DE2912509A1

DE2912509A1 - Batterieladeschaltung

Info

Publication number: DE2912509A1
Application number: DE19792912509
Authority: DE
Inventors: David C Kilinskis; Louis J Vassos
Original assignee: Skil Nederland BV
Current assignee: Skil Nederland BV
Priority date: 1978-03-29
Filing date: 1979-03-29
Publication date: 1979-10-11
Also published as: AU521571B2; JPS54139033A; GB2018061B; BE875165A; SE7902748L; US4240022A; CA1128989A; AU4513179A; IT7948464A0; GB2018061A; NL7901821A; SE432328B; IT1115071B

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing H.Wecckmann, Ό-pl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A. Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. LiSKA 2912509

SBrt

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Slcil Nederland B.V.
Konijnenberg 60, Box 267
Breda, Niederlande

Batterieladeschaltung

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Die Erfindung betrifft eine Batterieladeschaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Schaltung kann beispielsweise in elektrisch betriebenen Werkzeugen eingesetzt werden, in die eine Batterie eingebaut ist. In jüngerer Zeit wurden Maschinen, wie z.B. Bohrmaschinen, Rasenschneider u.a. entwickelt, die relativ unabhängig von einer permanenten Stromversorgung sind. Hierzu wurden die Maschinen mit wiederaufladbaren Batterien ausgerüstet, die die Antriebsenergie ausreichend lange abgeben können, bevor eine erneute Aufladung erforderlich ist.

Die für solche Zwecke verwendeten Batterien sind meist Nickel-Kadmiumzellen, die unterschiedlich stark aufgeladen werden können. Dies bedeutet, daß die Batterie schnell aufladbar ist, wenn der Ladevorgang unterbrochen wird, sobald der volle Ladungszustand erreicht ist. Danach muß nur eine Dauerladung zugeführt werden, wenn ein Batterieschaden vermieden werden soll. Die Dauerladung hält die Batterie für unbestimmte Zeit auf dem vollen Ladezustand. Eine fehlerhafte Umschaltung vom Schnellaufladen auf die Dauerladung bewirkt eine schnelle Zerstörung der Batteriezellen, so daß sie ausgewechselt werden müssen.

Mit der zunehmenden Verwendung der batteriebetriebenen Maschinen vorstehend beschriebener Art ist deshalb auch ein Bedürfnis für eine billige, jedoch sehr zuverlässige Batterieladeschaltung entstanden, die zum sicheren Aufladen der Batterien in jede Maschine eingebaut werden kann.

Es sind bereits Batterieladeschaltungen zu diesem Zweck bekannt. Hierzu werden im folgenden noch einige Druckschriften benannt. Schaltungen dieser Art sind allgemein teurer in der

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Herstellung als eine nooh zu beschreibende Schaltung und vermeiden meist nicht die Rückkehr zum Schnelladevorgang, nachdem die Batterie voll aufgeladen ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine billige Batterieladeschaltung zu schaffen, die sich insbesondere für tragbare, elektrisch betriebene Maschinen eignet. Diese Batterieladeschaltung soll die Schnellaufladung und die Dauerladung ermöglichen und verhindern, daß auf die Schnellladung umgeschaltet wird, nachdem die Batterie vollständig aufgeladen wurde. Hierzu soll die Schaltung also so arbeiten, daß die Batterie zunächst schnell aufgeladen wird und dann durch Zuführen der Dauerladung ihre volle Ladung behält.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bekannte Schaltungen sind unterschiedlich zur Erfindung ausgebildet. So zeigt beispielsweise die US-PS J5 599 072 eine Batterieladeschaltung, die eine Schnellaufladung bis zum vollständigen Ladezustand ermöglicht. An dieser Stelle wird dann durch eine mit der Batterie verbundene Spule ein Schutzgaskontakt betätigt, der die Ladegeschwindigkeit auf Dauerladung umschaltet. Periodisch wird die Schaltung jedoch durch eine RC-Zeitschaltung und einen Unijunctionstransistor auf Schneiladung wieder zurückgeschaltet. Die Schneiladung wird periodisch für entsprechend kürzere Zeiträume eingeschaltet, da die Batterie immer wieder die volle Ladung erreicht.

