21_._ in eine Parallelschaltung umgewandelt

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wird, herabgesetzt. Bei einem Anstieg der Klemmenspannung der Sekundärbatterie 24 wird dagegen der Helligkeitswert, bei dem die Reihenschaltung der Solarbatteriegruppen 21. bis 21., und 21. ₇ bis 21 ^₂ i-ⁿ eine Parallelschaltung umgewandelt wird, erhöht.

Obwohl bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Lichtmeßschaltung der Belichtungssteuerschaltung 30 und die Meßschaltung zum Umschalten der Ver-

'0 bindung der Solarzellen bzw. Solarbatteriegruppen getrennt vorgesehen sind, ist auch die Verwendung einer gemeinsamen Schaltungsanordnung in der in Fig. 13 veranschaulichten Weise möglich. Allerdings sind auch in diesem Falle die Spannungsteilerwiderstände 67 und

' 68, der Vergleicher 63 und der Inverter 65 erforderlich.

Der Ausgangsspannungswert der Spannungsteilerwiderstände 67 und 68 wird mit dem Ausgangssignal des Operationsverstärkers 61 über den Vergleicher 63 verglichen,

dessen Ausgangssignal· über den Widerstand 66 dem Transistor 54 und über den Inverter 65 sowie den Widerstand 64 den Transistoren 55 und 5 6 zugeführt wird. Der Stromversorgungsschalter 31 ist derart angeordnet, daß er die Verbindung zu dem Pufferoperationsverstärker 39

und dem Vergleicher 45 unterbricht bzw. herstellt.

Nachstehend wird eine siebte Ausführungsform der Stromversorgungseinrichtung unter Bezugnahme auf Fig. 14 näher beschrieben.

Bei der Schaltungsanordnung· gemäß Fig. 14 werden eine z. B. aus 16 in Reihe geschalteten Solarzellen 21., 21 „ .... 21_1fi bestehende Solarbatteriegruppe und eine z. B. ebenfalls aus 16 in Reihe geschalteten Solarzellen 21.-,, 21._D .... 21_„ bestehende weitere

I / Io 3£

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Solarbatteriegruppe in Abhängigkeit von der EMK der Solarzellen automatisch in Reihe oder parallel geschaltet. Hierbei entsprechen die Bauelemente mit gleichen Bezugszahlen denjenigen gemäß Fig. 11, so daß sich ein erneutes Eingehen auf die identischen Bauelemente erübrigt.

Mit dem Vergleicher 63 sind der Spannungsteilerpunkt der Spannungsteilerwiderstände 67 und 68 sowie der Verbindungspunkt der Solarzellen 21₁₇ und 21.« verbunden. Dem Spannungsteilerwiderstand 67 ist eine aus einem Transistor 68 und einem Widerstand 69 bestehende Reihenschaltung parallel geschaltet, wobei ein Kondensator zwischen Basis und Emitter des Transistors 68 geschal-

'5 tet ist. Außerdem ist ein Widerstand 71 zwischen die Basis des Transistors 68 und den Vergleicher 63 geschaltet.

Bei geringer Helligkeit ist das Potential an dem ^κυ . Verbindungspunkt der Solarzellen 21 _ und 21 _.„ niedrig, und zwar niedriger als der von den Spannungsteiler-Widerständen 67 und 68 gebildete Spannungsteilungswert. Das Ausgangssignal des Vergleichers 63 nimmt daher einen hohen Wert an, wodurch der Transistor 54 in den Sperrzustand versetzt wird. Außerdem wird das Ausgangssignal des Vergleichers 63 von dem Inverter 65 invertiert und den Transistoren 55 und 56 zugeführt, was zur Folge hat, daß der Transistor 55 durchgeschaltet und der Transistor 56 gesperrt werden.

Hierdurch werden die Solarbatteriegruppen 21. bis 21₁₆ und 21 _ bis 2I₃₂ in Reihe geschaltet, so daß die Sekundärbatterie 24 über die in Reihe geschalteten Solarzellen 21. bis 21_₂ geladen wird.

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' Bei starker Helligkeit tritt an dem Verbindungspunkt der Solarzellen 21₁₇ und 21 „ ein hohes Potential auf, das über dem von den Spannungsteilerwiderständen 67 und 68 gebildeten Spannungsteilungswert liegt. Das Ausgangssignal des Vergleichers 63 nimmt daher einen niedrigen Wert an, wodurch der Transistor 54 durchgeschaltet wird. Da dieses Ausgangssignal des Vergleichers 63 durch den Inverter 65 invertiert und den Transi storen 55 und 5 6 zugeführt wird, wird der Transistor 'U 55 nunmehr gesperrt, während der Transistor 5 6 durchgeschaltet wird. Auf diese Weise werden die Solarbatteriegruppen 2I₁ bis 21 .. r- und 21.. -, bis 21 _~ parallel geschaltet, so daß die Sekundärbatterie 24 über die

parallel geschalteten Solarbatteriegruppen 2I₁ bis 21.., ic lib

^lv> und 21₁₇ bis 21 ^₂ aufgeladen wird.

Darüber hinaus dient der Transistor 68 zur Kompensation von Potentialänderungen an dem Verbindungspunkt der Solarzellen 21₁₇ und 21 ..„, die zum Zeitpunkt der

Umschaltung der Verbindungsart der Solarbatteriegruppen 2I₁ bis 21₁₆ und 21₁₇ bis 21 ₃~ auftreten. Wenn nämlich in Verbindung mit einer Änderung der Helligkeit von dem niedrigen zu dem hohen Wert eine Parallelschaltung der Solarbatteriegruppen 21-, bis 21 ,. g und 21..., bis 21__ erfolgt, steigt das Potential an dem Verbindungspunkt der Solarzellen 2L, und 21 ..g stark an. Zur Kompensation dieses Potentialanstiegs wird der Transistor 68 durchgeschaltet, und zwar mit einer von der durch den Kondensator 70 bestimmten Zeitkonstanten

gegebenen Verzögerung von dem Zeitpunkt an, bei dem das Ausgangssignal des Vergleichers 63 einen niedrigen Wert annimmt. Das Potential an dem Spannungsteilerpunkt, das das Standardpotential des Vergleichers darstellt, wird somit angehoben, so daß die Helligkeitsfeststellung auf dem gleichen Niveau erfolgen kann.

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auch wenn das Potential an dem Verbindungspunkt Änderungen erfährt.

Wenn dagegen die Helligkeit einen niedrigen Wert annimmt, werden die Solarbatterxegruppen in Reihe geschaltet, so daß das Potential an dem Verbindungspunkt der Solarzellen 21₁₇ und 21 _.„ abfällt und das Ausgangssignal des Vergleichers 63 einen hohen Wert aufweist, wodurch der Transistor 68 in den Sperrzustand versetzt wird und das Potential an dem Spannungsteilerpunkt abfällt.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 15 sind die Solarzellen 2I₁ bis 21_.- der Stromerzeugungs- und Strom •5 Versorgungsschaltung gemäß den Fig. 9, 10, 11, 13 und 14 darüber hinaus mit der Vergleichs- und Überbrückungs schaltung gemäß Fig. 4 versehen. Indem die Solarzellen 2I₁ bis 21 .,₂ mit den Transistoren 25. bis 25_~, den Dioden 26.. bis 26-,~, den Vergleichern 21 bis 27_„

^zu und den Widerständen 2B₁ bis 2 8_._? in der vorstehend beschriebenen Weise versehen werden, läßt sich auch bei Absinken der EMK einer oder mehrerer Solarzellen eine wirksame Aufladung der Sekundärbatterie 24 durch den

auf der EMK der restlichen Solarzellen beruhenden Strom nc

durchführen, da die beiden Anschlüsse von Solarzellen, deren EMK abgefallen ist, überbrückt bzw. kurzgeschlossen werden.

Nachstehend wird eine achte Ausführungsform der

Stromversorgungseinrichtung unter Bezugnahme auf Fig. 16 näher beschrieben.

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Bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 16 sind sechs Solarbatteriegruppen vorgesehen, die jeweils aus z. B. drei in Reihe geschalteten Solarzellen bestehen. Die Verbindung dieser sechs Solarbatteriegruppen wird in Abhängigkeit von der EMK der Solarbatterie schrittweise zwischen einer Gesamt-Reihenschaltung und einer Gesamt-Parallelschaltung umgeschaltet. Bei dieser Ausführungsform entsprechen die Bauelemente mit den gleichen Bezugszahlen wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 den dort verwendeten Bauelementen und werden dementsprechend nicht erneut beschrieben. In Fig. 16 bezeichnen die Bezugszahlen 21.. bis 2I₃, 21^ bis 21g, 2I₇ bis 21g, 21_l0 bis 21^₂, 21₁₃ bis 21₁₅ und 21_1g bis 21 ..ο jeweils eine Reihenschaltung aus drei Solarzellen, die Bezugszahlen T- bis T,- jeweils einen zwischen eine der Solarbatteriegruppen 2I₁ bis 21 , 21. bis 21,, 21_? bis 21_gf 21₁₀ bis 21₁₂, 21₁₃ bis 21₁₅ bzw. 21₁₆ bis 21₁₈ und den negativen Anschluß der Sekundärbatterie 24 geschalteten Schalttransistor, die Bezugszahlen T₁₁ bis T₁C Schalttransistoren, die die Verbindung zwischen den jeweils den oberen Spannungswert einer jeden Solarbatteriegruppe 2I₁ bis 21₃, 21₄ bis 21g, 21_? bis 2I₉, 21₁₀ bis 21₁₂, 21₁₃ bis 21₁₅ und 21₁₆ bis 21₁₈ führenden Anschlüssen herstellen, die Bezugszahlen T₃₁ und T₃₂ Schalttransistoren, die jeweils die obere und die untere Spannungsseite einer jeden Solarbatteriegruppe 21.. bis 21₃, 21₄ bis 21g, 21_? bis 21_g, 21₁₀ bis 21₁₂, 21₁₃ bis 21₁₅ und 21₁₆ bis 21_1g verbinden , die Bezugszahl T₃₁ einen Schalttransistor, der die Verbindung zwischen den

jeweils den oberen Spannungswert der Solarbatteriegruppen 2I₇ bis 21 g und 2I₁- bis 21..,- führenden Anschlüssen herstellt, die Bezugszahl T₃₂ einen Schalttransistor, der die Verbindung zwischen den jeweils den oberen Spannungswert der Solarbatteriegruppen 2I₁ bis 21_ und

21₇ bis 21g führenden Anschlüssen herstellt, und die

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Bezugszahlen 72 und 73, 74 und 75 sowie 76 und 77 jeweils Spannungsteilerwiderstände zur Unterteilung der an den beiden Klemmen der Sekundärbatterie 24 anstehenden Spannung. Die durch die Widerstände 72 und 73, 74 und 75 sowie 76 und 77 gebildeten Spannungsteilungswerte unterscheiden sich voneinander durch eine schrittweise vorgenommene Abstufung. Die Bezugszahlen 78, 79 und 80 bezeichnen Vergleicher, denen die an dem Verbindungspunkt der Solarzellen 21..g und 21^^ anstehende

Spannung sowie die von den Spannungsteilerwiderständen 72 und 73, 74 und 75 sowie 76 und 77 geteilten Spannungswerte zugeführt werden. Die Bezugszahl 81 bezeichnet ein ODER-Glied, dessen Ausgangssignal über einen Widerstand R-,., einem Transistor T-., zugeführt wird, während die Bezugszahl 82 ein ODER-Glied, dessen Ausgangssignal über Widerstände 31 und 33 den Transistoren T₃₁ und T₃₃ zugeführt wird, die Bezugszahlen 83 und 84 UND-Glieder, deren Ausgangssignale dem ODER-Glied 81 zugeführt werden, und die Bezugszahlen 85 und 86 UND-Glieder, deren Ausgangssignale dem ODER-Glied 82 zugeführt werden, bezeichnen. Die Ausgangssignale der Vergleicher 78 und 79 werden einmal dem UND-Glied 83 und zum anderen mit dem Ausgangssignal des Vergleichers 80 über jeweils zugeordnete Inverter 87, 88 und 89 dem UND-Glied 84 zugeführt. Außerdem

^zo werden die Ausgangssignaleder Vergleicher 78, 79 und 80 dem UND-Glied 85 zugeführt, während die Zuführung der Ausgangssignale der Vergleicher 79 und 80 darüber hinaus über Inverter 88 und 89 zu dem UND-Glied 86 erfolgt.

Das Ausgangssignal des Vergleichers 80 wird ferner über

einen Inverter 89 und Widerstände R₁₁/ R-19' ^Ri3' ^R14 und R der jeweiligen Basis der Transistoren T₁₁, T₁₉,

15
^T13' ^T14 ^bzw· ^T15 zugeführt. Darüber hinaus wird das Ausgangssignal des Vergleichers 80 über Widerstände R-, R_n, R_. und R„_c der jeweiligen Basis der Transistoren

oc D Δ I ZJ

T,, T₅, T₂₁ bzw. T₂₅ zugeführt. Das Ausgangssignal des Vergleichers 79 wird außerdem über Widerstände R₂, R ,

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» S₂₂ tunnd E„^ der jeweiligen Basis der Transistoren Ty, T., T„₂ bzw. T₂₄ zagefrährt. Die Bezragszahl 9© bezeichnet elm OTD-GlAeä, dessen Äuisgangssignal Sber Widerstände E_ rand R₂ _ den Transistoren T^ rand T- _ zuagefrahrt wird.

EAiagangsseitig werden dem UMD-Glied 9© das itasgangssignal des ¥er<gleichers 78 rand das Ausgangs signal eines EXCIL0SI¥-1IOJB.-Gliedes 91 zrageföhxt. Dem MXCHS&TW-MOM.-Glied 911 werden wiedenu» die Äesgangssignale der ¥ergleicher 79 rand SO ztagefrälart.

werden Fainktion mnd Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Scnaltmngsanordnwng naher er— lämtert.

^ ZMiuäcIhist sei aua£ den Fall des ¥iorliegens einer geringen Helligkeit eingegangen- In diesem Falle ist das Potential an dem ¥erbiaidimngspttiinkt der Solarzellen 21_1lg rand 2I₁.-, beträchtlich niedrig, innd zwar derart, dal es uasater den Spanniangsteiltangswerten der Spannangs-

^ teilerwiderstände 72 rand 73, 74 land 75 sowie 76 mund 77 liegt. Die Äiasgangssignale der ¥ergleicner 78, 79 mnd 8© weisen daher niedrige Werte auaf- Daeit ist arach das Aiasgangssignal des OHD-Gliedes 9O niedrig, so daß die Transistoren T₂^ bis T₂,- säetlicB dmrchgeschaltet werden, während die Transistoren T^ bis T,- sämtlich in den Sperrzuistamd versetzt werden. Darüber-hinaus wird das Änsgangssignai des ¥ergleichers BO von dem Inserter S9 invertiert end den Transistoren T₁ ^ bis T.. ^ zugeführt,

so daE die Transistoren T₁,- bis T^,,. sämtlich sperren. «an »τι π

Die Auisgangssignale der ¥ergleicher 78, 79 mnd 8O werden weiterhin von den !wertem 87, 88 rand 89 invertiert ttmd dem OEüD—Glied 84 zugeführt, dessen Äuisgangs— signal damit eajraen hohem Wert annimmt, wobei die Ämts-

gangssignale der ¥ergleicher 79 und 8_O auaßerdem von den 35

Imvertern 88 rand 89 invertiert rand dem OMD-Glled 86 zugeführt werden, dessen Äuisgangssignal damit ebenfalls

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B,494

einen hohen Wert annimmt:. Die Äusgangssignale der ODER-Glieder 81 und 82 gehen somit auf einen hohen Wert über, so daß die Transistoren T₃₁ bis T₃₃ sämtlich in den Sperrzustand versetzt werden. Damit sind sämtliche Solarbatteriegruppen 2I₁ bis 2I₃, 21 bis 21_β, 21_? bis 21 , 2I₁₀ bis 21₁₂, 21^₃ bis 2I₅ und 21₁₆ bis 21 _g in Reihe geschaltet, so daB die Sekundärbatterie 24 über eine Reihenschaltung der Solarzellen 21^ bis 21 _.„ aufgeladen wird.

Nunmehr soll der Fall einer ein wenig höheren Helligkeit betrachtet werden- Hierbei ist das Potential an dem Verbinelimgspunkt der Solarzellen 21_{1 fi} und 21₁₇ ein wenig niedrig, d. h., höher als der von den Spannungsteilerwiderstänöen 72 und 73 gebildete Spannungsteilungswert, jedoch niedriger als die von den Spannungsteiler-Widerständen 74 and 75 sowie 76 und 77 gebildeten Spannungstexlimgsweribe. Dementsprechend nimmt das Aus— gangssignal des Vergleichers 78 einen hohen Wert an, während die JJsisgangssxgnale der Vergleicher 79 und niedrige Werte aufweisen. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 9O weist daher einen hohen Wert auf, so daß der Transistor T, durchgeschaltet wird, während der Transistor T₂₃ in den Sperrzustand versetzt wird. Ferner werden die Transistoren T--, T₃₃, T . und T₃₅ durchgeschaltet, während die Transistoren T.., T„, T. und T₅ in den Sperrzustand versetzt werden. Das über den Inverter 89 invertierte Ausgangssignal des Vergleichers 8O liegt außerdem an den Transistoren T₁₁ bis T₁₅

an, was zur Folge hat, daß die Transistoren T₁₁ bis T₅ sämtlich in den Sperrzustand versetzt werden. Da das Ausgangssignal des Vergleichers 79 einen niedrigen Wiert aufweist, ist auch das Ausgangs signal des UND-Gliedes 83 niedrig, wobei auch das Ausgangssignal des