Die US-PS 3 518 524 beschreibt eine Batterieladeschaltung mit einem Temperaturschalter, der von Schneiladung auf Dauer-

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ladung umschaltet, wenn die Batterie voll geladen ist. Diese Ladesehaltung wird immer dann auf Schnelladung zurückgeschaltet, wenn die Batterie ausreichend abgekühlt ist, und sich der Temperaturschalter wieder schließt. Somit arbeitet die Schaltung zyklisch zwischen Schnellaufladung und Dauerladung.

Die US-PS 3 465 230 betrifft eine Batterieladeschaltung, bei der eine Diode an die Batterien angeschaltet ist und leitend wird, wenn die volle Ladung erreicht ist. Ein thermischer Schalter, der mit der Diode in Kontakt steht, schaltet die Schaltung von Schnellaufladung auf Dauerladung um. Ein Widerstand parallel zum thermischen Schalter hält diesen geöffnet, um die Rückschaltung zur Schnellaufladung zu verhindern.

Es ist auch mglich, in einer Batterieladeschaltung einen Thermostatschalter vorzusehen, der bei Erreichen der vollständigen Ladung geöffnet und durch die Wärme eines Widerstandes geöffnet gehalten wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Batterieladeschaltung nach der Erfindung,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Batterieladeschaltung nach der Erfindung,

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Batterieladeschaltung nach der Erfindung und

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Pig. 4 SignalVerläufe zur Erläuterung der Arbeitsweise einer Batterieladeschaltung nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Batterieladeschaltung nach der Erfindung. Sie kann zum leichteren Verständnis in drei Abschnitte unterteilt werden. Es handelt sich dabei um eine Stromquelle 10, eine Dauerladeschaltung 12 und eine Schnelladeschaltung 14. Die Gesamtschaltung liefert Ladestrom an Batteriezellen 16.

Diese Zellen sind vorzugsweise Nickel-Kadmiumbatterien, die mit unterschiedlicher Geschwindigkeit geladen werden können. Dies bedeutet, daß sie bis zur vollständigen Ladung schnell geladen werden und danach für unbestimmte Zeit eine Dauerladung erhalten. Eine Eigenschaft solcher Zellen ist es, daß sie bei Erreichen der vollständigen Ladung einen beachtlichen Temperaturanstieg erfahren. Wird die Schnellaufladung nicht sofort unterbrochen, nachdem der Temperaturanstieg auftritt, so können die Zellen schnell beschädigt werden. Der Temperaturanstieg der Zellen kann deshalb zur Umschaltung auf Dauerladung ausgenutzt werden.

Die in Fig. 1 gezeigte Schaltung enthält zwei Stromkreise zwischen der Stromquelle 10 und den Zellen 16. Der erste Stromkreis verläuft über die Dauerladeschaltung 12. Der zweite Stromkreis verläuft über die Schnelladeschaltung lh und einen Thermostaten 18.

Der Thermostat 18 ist gemäß der in Fig. 1 gezeigten gestrichelten Verbindung so vorgesehen, daß er einen Temperaturanstieg der Zellen 16 feststellt, wenn sie sich dem vollen Ladezustand annähern. Steigt die Temperatur der Zellen an, so wird der Termostatschalter geöffnet, so daß der Stromfluß zu den

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Zellen In der Schnelladeschaltung unterbrochen wird, bis die Zellen wieder abgekühlt sind. Der Thermostat 18 schließt seinen Kontakt bei der Abkühlung und würde somit bei Fehlen der Erfindung wieder auf Schneiladung umschalten. Ein solcher zyklischer Betrieb der Schnelladeschaltung ist jedoch unerwünscht, da die Zellen wiederholt überladen werden können und ein Temperaturanstieg auftritt. Dies wird durch die Erfindung jedoch vermieden.