UND-Gliedes 84 niedrig ist, da das hohe Ausgangssignal des Vergleichers 78 von dem Inverter 87 invertiert und dem UND-Glied 84 zugeführt wird. Dies hat zur Folge,

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daß das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 81 niedrig ist. Außerdem werden die Ausgangssignale der Vergleicher 79 und 80 von den Invertern 88 und 89 invertiert und dem UND-Glied 86 zugeführt, so daß das Ausgangssignal des UND-Gliedes 86 und damit auch das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 82 einen hohen Wert aufweist. Hierdurch werden die Transistoren T-.. und T^₂ in den Sperrzustand versetzt, während der Transistor T-,.. durchgeschaltet wird. Die Solarbatteriegruppen 21. bis 2I₃, 21. bis 21, und 2I₇ bis 21 „ sowie die Solarbatteriegruppen 21..« bis 21.,., 21._ bis 21. _c und 21.^ bis 21._o sind somit jeweils

I ■£ I i Ij Ib Io

in Reihe geschaltet, wobei die drei in Reihe geschalteten Solarbatteriegruppen 21. bis 21» den drei in Reihe geschalteten Solarbatteriegruppen 21.„ bis 21 parallel geschaltet sind. Das heißt, die Aufladung der Sekundärbatterie 24 erfolgt über zwei einander parallel geschaltete Reihenschaltungen aus jeweils neun Solarzellen 21.

bis 21Q bzw. 21.» bis 21._Q.
y Tu Io

Nachstehend sei nun näher auf den Fall einer noch höheren Helligkeit eingegangen. Hierbei ist das Potential an dem Verbindungspunkt zwischen den Solarzellen 21., und 21.₇ noch höher, d. h., höher als die von den Spannungsteilerwiderständen 72 und 73 sowie 74 und 75 gebildeten Spannungsteilungswerte, jedoch niedriger als der von den Spannungsteilerwiderständen 76 und 77 gebildete Spannungsteilungswert. Die Ausgangssignale der Vergleicher 78 und 79 weisen daher einen hohen Wert auf, während das Ausgangssignal des Vergleichers 80 niedrig bleibt. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 90 weist einen niedrigen Wert auf, so daß die Transistoren T„._f T_?-, und T„j- durchgeschaltet sind, während die Transistoren T., T_ und T₁- sperren. Außerdem sind die Transistoren T₀ und T. durchgeschaltet, während die Transi-

stören T₂₂ und T_. sperren. Das Ausgangssignal des

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Vergleichers 80 wird von dem Inverter 89 invertiert und den Transistoren T... bis T₅ zugeführt, so daß die Transistoren T^₁ bis T₁₅ sämtlich sperren. Die Ausgangssignale der Vergleicher 78 und 79 liegen an dem UND-Glied 83 an, dessen Ausgangssignal damit einen hohen Wert annimmt, so daß auch das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 81 auf einen hohen Wert übergeht. Da das Ausgangssignal des Vergleichers 80 einen niedrigen Wert aufweist, ist auch das Ausgangssignal des UND-Gliedes 85 niedrig. Da ferner das einen hohen Wert aufweisende Ausgangssignal des Vergleichers 79 von dem Inverter invertiert und dem UND-Glied 86 zugeführt wird, ist das Ausgangssignal des UND-Gliedes 86 niedrig. Die Transistoren T-, 1 und T^,- werden somit durchgeschaltet, während der Transistor T-., in den Sperrzustand versetzt wird. Hierdurch werden die Solarbatteriegruppen 2I₁ bis 21 _ und 2I₄ bis 21_g, 21 bis 21 und 21 bis 21₁₂ bzw. 21.J₃ bis 21₁₅ und 21., bis 21_1g jeweils in Reihe geschaltet, wobei die auf diese Weise jeweils in Reihe geschalteten beiden Solarbatteriegruppen 2I₁ bis 21., und 21₄ bis 21g, 21_γ bis 21_g und 21_1Q bis 21₁₂ bzw.

21._ bis 21 ..j. und 21.,, bis 21._o wiederum einander 13 Ib 16 Io

parallel geschaltet sind. Die Aufladung der Sekundärbatterie 24 erfolgt somit über drei Reihenschaltungen aus jeweils sechs Solarzellen 2I₁ bis 21_fi, 2I₇ bis 21₁₂ bzw. 2I₁- bis 2I₁ o/ die wiederum einander parallel geschaltet sind.

Nachstehend sei nun der Fall des Vorliegens einer

^ου starken Helligkeit näher erläutert. Hierbei weist das Potential an dem Verbindungspunkt zwischen den Solarzellen 21 * r und 21..., einen beträchtlichen Wert auf, IdI/

d. h., einen höheren Wert als die von den Spannungsteilerwiderständen 72 und 73, 74 und 75 sowie 76 und

gebildeten Spannungsteilungswerte. Die Ausgangssignale

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der Vergleicher 78, 79 und 80 weisen daher jeweils einen hohen Wert auf. Damit geht auch das Ausgangssignal des UND-Gliedes 90 auf einen hohen Wert über, so daß die Transistoren T-.. bis T_?[- sämtlich in den Sperrzustand versetzt und die Transistoren T₁ bis T₁- sämtlich durchgeschaltet werden. Da das Ausgangssignal des Vergleichers 80 außerdem von dem Inverter 89 invertiert und den Transistoren T₁₁ bis T zugeführt wird, sind die Transistoren T₁₁ bis T₁₁- sämtlich durchgeschaltet. Die Ausgangssignale der Vergleicher 78, 79 und 80 liegen außerdem an dem UND-Glied 85 an, so daß auch das Ausgangssignal des UND-Gliedes 85 einen hohen Wert aufweist. Da die Ausgängssignale der Vergleicher 78 und 79 ferner an dem UND-Glied 83 anliegen, weist das Ausgangssignal des UND-Gliedes 83 ebenfalls einen hohen Wert auf. Damit gehen auch die Ausgangssignale der ODER-Glieder 81 und 82 auf einen hohen Wert über, so daß die Transistoren T-... bis T- sämtlich sperren. Dies hat zur Folge, daß sämtliche Solarbatterxegruppen 2I₁ bis 2I₃, 2I₄ bis 21_ß, 2I₇ bis

21₉, 21₁₀ bis 21₁₂, 21₁₃ bis 2I₁₅ und 2I₁₆ bis 21₁₈ einander parallel geschaltet sind. Die Aufladung der Sekundärbatterie 24 erfolgt somit über die auf diese Weise parallel geschalteten Solarbatterxegruppen 21₁ bis 21₃, 21₄ bis 21g, 21_? bis 21_g, 21_1Q bis 2I₁₂, 2I₁₃

bis 21₁₅ und 21_1ß bis 21_1Q.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 17 sind die Solarzellen 2I₁ bis 21 _ΛΟ der Stromerzeugungs- und Strom-

I I ο

Versorgungsschaltung gemäß Fig. 16 jeweils mit der

Vergleichs- und überbrückungsschaltung gemäß Fig. 4 versehen. Indem jeder Solarzelle 21 bis 21 „ einer der Transistoren 25.. bis 25_1fl, eine der Dioden 26.. bis 26..Q, einer der Vergleicher 27₁ bis 27_.„ und einer der Widerstände 28., bis 28. ο in der vorstehend beschriebenen Weise 11b

zugeordnet werden, kann auch bei Absinken der EMK einer

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oder mehrerer Solarzellen eine effektive Aufladung der Sekundärbatterie 24 über den auf der EMK der restlichen Solarzellen beruhenden Strom durch Überbrückung bzw. Kurzschließen der beiden Anschlüsse der jeweiligen Solarzellen, deren EMK abgesunken ist, erzielt werden.

Nachstehend wird eine neunte Ausführungsform der Stromversorgungseinrichtung unter Bezugnahme auf die Fig. 18 und 19 näher beschrieben. 10

Bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 18 sind Sekundärbatterien 24a und 24b über Schalter SW₁ und SW~ in Reihe oder parallel geschaltet. In der Figur bezeichnen gleiche Bezugszahlen wie bei der Schaltungsan— Ordnung gemäß Fig. 7 gleiche Bauelemente.

In Fig. 18 bezeichnen die Bezugszahlen 21. bis 21 , z. B. 16 in Reihe geschaltete Solarzellen, die Bezugszahl 24a eine z. B. aus zwei in Reihe geschalteten Sekundärbatterien von jeweils 1,5 V bestehende erste Sekundärbatterieeinheit, die Bezugszahl 24b eine z. B. ebenfalls aus zwei in Reihe geschalteten Sekundärbatterien von 1,5 V bestehende zweite Sekundärbatterieeinheit, die Bezugszahlen 23a und 23b Ladungsstrom-Begrenzungswiderstände und die Bezugszeichen SW₁ und SW~ Schalter zur umschaltung auf Reihenschaltung oder Parallelschaltung der Sekundärbatterieeinheiten. Der Schalter SW.. ist hierbei ein zwischen Kontakten a und b schaltbarer Umschalter, der mit dem Schalter SW₉ derart in Wirkver-

^ou bindung steht, daß der Schalter SW~ bei Verbindung des Umschalters SW₁ mit dem Kontakt a geschlossen und bei Verbindung des Umschalters SW₁ · mit dem Kontakt b geöffnet ist.

Wenn bei geringer Helligkeit der Umschalter SW₁ mit

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' dem Kontakt a verbunden ist, ist der Schalter SW_ daher geschlossen, so daß zwei, jeweils aus zwei in Reihe geschalteten Sekundärbatterien bestehende Sekundärbatterieeinheiten 24a und 24b vorliegen. Die EMK einer jeden Sekundärbatterieeinheit ist annähernd 3 V, so daß sich die Arbeitsgerade RLP gemäß Fig. 19 ergibt. Bei dem Schaubild gemäß Fig. 19 ist der Widerstandswert der Diode 22 vernachlässigt. Die Bezugszahl 1 bezeichnet in Fig. 19 die Kennlinie der Solarbatteriegruppe 2I₁ '" bis 21 _ bei der geringen Helligkeit bzw. Beleuchtungsstärke von 500 Lux, wobei der Schnittpunkt CP₂ der Kennlinie 1 mit der Arbeitsgeraden RLP in diesem Falle den Arbeitspunkt angibt. Der diesem Arbeitspunkt entsprechende Ladungsstrom fließt über die beiden parallel geschalteten Sekundärbatterieeinheiten 24a und 24b.

Es sei nun der Ladungsstrom für den Fall betrachtet, daß die beiden Sekundärbatterieeinheiten 24a und 24b bei gleicher Helligkeit bzw. Beleuchtungsstärke in Reihe

geschaltet sind. In diesem Falle ist der Umschalter SW₁ mit dem Kontakt b verbunden, so daß der Schalter SW„ geöffnet ist. Die EMK sämtlicher Sekundärbatterien beträgt annähernd 6 V, so daß sich die Arbeitsgerade RLS gemäß Fig. 19 ergibt. Das heißt, in diesem Falle wird die

Arbeitsgerade RLP um den Wert 3 V nach rechts versetzt. Der Arbeitspunkt ist dann durch den Schnittpunkt CP₁ der Arbeitsgeraden RLS mit der Kennlinie der Solarbatteriegruppe 2I₁ bis 21_1g gegeben, so daß sich ein

Ladungsstrom einstellt, der annähernd Null ist. Das 30

heißt, bei geringer Helligkeit läßt sich ein größerer Ladungsstrom erhalten, wenn die Sekundärbatterieeinheiten 24a und 24b parallel geschaltet sind.

Es sei nun der Ladungsstrom betrachtet, wenn die Sekundärbatterieeinheiten 24a und 24b bei starker Hellig-

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keit in Reihe oder parallel geschaltet sind. Die Bezugszahl 2 gibt in Fig. 19 die Kennlinie der Solarbatteriegruppe 21. bis 21 g bei einer Beleuchtungsstärke unterhalb 1OOOO Lux an. Der Arbeitspunkt für eine Reihenschaltung der Sekundärbatterieeinheiten 24a und 24b ist daher durch den Punkt CP., gegeben, während der Arbeitspunkt im Falle einer Parallelschaltung der Sekundärbatterieeinheiten 24a und 24b durch CP. gegeben ist. Es ist somit ersichtlich, daß der von den Solarzellen 21. bis 21₁₆ zugeführte Ladungsstrom bei Parallelschaltung der Sekundärbatterieeinheiten 24a und 24b größer ist.

Allerdings weist bei Parallelschaltung der Sekundärbatterieeinheiten 24a und 24b der Ladungsstrom für die einzelne Sekundärbatterieeinheit lediglich den halben Wert des bei dem Arbeitspunkt CP. erhaltenen Ladungsstromes auf. Wenn die Sekundärbatterieeinheiten 24a und 24b jedoch in Reihe geschaltet sind, dient der bei dem Arbeitspunkt CP₃ erhaltene Strom als Ladungsstrom für

die einzelne Sekundärbatterieeinheit 24a bzw. 24b. Das heißt, bei starker Helligkeit kann ein größerer Ladungsstrom erhalten werden, wenn die Sekundärbatterieeinheiten 24a und 24b in Reihe geschaltet sind.

Bei geringer Helligkeit wird der Schalter SW. daher manuell mit dem Kontakt a verbunden, was das Schließen des Schalters SW- zur Folge hat, so daß die Sekundärbatterieeinheiten 24a und 24b parallel geschaltet sind.

Bei starker Helligkeit wird der Schalter SW. manuell mit on · '

dem Kontakt b verbunden, was das Öffnen des Schalters SW₂ zur Folge hat, so daß die beiden Sekundärbatterieeinheiten 24a und 24b dann in Reihe geschaltet sind.

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Die Kennlinie 3 gemäß Fig. 19 repräsentiert die Kennlinie der Solarzellen 21. bis 21 _g bei X Lux, bei der der gleiche Ladungsstrom unabhängig davon erhalten werden kann, ob die Sekundärbatterieeinheiten 24a und 24b in Reihe oder parallel geschaltet sind. Der Arbeitspunkt bei Reihenschaltung der Sekundärbatterieeinheiten 24a und 24b ist hierbei durch CPX gegeben, während bei Parallelschaltung der Sekundärbatterieeinheiten 24a und 24b der Arbeitspunkt CPY maßgebend ist. Der dem Arbeitspunkt CPY entsprechende Ladungsstrom weist hierbei den doppelten Wert wie der dem Arbeitspunkt CPX entsprechende Ladungsstrom auf. Wie vorstehend erläutert, weist der Ladungsstrom für die einzelne Sekundärbatterieeinheit bei Parallelschaltung der Sekundärbatterieeinheiten 24a

'*> und 24b den halben Betrag des dem Arbeitspunkt CPY entsprechenden Ladungsströmes auf. Das heißt, in diesem Falle bleibt der Ladungsstrom für die einzelne Sekundärbatterieeinheit unabhängig von der Schaltungsart gleich.

^ζυ Nachstehend wird eine zehnte Ausführungsform der Stromversorgungseinrichtung unter Bezugnahme auf die Fig. 20 und 21 näher beschrieben.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 20 werden die Sekundärbatterien 24a und 2 4b in Abhängigkeit von der Helligkeit automatisch in Reihe oder parallel geschaltet.

Bei dieser Ausführungsform dient das Meßelement für

die Helligkeit bzw. Beleuchtungsstärke gleichzeitig als

Lichtmeßelement für die Belichtungsmessung der Kamera, wobei die Kamera selbst eine einäugige Spiegelreflexkamera mit einer TTL-Belichtungssteuerautomatik für den Betrieb mit Zeitvorwahl bzw. automatischer Blendeneinstellung (Blendenpriorität) ist.

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' Bei der. Schaltungsanordnung gemäß Fig. 20 sind mit dem Bezugszeichen A die Stromerzeugungs- und Stromversorgungsschaltung, mit dem Bezugszeichen B eine Lichtmeß- und Helligkeitsermittlungsschaltung, mit dem Bezugszeichen C eine Rechenschaltung und mit dem Bezugszeichen D eine Steuerschaltung für den hinteren Verschlußvorhang bezeichnet. Bei der Stromerzeugungs- und Stromversorgungsschaltung A bezeichnen die Bezugszahlen 21. bis 21._fi 16 in Reihe geschaltete Solarzellen, die Bezugszahl 152

^O eine Gegenstrom-Sperrdiode, das Bezugszeichen ZD eine zur Verhinderung einer überladung vorgesehene Zenerdiode, die Bezugszahlen 24a und 24b jeweils eine aus zwei in Reihe geschalteten Zellen bestehende Sekundärbatterie und die Bezugszahlen 154a und 154b jeweils einen Ladungs-

'5 strombegrenzungswiderstand. Die Bezugs zahlen 155, 156, 157 und 158 bezeichnen Schalttransistoren, während die Bezugszahl 159 ein ODER-Glied, die Bezugszahlen 16Oa und 160b einen Arbeitskontaktschalter, der bei einem ersten Bewegungshub des Verschlußauslösers geschlossen

^zu wird, die Bezugszahlen 161, 162 und 163 zwei Widerstände und einen Kondensator, die eine Differenzierschaltung bilden, die Bezugszahl 164 ein RS-Flip-Flop, die Bezugszahl 165 einen mit dem Ausgang des RS-Flip-Flops 164 verbundenen Inverter und die Bezugszahl 166 einen Schalttransistor für die Stromzufuhr bezeichnen.