Die Stromquelle zur Aufladung der Batteriezellen liefert eine durch Doppelweggleichrichtung erhaltene Spannung V, deren Verlauf in Fig. 4 dargestellt ist. Die Stromquelle enthält einen Transformator Tl und zwei Dioden Dl und D2. Die speisende Wechselspannung liegt an der Primärwicklung des Transformators Tl, während die Dioden Dl und D2 mit der Sekundärwicklung verbunden sind und die gleichgerichtete Spannung V an der Klemme 22 erzeugen. Die Sekundärwicklung des Transformators Tl hat einen Mittelabgriff und ist an diesem über eine Leitung 24 mit dem negativen Anschluß der Batteriezellen 16 verbunden. Hat die speisende Wechselspannung beispielsweise eine Frequenz von 6o Hz, so hat der Spannungsverlauf in Abständen von 8,3 ms jeweils einen Nulldurchgang.

Die gleichgerichtete Spannung wird von der Klemme 22 auf die Dauerladeschaltung 12 und die Schnelladeschaltung 14 geführt. Die Dauerladeschaltung 12 enthält einen Widerstand Rl, der den Strom für die Batteriezellen 16 auf einen Sicherheitswert begrenzt, der dauernd vorliegen kann, ohne daß Schäden eintreten. Wenn die Schnelladeschaltung 14 abgeschaltet ist, so liefert die Dauerladeschaltung 12 den Dauerladestrom über den Widerstand Rl an den positiven Anschluß 26 der Batterien. Parallel zum Widerstand Rl ist eine Leuchtdiode D3 mit einem Reihenwiderstand R2 vorgesehen. Die Leuchtdiode D3 zeigt dem

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Benutzer, daß die Batteriezellen 16 mit dem Dauerladestrom geladen werden und somit praktisch voll geladen und betriebsbereit sind.

Die Schnelladeschaltung 14 enthält einen gesteuerten Siliciumgleichrichter 28 mit einer Anode, einer Kathode und einer Steuerelektrode. Die Anode dieses Gleichrichters ist mit dem Anschluß 22 verbunden, während die Kathode über den Thermostaten 18 mit dem positiven Anschluß 26 der Batteriezellen 16 verbunden ist. Die Steuerelektrode ist mit einem Schaltungspunkt 30 über einen Widerstand R3 verbunden. Zwischen dem Schaltungspunkt 30 und der Leitung 24 ist ein Kondensator Cl mit einem Parallelwiderstand R4 vorgesehen. Ein Schalter Sl und eine Diode D4 verbinden den Anschluß 22 mit dem Schaltungspunkt 30.

Wie dem Fachmann verständlich wird, schaltet der gesteuerte Siliciumgleichrichter 28 einen Lades.tromweg von der Stromquelle 10 zu den Batteriezellen 16. Dieser Stromweg wird unterbrochen, wenn der Thermostat 18 geöffnet wird und die Zellen den Zustand der vollständigen Aufladung erreicht haben. Die mit dem Schaltungspunkt 30 verbundenen Elemente steuern die Punktion des gesteuerten Gleichrichters 28, bis der Thermostat 18 geöffnet wird, und verhindern das Arbeiten des gesteuerten Gleichrichters 28 nach dieser Öffnung. Diese Betriebseigenschaften ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.

Soll die Batterieladeschaltung eingeschaltet werden, so werden die Batteriezellen 16 mit ihr verbunden und der Schalter Sl vorübergehend betätigt. Dadurch wird die Spannung V (Fig· 4) mit dem Schaltungspunkt 30 verbunden. Der

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Kondensator Cl wird auf ungefähr den Maximalwert der Spannung V über die Diode D4 schnell aufgeladen und auf dieser Spannung gehalten. Die Spannung V wird auch der Anode des gesteuerten Siliciuragleichrichters 28 zugeführt* während die Batteriespannung VL an seiner Kathode liegt. Da die Batterie zunächst entladen ist, hat die Spannung V. einen viel kleineren Wert als der Maximalwert der Spannung V. . Überschreitet der Augenblickswert der an der Anode des gesteuerten Siliciumgleichrichters 28 liegenden Spannung Y_n den Wert der Batteriespannung V_fa an der Kathode, so wird der Kondensator Cl über den Widerstand H3 entladen, wodurch ein Stromfluß zur Steuerelektrode des gesteuerten Siliciumgleichrichters 28 entsteht. Dadurch wird der gesteuerte Siliciumgleichrichter 28 leitend und schaltet den direkten Ladestromweg für die Batteriezellen 16 ein. Beim Übergang des gesteuerten Siliciumgleichrichters 28 in den leitenden Zustand wird die Spannung an seiner Steuerelektrode über die Übergänge des Gleichrichters auf einer Spannung gehalten, die etwas geringer als die Spannung Y_n ist. Dieser Zustand ermöglicht einen Stromfluß aus der Steuerelektrode des Siliciumgleichrichters 28 über den Widerstand B.3 zurück zum Schaltungspunkt j50, wodurch der Kondensator Cl wieder aufgeladen wird« Dadurch wird die Schaltung für den nächsten Betriebszyklus vorbereitet. Der gesteuerte Siliciumgleichrichter 28 wird gesperrt, wenn die Spannung V kleiner als die Spannung V. wird. Die Ladung wird dann wieder aufgenommen, sobald die Spannung V an der Anode die Batteriespannung V_b an der Kathode überschreitet, da der Kondensator Cl eine gespeicherte Ladung hat, deren Spannung etwas geringer als der Maximalwert der Spannung V ist, der anfangs durch das Betätigen des Schalters Sl gespeichert wurde.

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Der Schnelladezyklus wiederholt sich nach jeweils 8,3 ms (bei einer Netzfrequenz von 6o Hz), bis die Batteriezellen 16 ihre volle Ladung erreichen. Nähern sie sich diesem Zustand an, so werden sie wärmer und bewirken eine Unterbrechung des Ladestromweges für den Schnelladebetrieb mit dem Thermostaten 18.

Wie bereits ausgeführt, wird der Thermostatschalter 18 wieder geschlossen, wenn sich die Zellen 16 abkühlen. Es ist deshalb günstig, die erneute Schnelladung zu verhindern, weshalb Elemente vorgesehen sind, die die Steuerschaltung für den gesteuerten Siliciumgleichrichter 28 sperren, solange der Thermostatschalter 18 geöffnet ist. Ein Ableitungswiderstand R4 ist zwischen den Schaltungspunkt 30 und die Leitung 24 geschaltet und ermöglicht eine Entladung des Kondensators Cl während der Öffnungszeit des Thermostatschalters 18. Um eine Entladung während der Sehne llaufladung zu verhindern, haben der Kondensator Cl und der Widerstand R4 derartige Werte, daß die entsprechende Zeitkonstante etwas langer als der Betriebszyklus von 8,3 ms ist. Diese Zeitkonstante kann beispielsweise in der Größenordnung des Hundertfachen der Periode der. Spannung V von 8,3 ms liegen.

Ist der Kondensator Cl über den Widerstand R4 entladen, so wird der gesteuerte Siliciumgleichrichter 28 nichtleitend, unabhängig vom Zustand des Thermostaten 18, wenn nicht der Schalter Sl vom Benutzer wieder betätigt wird. Wenn die Schnelladeschaltung auf diese Weise gesperrt ist, liefert die Dauerladeschaltung einen Minimalstrom an die Batterie über den Widerstand Rl, so daß die Zellen 16 ihre volle Ladung behalten. Die Leuchtdiode D3 leuchtet dabei auf.

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Der in Fig. 4 gezeigte Signalverlauf 32 entspricht der Spannung am Anschluß 26 bei Schnellaufladung. Wenn der gesteuerte Siliciumgleichrichter 28 gesperrt ist, so hat die Batteriespannung den Wert V, . Wird der Gleichrichter 28 leitend gesteuert, so steigt die Spannung am Anschluß 2.6 proportional der Spannung V an, wie bei 34 gezeigt, wodurch die Batterie aufgeladen

wird, bis der gesteuerte Siliciumgleichrichter 28 gesperrt wird, was bei 36 gezeigt ist.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zur leichteren Beschreibung und zum besseren Verständnis sind Elemente, die auch in der Schaltung nach Fig. 1 vorgesehen sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden im folgenden rieht weiter erläutert, sofern sie nicht für das Verständnis dieser Schaltung erforderlich sind. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel enthält die Schaltung eine Stromquelle 10, eine Dauerladeschaltung 12 und eine Schnelladeschaltung 14. Der Unterschied zwischen beiden Ausführungsbeispielen besteht im Aufbau der Schnelladeschaltung 14.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Schaltungspunkt 30 mit der Stromquelle 10 über den Widerstand Rl und die Diode D4 verbunden. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel wird hier die Schneiladung eingeleitet, sobald die Batteriezellen 16 in die Ladeschaltung eingefügt werden.