Bei der Lichtmeß- und Helligkeitsermittlungsschaltung B bezeichnen die Bezugszahl 170 eine Konstantspannungsschaltung, die Bezugszahl 171 ein Lichtmeßelement wie

eine Silicium-Photozelle, die Bezugszahl 172 einen Operationsverstärker und die Bezugszahl 173 eine im Rückkopplungskreis des Operationsverstärkers 172 angeordnete logarithmische Signalkompressionsdiode· Die

Bauelemente 171, 172 und 173 bilden einen die Silicium-35

Photozelle einschließenden Verstärkerkreis. Mit der Be-

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zugszahl 176 ist ein eine Vergleichsschaltung bildender Operationsverstärker bezeichnet, während die Bezugszahlen 174 und 175 Spannungsteilerwiderstände mit hohen Widerstandswerten bezeichnen, deren Spannungsteilerpunkt den Spannungswert an dem invertierenden Eingangsanschluß der Vergleicherschaltung 176 bestimmt. Die Bezuqszahl 177 bezeichnet einen mit dem Ausgang der Vergleicherschaltung 176 verbundenen Inverter, während die Bezugszahl 178 einen dem Widerstand 175 parallel geschalteten Schalttransistor bezeichnet. Die Lichtmeß- und Helligkeitsermittlungsschaltung B wird von einer aus der Sekundärbatterie 24a bestehenden Spannungsquelle von 3 V betrieben. Die Bezugszahl 180 bezeichnet hierbei eine Konstantspannungsschaltung.

Bei der Rechenschaltung C bezeichnen die Bezugszahlen 190 und 191 Spannungsteilerwiderstände, während die Bezugszahl 192 einen Operationsverstärker bezeichnet, der zusammen mit Widerständen 193 und 194 einen nicht invertierenden Verstärker bildet.

Die Bezugszahl 198 bezeichnet einen Operationsverstärker, der zusammen mit Widerständen 195 und 197 und einem Stellwiderstand 196 einen zusätzlichen Verstärkerkreis bildet. Die Bezugszahl 199 bezeichnet ein mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 198 verbundenes Meß- und Anzeigegerät für den Lichtwert. Die Bezugszahl 201 bezeichnet einen Operationsverstärker, der zusammen mit

Widerständen 200 und 202 einen nicht invertierenden on

Verstärkerkreis bildet. Die Bezugszahl 203 bzeichnet einen mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 201 verbundenen Speicherkondensator zur Abspeicherung des gemessenen Lichtwertes. Bei der Steuerschaltung D für den hinteren Verschlußvorhang bezeichnet die Bezugs-

zahl 210 einen Umschalter, der normalerweise mit einem

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' Kontakt a verbunden ist und gleichzeitig mit dem Bewegungsbeginn des Spiegels der einäugigen Spiegelreflexkamera von dem Kontakt a auf einen Kontakt b umgeschaltet wird. Die Bezugszahl 211 bezeichnet eine Pufferschaltung, während die Bezugszahl 212 einen logarithmischen Signaldehnungstransistor , die Bezugszahl 213 einen mit dem Kollektor des Transistors 212 verbundenen Zeitsteuerkondensator und die Bezugszahl 214 einen dem Zeitsteuerkondensator 213 parallel geschalteten Ruhekontakt-Zähl-

schalter bezeichnen. Der Zählschalter 214 wird synchron mit dem Beginn der Bewegung des vorderen bzw. vorlaufenden Verschlußvorhanges geöffnet. Die Bezugszahl 217 bezeichnet einen als Vergleicher arbeitenden Operationsverstärker, während die Bezugszahlen 215 und 216 Spannungs-

'5 teilerwiderstände zur Einstellung des Standardspannungswertes des Vergleichers bezeichnen. Die Bezugszahl 218 bezeichnet einen mit dem Ausgang des Vergleichers 217 verbundenen Steuermagneten für den hinteren Verschlußvorhang, während die Bezugszahlen 219 und 220 einen

^iU Kondensator bzw. einen Widerstand bezeichnen, die eine

Differenzierschaltung bilden. Der Ausgang der Differenzierschaltung ist mit dem Rückstellanschluß des RS-Flip-Flops 164 der Stromerzeugungs- und Stromversorgungsschaltung A verbunden.
25

Nachstehend werden Funktion und Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnung unter Bezugnahme auf Fig. 20 näher erläutert. Zunächst sei auf den Fall des Vorliegens einer geringen Helligkeit einge-

gangen. Hierbei fällt eine kleine Lichtmenge auf das Lichtmeßelement 171 der Lichtmeß- und Helligkeitsermittlungsschaltung, so daß die Ausgangsleistung bzw. das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 172 nicht sehr groß ist. Der an dem nicht invertierenden Eingangsanschluß des Vergleichers 176 anstehende Spannungswert

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liegt daher unter der an dem invertierenden Eingangsanschluß anstehenden Spannung. Das Ausgangssignal des Vergleichers ist daher niedrig, während das Ausgangssignal des Inverters 177 einen hohen Wert aufweist. Hierdurch werden die Schalttransistoren 155 und 158 der Stromerzeugungs- und Stromversorgungsschaltung A durchgeschaltet. Da das Ausgangssignal des Inverters 177 einen hohen Wert aufweist, gibt auch das ODER-Glied 159 ein Ausgangssignal hohen Wertes ab, so daß der Schalttransistör 156 in den Sperrzustand versetzt wird. Da weiterhin das Ausgangssignal des RS-Flip-Flops 164 vor der Betätigung des Verschlußauslösers 160 einen niedrigen Wert aufweist, gibt der Inverter 165 ein Signal hohen Wertes ab, so daß auch der Schalttransistor 157 in den Sperrzustand versetzt wird. Bei geringer Helligkeit sind somit die Schalttransistoren 155 und 158 durchgeschaltet, während die Schalttransistoren 156 und 157 sperren, so daß die Sekundärbatterien 24a und 24b in diesem Betriebszustand parallel geschaltet sind.

Hierbei lädt der von den Solarzellen 2I₁ bis 2I₁,

I I D

abgegebene Strom einerseits über die Gegenstrom-Sperrdiode 152 und den Widerstand 154b die Sekundärbatterie 24b und andererseits über die Gegenstrom-Sperrdiode 152, den Schalttransistor 155 und den Widerstand 154a die Sekundärbatterie 24a.

Nachstehend sei näher auf den Fall des Vorliegens einer starken Helligkeit eingegangen werden.

Da hierbei die auf das Lichtmeßelement 171 fallende Lichtmenge groß ist, weist das Äusgangssignal des Operationsverstärkers 172 einen beträchtlich hohen Wert auf, so daß der Spannungswert an dem nicht invertierenden Eingangsanschluß des Vergleichers 176 den Spannungs-

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wert an dem invertierenden Eingangsanschluß übersteigt. Dementsprechend geht das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 176 auf einen hohen Wert über, so daß das Ausgangssignal des Inverters 177 einen niedrigen Wert annimmt und die Schalttransistoren 155 und 158 in den Sperrzustand versetzt werden. Außerdem liegt an den beiden Eingangsanschlüssen des ODER-Gliedes 159 jeweils ein niedriger Signalwert an, so daß auch das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 159 einen niedrigen Wert aufweist und dadurch der Schalttransistor 156 durchgeschaltet wird. Darüber hinaus weist das Ausgangssignal· des Inverters 165 wie im Falle geringer Helligkeit einen hohen Wert auf, so daß der Schalttransistor 157 in den Sperrzustand versetzt wird. Das heißt, bei starker Helligkeit sperren die Schalttransistoren 155, 157 und 158, während lediglich der Transistor 156 durchgeschaltet ist. Der auf der EMK der Solarbatteriezellen 2I₁ bis 21₁, beruhende Strom

1 Iu

fließt somit über die Sekundärbatterie 24b, den Schalttransistor 156 und die Sekundärbatterie 24a, so daß ^" die Batterien 24a und 24b geladen werden.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform weist insbesondere den Vorteil auf, daß die Sekundärbatterien 24a und 24b im Betrieb der kameraseitigen Last-Schaltungsanordnung zur Stromversorgung der Last-Schaltungsanordnung ständig in Reihe geschaltet sind. Wenn bei einer Helligkeitsänderung im Betrieb der kameraseitigen Last-Schaltungsanordnung nämlich die Verbindung der Sekundärbatterien 24a und 2 4b umgeschaltet würde,

würde die Quellen- bzw. Versorgungsspannung für die Last-Schaltungsanordnung auf den halben Wert abfallen, was zu Betriebsstörungen führen würde.

Nachstehend wird der Betriebsablauf näher beschrie-

ben.

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Wenn bei der Betätigung des Verschlußauslösers

ersten Bewegungshub die Schalter 16Oa und 16Ob geschlossen werden, wird das RS-Flip-Flop 164 von dem Ausgangs— signal der aus den Widerständen 161 und 162 sowie dem Kondensator 163 bestehenden Differenzierschaltung gesetzt, wodurch das Ausgangssignal des RS-Flip-Flops 164 einen hohen Wert annimmt und das Äusgangssignal des Inverters 165 dementsprechend auf einen niedrigen Wert abfällt. Hierdurch wird der Schalttransistor 157 durchgeschaltet. Außerdem wird der Schalttransistor 178 der !Lichtmeß- und Helligkeitsermittlungsschaltung B aufgrund des hohen Ausgangssignals des RS-Flip-Flops 164 durchgeschaltet. Der an dem invertierenden Eingangsanschluß des Vergleichers 176 anstehende Spannungswert fällt daher ab, während das Ausgangssignal des Ver— gleichers 176 unabhängig von dem Ausgangssignal des Operationsverstärkers 172 einen hohen Wert beibehält, so daß der Inverter 177 ein Signal niedrigen Wertes abgibt. Hierdurch werden die Schalttransistoren 155 und

158 in den Sperrzustand versetzt. Aufgrund des hohen AusgangsSigna!wertes des RS-Flip-Flops 164 gibt auch das ODER-Glied 159 ein hohes Ausgangssignal ab, wodurch der Schalttransistor 156 in den Sperrzustand versetzt wird. In diesem Betriebszustand befinden sich somit die Schalttransistoren 155, 156 und 158 im Sperrzustand, während lediglich der Transistor 157 durchgeschaltet ist, so daß die Sekundärbatterien 24a und 24b über den Schalttransistor 157 in Reihe geschaltet sind.

Wenn das Äusgangssignal des Inverters 165 einen

niedrigen Wert aufweist, ist außerdem der Schalttransistor 166 für die Stromversorgung durchgeschaltet, so daß der Konstantspannungsschaltung 180, der Reihenschaltung C und der Steuerschaltung D für den hinteren Ver-

Schlußvorhang über die in Reihe geschalteten Sekundär-

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• batterien 24a und 24b durch die Stromzufuhr in Betrieb genommen werden- Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 172 wird dem nicht invertierenden Verstärker zugeführt, dessen Ausgangssignal um einen Betrag verändert wird/ der dem Widerstandswert der Widerstände 193 und 194 entspricht. Dies ist erforderlich, da der Operationsverstärker 172 mit einer Quellen- bzw. Stromversorgungsspannung von 3 V angesteuert wird, während die Rechen— schaltung C und die Steuerschaltung D für den hinteren Verschlußvorhang mit einer Stromversorgungsspannung von

6 V betrieben werden. Dieses betragsmäßig veränderte Ausgangssignal wird sodann dem zusätzlichen Inverterverstärker 198 der nächsten Stufe zugeführt, wobei eine Addition mit der an dem Stellwiderstand 196 eingestellten '5 Filmempfindlichkeitsinformation, der vorgegebenen Blendeninformation und der den kleinsten F-Wert Bezeichnenden Information vorgenommen wird und sodann die Inversion erfolgt, so daß der Inverterverstärker 198 eine dem APEX-Wert T der Verschlußzeit entsprechende Ausgangs- *" spannung abgibt. Dieses Ausgangssignal wird invertiert und von dem Inverterverstärker 201 der nächsten Stufe für die Abspeicherung in den Speicherkondensator 203 verstärkt. Hierbei ist der Widerstandswert des Widerstands 200 gleich demjenigen des Widerstands 202 gene

wählt, während das InversionsVerstärkungsverhältnis des Verstärkers 201 zu 1 gewählt ist.

Wenn sich der Schwingspiegel sodann mit der Verschlußauslösung aufwärts zu bewegen beginnt, wird der

Umschalter 21O mit dem Kontakt b verbunden, so daß die Pufferschaltung 211 eine Spannung erzeugt, die derjenigen des Speicherkondensators 203 entspricht. Wenn sich sodann der vordere Verschlußvorhang zu bewegen beginnt, wird der Zählschalter 214 geöffnet, so daß die

Aufladung des Zeitsteuerkondensators 213 mit dem der

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logarithmisch gedehnten Ausgangsspannung der Pufferschaltung 211 entsprechenden Kollektorstrom des Transistors 212 einsetzt. Sobald die Ladungsmenge einen bestimmten vorgegebenen Betrag erreicht hat, wird der an dem invertierenden Eingangsanschluß des Vergleichers 217 anstehende Spannungswert kleiner als der Spannungswert an dem nicht invertierenden Eingangsanschluß, so daß das Ausgangssignal des Vergleichers 217 auf einen hohen Wert übergeht. Hierdurch wird die Stromzufuhr des Steuermagneten 218 für den hinteren Verschlußvorhang unterbrochen, wodurch der hintere Verschlußvorhang zur Beendigung der Belichtung in Bewegung versetzt werden kann.

Aufgrund des invertierten Ausgangssignals des Vergleichers 217 bildet die aus dem Widerstand 220 und dem Kondensator 219 bestehende Differenzierschaltung ein Ausgangssignal, durch das das RS-Flip-Flop 164 der Stromerzeugungs- und Stromversorgungsschaltung A zurückgestellt wird. Das Ausgangssignal des RS-Flip-Plops 164 wird hierdurch invertiert und geht auf einen niedrigen Wert über, während das Ausgangssignal· des Inverters 165 entsprechend einen hohen Wert annimmt. Der Schaittransistor 166 für die Stromzufuhr wird somit in den Sperrzustand versetzt und unterbricht die Stromzufuhr _zu <j_en Schaltungsanordnungen der nächsten Stufe. Da das Ausgangssignal des Inverters 165 einen hohen Wert aufweist, wird gleichzeitig auch der Schalttransistor 157 in den Sperrzustand versetzt. Ferner wird aufgrund des

niedrigen Ausgangssignals des RS-Flip-Flops 164 der on

Schalttransistor 178 der Lichtmeß- und Helligkeitsermittlungsschaltung B in den Sperrzustand versetzt. Auf diese Weise wird die Serien-Parallel-ümschaltung der Sekundärbatterien 24a und 24b von dem Ausgangssignal

des Operationsverstärkers 172 gesteuert. 35

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Wenn der Verschlußauslöser dagegen bis zum ersten Bewegungshub herabgedrückt wird und der Finger der photographierenden Person den Verschlußauslöser sodann ohne Auslösen des Verschlusses freigibt, wird der Schalter 16Ob zur Unterbrechung der Stromzufuhr zu dem RS-Flip-Flop 164 geöffnet, dessen Ausgangssignal einen niedrigen Wert annimmt. Die Betriebsweise ist dann die gleiche wie im Falle eines Abschlusses des Funktionsablaufes der Kamera.
10

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform weist insbesondere den Vorteil auf, daß der Helligkeitswert, bei dem die Serien-Parallel-Umschaltung der Sekundärbatterien 24a und 24b erfolgt, in Abhängigkeit von der Änderung '5 der Klemmenspannung der Sekundärbatterien steuerbar ist.

Nachstehend wird der Grund für die Steuerung des Helligkeitswertes, bei dem die Serien-Parallel-Umschaltung der Sekundärbatterien in Abhängigkeit von der ™ Änderung der Klemmenspannung der Sekundärbatterien erfolgt, näher erläutert.

In Fig. 21 sind Arbeitsgeraden und Kennlinien der Solarbatteriezellen für sinkende Klemmenspannungen der Sekundärbatterien 24a und 24b dargestellt.

Die Kennlinie der 16 in Reihe geschalteten Solarbatteriezellen bei einer Beleuchtungsstärke von X Lux ist hierbei mit der Bezugszahl 3 bezeichnet, während das

Bezugszeichen RLP¹ die Arbeitsgerade für eine Parallelschaltung der Sekundärbatterien 24a und 24b und das Bezugszeichen RLS¹ die Arbeitsgerade für eine Reihenschaltung der Sekundärbatterien 24a und 24b bezeichnen. Wenn die Klemmenspannung der Sekundärbatterien 24a und 24b abfällt, entsprechen die Arbeitsgeraden RLP¹ und

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-5S- B 9494 290715S

RLS* den um den Spannungsabfall nach links verschobenen Arbeitsgeraden RLP und PLS gemäß Fig. 19. llei einer Beleuchtungsstärke von X Lux weist der Ladestrom bei Parallelschaltung der Sekundärbatterien den halben Wert des dem Arbeitspunkt CPY entsprechenden Stromes auf, während er bei Reihenschaltung der Sekundärbatterien gleich dem dem Arbeitspunkt CPX entsprechenden Strom ist. Anders als im Falle des Schaubildes gemäß Fig. 19 ist somit aus Fig. 21 ersichtlich, daß der Ladestrom bei einer Parallelschaltung der Sekundärbatterien kleiner ist. In diesem Falle sollte somit der Helligkeitswert, bei der die Serien-Parallel-Umschaltung der Sekundärbatterien erfolgen sollte, auf einen unter X liegenden

Wert eingestellt werden.
15

Die Kennlinie 3' stellt in Fig. 21 die Kennlinie

der Solarbatteriezellen 2I₁ bis 21._c bei einer Beleuch-

i Io

tungsstärke von X¹ Lux dar. lierbei ist der Arbeitspunkt, bei dem die Sekundärbatterien 24a und 24b in Reihe 2" geschaltet sind, durch den Punkt CPX¹ gegeben, während der Arbeitspunkt für die Parallelschaltung der Sekundärbatterien 24a und 24b durch CPY' gegeben ist. Wie vorstehend erwähnt, weist der tatsächliche Ladestrom für die einzelne Sekundärbatterie bei Parallelschaltung

^^J der Sekundärbatterien den halben Wert des dem Arbeitspunkt CPY' entsprechenden Stromes auf, so daß bei einer Beleuchtungsstärke von X' Lux der Ladestrom unabhängig von der Verbindungsart der Sekundärbatterien gleichbleibt, wie dies Fig. 21 zu entnehmen ist.