Vorher wird der Kondensator Cl über den Widerstand Rl und die Diode D4 auf eine Spannung aufgeladen, die der maximalen Leerlaufspannung V nahekommt. Wird die Batterie mit der Schaltung verbunden, so fällt die Spannung an der Anode der Diode D4 auf etwa den Wert V^ ab. Dadurch wird die Diode D4 gesperrt, da ihre Anode ein geringeres Potential als die mit dem

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Kondensator Cl verbundene Kathode hat. Dadurch wird die Diode D4 bei Schnellaufladung praktisch von der Schaltung getrennt.

Wie bei den ersten beiden Ausführungsbeispielen wird bei steigender Ladespannung V das Potential an der Anode des gesteuerten Siliciumgleichrichters 28 positiver als an der Anode, die mit der Batterie 16 verbunden ist. Da der Kondensator Cl aufgeladen ist, wird der gesteuerte Siliciumgleichrichter 28 leitend, so daß der zuvor in Verbindung mit Fig. beschriebene Ladezyklus beginnt. Er setzt sich fort, bis der Thermostatschalter 18 geöffnet wird, wodurch-der Kondensator Cl über den Widerstand R4 entladen wird. Wenn der Entladevorgang beginnt, wird die Diode D4 wieder in Vorwärtsrichtung geschaltet und verhindert somit eine vollständige Entladung des Kondensators Cl. Er entlädt sich jedoch auf den Wert der Batteriespannung V, abzüglich des Spannungsabfalls an der Diode D4, der etwa 0,7 V beträgt. ^Dieser Grad der Kondensatorentladung reicht aus, um ein Leitendsteuern des Siliciumgleichrichters 28 bei Schließen des Thermostatschalters l8 zu verhindern. Wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Pig. I wird also bei öffnen des Thermostatschalters 18 und vollständiger Aufladung der Kondensator Cl soweit entladen, daß eine weitere Sohnelladung verhindert wird, wenn der Thermostatschalter 18 bei Abkühlung der Batteriezellen 16 wieder geschlossen wird.

Nach Ende des Schnelladezyklus liefert die Dauerladeschaltung 12 eine Dauerladung für die Batteriezellen l6, und die Leuchtdiode D3 zeigt den vollen Ladezustand an.

Ist der Thermostatschalter l8 geöffnet und hat sich der Kondensator Cl über den Widerstand R4 teilweise entladen, so kann die Schrellaufladung nicht wieder aufgenommen werden,

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bevor die Batteriezellen 16 aus der Schaltung entfernt sind, so daß der Kondensator Cl sieh wieder auf die Leerlaufspannung V_ aufladen kann, die größer als die Batteriespannung V. ist.

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Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses ähnelt gleichfalls dem Ausführungsbeispiel nach Pig. I, weshalb gleichartige Elemente gleiche Bezugszeiohen haben und im folgenden nicht weiter erläutert werden müssen, als es für das Verständnis dieses Ausführungsbeispiels erforderlich ist. Die Schaltung umfaßt eine Stromquelle 10, eine Dauerladeschaltung 12 und eine Schnelladeschaltung 14.

Der Unterschied zwischen dem dritten und .dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, daß der Ladestromweg beim dritten Ausführungsbeispiel keinen Thermostaten enthält. Somit verläuft der Ladestromkreis direkt von der Stromquelle 10 über die Schnelladeschaltung Ik zu den Batteriezellen 16. Der Thermostatschalter 18 ist zwischen den Schaltungspunkt 4o und den negativen Anschluß 42 der Batterie 16 geschaltet, während die Ka^-Oiode des gesteuerten Siliciumgleichrichters direkt mit dem positiven Anschluß der Batterie 16 verbunden ist.