Die Beleuchtungsstärke X' Lux setzt hierbei eine Grenze, da bei einer unter einer Beleuchtungsstärke von X¹ Lux liegenden Helligkeit ein größerer Ladestrom bei einer Parallelschaltung der Sekundärbatterien erhalten werden kann, während bei einer über einer Beleuchtungsstärke von X' Lux liegenden Helligkeit ein größerer La-

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-56- B 9494

destrom bei einer Reihenschaltung der Sekundärbatterien erzielt werden kann. Aus einem Vergleich mit dem Fall gemäß Fig. 19 ist ersichtlich, daß bei einem Absinken der Klemmenspannung der Sekundärbatterien aufgrund eines Energieverbrauches oder dgl. der Helligkeitswert, bei dem die gesteuerte Serien-Parallelumsetzung erfolgt, bei einem derart niedrigen Wert wie bei einer Beleuchtungsstärke von X¹ Lux liegen sollte. Wenn die Klemmenspannung der Sekundärbatterien dagegen aufgrund einer Überladung oder dgl. ansteigt, sollte der Helligkeitswert, bei dem die gesteuerte Serien Parallel-Umschaltung der Sekundärbatterien erfolgt, auf einen höheren Wert angehoben werden.

Der Helligkeitswert, bei dem die gesteuerte Serien-Parallel-ümschaltung der Sekundärbatterien 24a und 24b erfolgt, sollte daher in Abhängigkeit von Änderungen der Klemmenspannung der Sekundärbatterien, d. h., in Abhängigkeit von dem Verbrauchszustand oder dem Lade-

zustand, geändert werden. Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird diese Kompensation automatisch durchgeführt, indem die Klemmenspannung der Sekundärbatterien 24a und 24b festgestellt wird.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 20 werden die Spannungsteilerwiderstände f74 und 175 der Lichtmeß- und Helligkeitsermittlungsschaltung B zur Ermittlung der Klemmenspannung der Sekundärbatterie 24a verwendet. Das heißt, bei einem Absinken der Klemmenspannung der

Sekundärbatterie 24a sinkt auch der Spannungswert an dem invertierenden Eingangsanschluß des Vergleichers ab, so daß das Ausgangssignal des Vergleichers 176 vor einem ebenso hohen Anstieg des Ausgangssignals des Operationsverstärkers 172 bei geringer Helligkeit

invertiert wird und die Serien-Parallel-Umschaltung der

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Sekundärbatterien 24a und 24b hierdurch in der vorstehend beschriebenen Weise gesteuert wird- Wenn dagegen die Klemmenspannung der Sekundärbatterie 24a ansteigt, steigt auch der Spannungswert an dem invertierenden Eingangsanschluß des Vergleichers 176 an und die Serien-Parallel-Umschaltung wird in Abhängigkeit von einer höheren Helligkeit gesteuert. Das heißt, bei dieser Ausführungsform wird der Helligkeitswert automatisch kompensiert.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wurde lediglich ein Verfahren in Betracht gezogen, bei dem die Silicium-Photozelle der Lichtmeßschaltung auch als Meßelement für die Helligkeitsermittlung Verwendung findet. Nachstehend wird eine elfte Ausführungsform der Strom-

■ 5 versorgungseinrichtung unter Bezugnahme auf Fig. 22 näher beschrieben, gemäß der die Solarzellen selbst als Helligkeitsermittlungselemente Verwendung finden.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 22 weist annähernd den gleichen Aufbau wie die Ausführungsform gemäß Fig. 20 auf. Der einzige Unterschied besteht darin, daß die Photozellen-Verstärker 171, 172 und 173 gemäß Fig. 20 in einer Lichtmeß- und Rechenschaltung C zusammengefaßt und der Schalttransistor 231 sowie der Widerstand

^^J 230 dem Spannungsteilerwiderstand 174 parallel geschaltet sind. Außerdem ist der nicht invertierende Eingangsanschluß des Vergleichers 176 mit dem Verbindungspunkt SBP der Solarzellen 21.. und 21^₅ in der aus den Solarzellen 2I₁ bis 21_1c bestehenden Solarbatteriean-116

Ordnung verbunden, während der invertierende Eingangsanschluß des Vergleichers 176 mit dem Spannungsteilerpunkt VDP der Spannungsteilerwiderstände 174 und 175 verbunden ist.

Nachstehend werden Funktion und Wirkungsweise dieser

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' Schaltungsanordnung im Falle des Vorliegens einer geringen Ifelligkeit näher erläutert. Da bei geringer Helligkeit das Potential an dem Verbindungspunkt SBP niedrig ist, liegt der Spannungswert an dem nicht invertierenden Eingangsanschluß des Vergleichers 176 unter dem an dem invertierenden Eingangsanschluß anstehenden Spannungswert, so daß das Ausgangssignal des Vergleichers 176 einen niedrigen und das Ausgangssignal des Inverters 177 dementsprechend einen hohen Wert aufweisen. Hierdurch werden die Schalttransistoren 155 und 158 durchgeschaltet, während der Schalttransistor 156 in den Sperrzustand versetzt wird, so daß die Sekundärbatterien 24a und 24b parallel geschaltet sind.

'5 Zusammen mit einem allmählichen Anstieg der Helligkeit erhöht sich auch das Potential an dem Verbindungspunkt SBP, bis es bei einem bestimmten Helligkeitswert größer als das an dem invertierenden Eingangsanschluß des Vergleichers 176 anstehende Potential wird.

Hierdurch geht das Ausgangssignal des Vergleichers auf einen hohen Wert über, während das Ausgangssignal des Inverters 177 einen niedrigen Wert annimmt. In diesem Zustand sperren die Schalttransistoren 155 und 158, während der Schalttransistor 156 durchgeschaltet ist,

so daß die Sekundärbatterien 24a und 24b in Reihe geschaltet sind. Außerdem wird der Schalttransistor 231 nach einer der von dem Zeitsteuerkondensator 232 abhängigen Zeitkonstanten entsprechenden Verzögerungszeit durchgeschaltet. Das Potential an dem Spannungsteiler-

punkt VDP steigt hierdurch stark an. Dies beruht darauf,

daß bei Reihenschaltung der Sekundärbatterien 24a und 24b das Potential an dem Verbindungspunkt SBP im Vergleich zu dem Fall der Parallelschaltung der Sekundärbatterien stark erhöht wird, was auf der Verschiebung 35

des Arbeitspunktes CPY zu dem Arbeitspunkt CPX in der in Fig. 19 veranschaulichten Weise beruht. Das den

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' Standardspannungswert des Vergleichers 176 darstellende Potential an dem Spannungsteilerpunkt VDP wird daher gleichzeitig zur Kompensation des Potentialanstiegs an dem Verbindungspunkt SBP angehoben, damit die Helligkeitsermittlung bei gleichen Werten erfolgt. Wenn die Helligkeit sodann allmählich absinkt, werden die Sekundärbatterien 24a und 24b entsprechend dem umgekehrten Ablauf parallel geschaltet. Außerdem wird zu diesem Zeitpunkt der Schalttransistor 231 in den Sperrzustand versetzt, was dazu führt, daß das Potential an dem Spannungsteilerpunkt VDP verringert wird. Hierdurch soll der auf der Umschaltung der Reihenschaltung der Sekundärbatterien in eine Parallelschaltung beruhende starke Potentialabfall an dem Verbindungspunkt SBP kompensiert

' 5 v/erden.

Obwohl bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform zwei Sekundärbatteriegruppen in Reihe oder parallel geschaltet sind, können natürlich auch mehr als drei ^zu Sekundärbatteriegruppen gleichermaßen in Reihe oder parallel geschaltet werden..

Wie vorstehend erläutert, finden bei dieser Aus-

führungsform die Solarzellen selbst als HelligkeLtsermitt-

lungselemente Verwendung, so daß sich im Vergleich zu dem Fall, bei dem eine Silicium-Photozelle für die Lichtmessung verwendet wird, der nachstehend erläuterte Vorteil ergibt. Gegenwärtig ist für die Lichtmessung meist eine Silicium-Photozelle in einer TTL-Lichtmeß-

anordnung vorgesehen, so daß sich das auf die Silicium-Photozelle fallende Licht in bezug auf Betrag bzw. Beleuchtungsstärke stark von dem auf die an der Außenseite des Kameragehäuses angebrachten Solarzellen fallenden Licht unterscheidet, was sehr nachteiliq ist. Bei 35

der vorliegenden Ausführungsform wird der Helligkeitswert

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von den Solarzellen selbst ermittelt, so daß eine sehr genaue Feststellung des Helligkeitswertes erfolgen kann.