Wenn der Thermostatschalter 18 betätigt wird, so unterbricht er den Stromfluß zum Steuerstromkreis des gesteuerten Siliciumgleichrichters 28 und nicht den Stromkreis von der Stromquelle 10 zum positiven Anschluß der Batteriezellen 16, wie es beim ersten Ausführungsbeispiel der Fall ist. Das Ergebnis ist dasselbe, jedoch schaltet der Thermostatschalter 18 einen wesentlich schwächeren Strom als beim ersten Ausführungsbeispiel. Möglicherweise kann beim ersten Ausführungsbeispiel das Problem einer zu frühen öffnung des Thermostatschalters

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auftreten, die durch Eigenerwärmung verursacht werden kann. Dort beträgt der Strom über den Thermostatschalter 18 nämlich etwa 2 A. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 liegt der Strom über den Thermostatschalter 18 in der Größenordnung weniger mA. Somit wird hier die Möglichkeit einer zu frühen Öffnung des Thermostatschalters 18 infolge Eigenerwärmung praktisch eliminiert. Dem Fachmann ist klar, daß eine ähnliche Abänderung auch bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 vorgesehen werden kann.

Beim Betrieb der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 beginnt der Ladezyklus, wenn der Schalter Sl vorübergehend betätigt wird, wodurch der Kondensator Cl auf eine Spannung aufgeladen wird, die die Schwellenspannung des gesteuerten Siliciumgleichrichters 28 überschreitet. Die Batteriezellen 16 nehmen Strom über die Schnelladeschaltung 14 aus der Stromquelle 10 auf. Nähern sie sich dem vollen Ladezustand an, so stellt der Thermostatschalter 16 die damit entwickelte Wärme fest und wird geöffnet, wodurch der Steuerstromkreis der Schnelladeschaltung l4 unterbrochen wird. Der gesteuerte Siliciumgleichrichter wird dann gesperrt, da der Kondensator Cl den Strom über den Widerstand R3 zur Leitendsteuerung des Gleichrichters 28 infolge des unterbrochenen Steuerstromkreises nichtmehr liefern kann. Der Ableitungswiderstand R4 entlädt den Kondensator Cl, wenn der Thermostatschalter 18 geöffnet ist, so daß eine erneute Einschaltung des gesteuerten Siliciumgleichrichters 28 bei Schließen des Thermostatschalters 18 verhindert wird.

Wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen sind die Werte für den Widerstand R4 und den Kondensator Cl so gewählt, daß die Zeitkonstante um eine Größenordnung länger als die Periode der Speisespannung von 60 Hz (8,3 ms) ist. Ist der

Kondensator Cl über den Widerstand R^ entladen, so bleibt der gesteuerte Siliciumgleichrichter 28 gesperrt und die Batteriezellen 16 werden im Dauerladezustand betrieben, unabhängig vom Zustand des Thermostatschalters 18, bis der Schalter Sl wieder betätigt wird.

Die Vorteile der vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnungen bestehen in erster Linie darin, daß eine sichere und wirksame Batterieladung bei einem minimalen Schaltungsaufwand gewährleistet ist. Besonders das Schaltungsbeispiel nach Fig. ist sehr einfach und billig aufgebaut und erfordert keine besondere Bedienungstätigkeit durch den Benutzer mit Ausnahme des Einfügens der Batteriezellen 16 in die Schaltung. Die richtige Umschaltung zwischen Schneiladung und Dauerladung wird dadurch erreicht, daß der Kondensator Cl nicht soweit aufgeladen wird, daß der gesteuerte Siliciumgleichrichter 28 leitend gesteuert wird, solange die Batteriezellen 16 von der Schaltung getrennt sind. In ähnlicher Weise sind auch die beiden anderen Schaltungsbeispiele einfach und billig aufgebaut und ermöglichen eine direkte Steuerung des Ladungszyklus durch den Benutzer.