Wenn die Solarzellen 21 bis 21., gemäß den Fig. 20 und 21 mit den Vergleichs- und überbrückungsschaltungen gemäß Fig. 4 versehen werden, kann die Aufladung der Sekundärbatterien bei Absinken der EMK einer oder mehrerer Solarzellen durch überbrückung der beiden Anschlüsse dieser Solarzellen über die verbleibenden Solarzellen bzw. Solarbatteriegruppen erfolgen, was äußerst vorteilhaft ist.

Die Solarzellen sind über verschiedene Teile der Kamera verteilt, wie dies in den Fig. 23 und 24 veranschaulicht ist. In den Fig. 23 und 24 bezeichnen die Bezugszahl 240 das Kameragehäuse, die Bezugszahl 241 einen oberen Gehäuseteil bzw. das Gehäuse des Pentaprismas und die Bezugszahl 242 den Verschlußauslöser. Die Bezugszahl 24 3 bezeichnet das Objektiv, während die Bezugszahl 244 eine Hand der photographierenden Person bezeichnet.

In Fig. 23 ist eine Ausführungsform veranschaulicht, bei der jeweils aus vier Solarzellen bestehende Solarbatterieeinheiten 245,. bis 245. an der Vorderseite der Kamera 240, an dem oberen Gehäuseteil 241 und an der Seite des Pentaprismaabschnitts des oberen Gehäuseteils 241 angeordnet sind. In Fig. 24 ist eine Ausführungsform veranschaulicht, bei der jeweils aus drei Solarzellen bestehende Solarbatterieeinheiten 246- bis 246,- an der Vorderseite des Kameragehäuses 240, an dem oberen Gehäuseteil 241 sowie an Vorderseite und Seite des Pentaprismaabschnitts des oberen Gehäuseteils 241 angeordnet sind.

Wie vorstehend beschrieben, kann eine jede Solarzelle bzw. Solarbatteriegruppe mit der Vergleichs- und Uberbrückungsschaltung gemäß Fig. 4 versehen werden, so daß die Ladung der Sekundärbatterien bei Absinken der EMK einer oder mehrerer Solarzellen durch Kurzschließen

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der beiden Anschlüsse dieser Solarzellen bzw. Solarbatteriegruppen über den auf der EMK der restlichen Solarzellen bzw. Solarbatteriegruppen beruhenden Strom erfolgen kann. Außerdem wird eine automatische Serien-Parallel-Umschaltung der Solarbatteriegruppen in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit vorgenommen, so daß der erzielbare Ladestrom in effektiver Weise nutzbar ist.

Wenn die Solarzellen bzw. Solarbatteriegruppen darüberhinaus über eine Anzahl von Stellen an dem Kameragehäuse verteilt sind, läßt sich eine ausreichende Aufladung der Sekundärbatterie auch bei Abschattung des auf die Solarzellen fallenden Lichtes an einigen Stellen der Kamera über den auf der EMK der an anderen Stellen des Kameragehäuses angeordneten Solarzellen bzw. Solarbatteriegruppen beruhenden Strom erzielen.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich somit im wesentlichen auf eine Ladeschaltung für Sekundärbatterien. Die Ladeschaltung umfaßt eine Steuerschaltung, die als Stromquelle Akkumulatoren aufweist, welche mit einem Strom aufladbar sind, der sich aus der EMK einer Vielzahl von in eine Kamera eingebauten Solarzellen bzw. Solarbatterien ergibt.

Die Solarzellen bzw. Solarbatterien sind über mehrere Stellen an der Außenseite der Kamera verteilt. Hierbei sind die Solarzellen bzw. Solarbatterien in Reihe oder parallel geschaltet oder es erfolgt in Abhängigkeit von den Erfordernissen eine jeweilige Reihen-Parallel-Umschaltung der Solarzellen bzw. Solarbatterien. Darüberhinaus sind Schaltungsanordnungen zum Vergleich der Spannungswerte an den beiden Anschlüssen einer jeden Solarzelle bzw. Solarbatterie und zur überbrückung der jeweiligen Anschlüsse in Abhängigkeit von dem Ergebnis des vorgenommenen Vergleichs vorgesehen.

Leerseite

Claims (5)

1. •η*· D IX Patentanwälte:

   IEDTKE - DÜHLING - IVlNNE Dipl.-lng. H.Tiedtke

   Gq ----- Dipl.-Chem. G. Bühling

   RUPE " "ELLMANN 2^071^5 Dipl.-lng. R. Kinne

   Dipl.-lng. R Grupe Dipl.-lng. B. PeIImann

   Bavariaring 4, Postfach 20 2403 8000 München 2

   Tel.: 0 89-539653

   Telex: 5-24845 tipat

   cable: Germaniapatent München

   23. Februar 1979

   B 9494

   Patentansprüche

   ( 1./Stromversorgungseinrichtung, bei der ein Akkumulator-init einem von einer Anzahl in Reihe geschalteter Solarzellen erzeugten Fotostrom über ein Gegenstrom-Sperrelement aufgeladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß Schalteinrichtungen (25. , 25p, ... 25 ) jeweils mit den beiden Endanschlüssen der Solarzellen (21., 21», ... 21 ) verbunden sind und daß Vergleichseinrichtungen (27.., 27„, ... 27 ) zur Feststellung der Differenz zwischen den an den beiden Endanschlüssen der Solarzellen (21.., 21 „, ... 21 ) auftretenden Spannungswerten vorgesehen sind, die jeweils bei Absinken einer oder mehrerer Spännungsdifferenzen unter einen bestimmten vorgegebenen Wert eine oder mehrere zugehörige Schalteinrichtungen (25.., 25~, ... 25 ) derart schließen, daß die beiden Endanschlüsse einer oder mehrerer Solarzellen (21., 21„, ... 21 ) kurzgeschlossen werden.
2. 2. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarzellen (2I₁, 21„, ... 21 ) aus einer ersten Solarbatteriegruppe (21. - 21 ,„) und einer zweiten Solarbatteriegruppe (21 ,„ .- 21 ) bestehen und daß eine Umschalteinrichtung (54, 55, 56) zur Steuerung einer Serien-Parallel-Umschaltung zwischen der ersten Solarbatteriegruppe (21.. - 21 ,„) und der zweiten Solarbatteriegruppe (21 /₂ + i~ ²¹ ) vorgesehen

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   Deutsche Bank (München! Kto 51'61070 Dresdner Bank (München) Klo. 3939 844 Postschock (München) KIo 670-43-804

   X/17

   ist, die die erste Solarbatteriegruppe (2I₁ - 21 ,„) der zweiten Solarbatteriegruppe (21 /j ₊ λ ~ 21 ) parallel schaltet, wenn eine Helligkeitsermittlungseinrichtung (32 - 35, 57 - 68) feststellt, daß die vorliegende Helligkeit einen bestimmten vorgegebenen Wert überschreitet.
3. 3. Stromversoraungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarzellen (21.. , .. 21 ) aus einer Anzahl von Solarbatteriegruppen

   (2I₁ - 21 _, 21. - 21,., ... 21 „ - 21 ) bestehen l j 4 ο η —Δ η

   und daß eine Anzahl von Umschalteinrichtungen (T₁ - T^, T₁₁- T₁C-, T₉₁ - T_i-, Tv₁ - T_₉, 81 - 91) vorgesehen ist, die stufenweise eine Serien-Parallel-Kombinationsumschaltung zwischen den Solarbatteriegruppen

   (2I₁ - 21-, 21. - 21_C, 21 _o - 21 ) von der

   1 3 4 6 η -2 η

   vollständigen Serienschaltung der Solarbatteriegruppen bis zu deren vollständiger Parallelschaltung in Abhängigkeit von den Signalen einer Anzahl von Helligkeitsermittlungseinrichtungen(72, 73, 78; 74, 75, 79; 78, 77, 80) steuern.
4. 4. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Akkumulator (24) aus einer ersten Akkumulatoreinheit (24a) und einer zweiten Akkumulatoreinheit (24b) besteht und daß eine Umschalteinrichtung (155 - 158) zur Steuerung einer Serien-Parallel-Umschaltung zwischen der ersten Akkumulatoreinheit (24a) und der zweiten Akkumulatoreinheit (24b) vorgesehen ist, die die erste Akkumulatoreinheit (24a) der zweiten Akkumulatoreinheit (24b) parallel schaltet, wenn ein ermittelter Helligkeitswert unter einem bestimmten

   vorgegebenen Wert liegt.
   35

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5. 5. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Stromerzeugungs- und Stromversorgungseinrichtung (20) in eine Kamera eingebaut ist, daß eine Belichtungssteuereinrichtung mit dem Akkumulator (24) verbunden ist und daß die Solarzellen (21, 21 „, ... 21 ) über verschiedene Abschnitte des Kameragehäuses verteilt sind.

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