Alle vorstehend beschriebenen Merkmale der Erfindung können einzeln oder in beliebiger Zusammenfassung erfindungswesentlich sein.

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Claims

Patentansprüche

1.jBatterieladesehaltung rait einer Stromquelle, einer Schnellladeschaltung und einer Dauerladeschaltung sowie einer Schaltervorrichtung zur vorübergehenden Unterbrechung des Ladestromweges zwischen der Stromquelle über die Schnellladeschaltung zu der zu ladenden Batterie bei Annäherung an den vollen Ladezustand, gekennzeichnet durch eine bei Betätigung der Schaltervorrichtung (18) wirksam schaltbare Sperrschaltung für die Schnelladeschaltung (14).

2. Batterieladeschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauerladeschaltung (12) bei gesperrter Schnelladeschaltung (14) zwischen die Stromquelle (10) und die Batterie (16) geschaltet ist.

3. Batterieladeschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (IQ) eine Vollweggleichrichtung umfaßt.

4. Batterieladeschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnelladeschaltung (14) einen gesteuerten Siliciumgleichrichter (28) im Ladestromweg von der Stromquelle (10) zur Batterie (16) sowie eine Steuerschaltung zur Leitendsteuerung des Siliciumgleichrichters (28) während eines Teils eines jeden Halbzyklus der Stromquelle (10) enthält.

5. Batterieladeschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen mit der Steuerelektrode des Siliciumgleichrichters (28) verbundenen Kondensator (Cl)

sowie eine Ladeschaltung für den Kondensator (Cl) zu dessen Aufladung auf eine Spannung enthält, die einen zur Überschreitung der Schaltschwelle des Siliciumgleichrichters (28) geeigneten Strom liefert.

6. Batterieladeschaltung nach Anspruch 5» dadurch gekennzelehnet, daß die Sperrschaltung einen Entladewiderstand (R4) für den Kondensator (Cl) enthält, der eine Entladezeitkonstante erzeugt, die um mindestens eine Größenordnung langer als die Periode der von der Stromquelle (10) gelieferten Spannung ist.

7. Batterieladeschaltung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine Diode (D4) im Stromweg von der Stromquelle (10) zum Kondensator (Cl) zur Haltung der Kondensatorspannung auf etwa der von der Stromquelle (10) abgebebenen Spannung (V ) sowie einen mit der Diode (D4) in Reihe geschalteten Schalter (Sl) zur wahlweisen Aufladung des Kondensators (Cl) enthält.

8. Batterieladeschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltervorrichtung (18) ein Thermostatschalter mit Ruhekontakt ist, der in Wärmeübertragungsverbindung mit der Batterie .(16) steht und durch die bei Erreichen des vollen Ladezustands in der Batterie (l6) erzeugte Wärme betätigbar ist.

9. Batterieladeschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauerladeschaltung (12) einen den Dauerladestrom führenden Widerstand (Rl) enthält, der den Dauerladestrom auf einen Minimalwert begrenzt.

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10. Batterieladeschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauerladeschaltung (12) ferner eine Leuchtdiode (Dj5) zur Anzeige des vollen Ladezustandes enthält.

11. Batterieladeschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ^kennzeichnet, daß die Steuerschaltung zur Ladung des Kondensators (Cl) auf eine erste Spannung nur dann wirksam geschaltet ist, wenn die Batterie (16) nicht mit der Batterieladeschaltung verbunden ist, wobei diese Spannung zur Erzeugung eines die Schaltschwelle des gesteuerten Sillciumgleichrichters (28) überschreitenden Stroms ausreicht.

12. Batterieladeschaltung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine batterieseitig mit dem Strombegrenzungswiderstand (Rl) verbundene Diode (D4) enthält, über die der Kondensator (Cl) bei von der Batterieladeschaltung getrennter Batterie (1β) auf eine erste Spannung aufladbar ist und die bei "Verbindung der Batterie (16) mit der Batterieladeschaltung durch den Spannungsabfall am batterieseitigen Anschluß des StrombegrenzungsWiderstands (Rl) gesperrt wird, so daß der Kondensator (Cl) auf der ersten Spannung gehalten wird.

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