DE3039119C2 - Ladegerät für wiederaufladbare Batterien - Google Patents

Description

ου

ersichtlich ist Wie weiter aus der Kurve B in Fig. 1 ersichtlich ist, entspricht der Zeitpunkt t\ nocftnicht dem vollständigen aufgeladenen Zustand der.Batterie. Zu diesem Zeitpunkt ist die Batterie vielmehr-noch nicht vollständig geladen. Sogar dann, wenn das Gerät so ausgebildet ist daß der Ladestrom unterbrochen wird, wenn der differenzierte Wert einen vorgegebenen negativen Wert hat kann eine vorbestimmte .Größe der Aufladung nicht unbedingt sichergestellt werden, d. h. die Ladespannungscharakteristik fluktuiert ziemlich stark in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur. Andererseits wird gemäß der japanischen Patentschrift der differenzierte Wert in vorbestimmten Zeitintervallen (delektiert Ist nun die Ladespannungscharakteristik starken Fluktuationen unterworfen, so ist der Detektionszeitpunkt sehr stark verschieden, und es könnte_;im Extremfall passieren, daß ein solcher willkürlich festgesetzter Negativwert der differenzierten Spannung nicht delektiert werden kann und daß der Ladebetrieb nicht beendet werden kann, was im Ergebnis bedeutet daß die Batterie überladen wird.

Ein Ladegerät der eingangs beschriebenen.Art ist aus der Dc-OS 29 07 670 bekannt Dabei wird einJKondensator auf den Wert der Klemmenspannung uier Batterie aufgeladen- Wenn die Klemmenspannung dsr Batterie den Maximumwert überschritten hat und abfällt so wird die am mit einem als Spannungsdetektor wirkenden Potentiometer verbundenen Eingang eines Operationsverstärkers abliegende Spannung größer als die im Kondensator ^speicherte Spannung am zweiten Eingang, da eine Di^de ein Entladen des Kondensators blockiert, .so daß durch ein Abfallen des Ausgangssignals des Operationsverstärkers auf Erdpotential der Maximumwert der Ladesptinnungskurve festgestellt und über einen Transistor der von einer Spannungsquelle zur Batterie fließende Ladestrom unterbrochen wird. Dies bedeutet daß das Aufladen der Batterie dann unterbrochen wird, wenn ein .%>annungsabfall um einen vorbestimmten Wert nach Erreichen des Maximumwertes der Ladespannungskurve festgestellt wird.

Ein derartiges Ladegerät hat jedoch verschiedene Nachteile. Zum einen sind bei einem Kondensator starke Ladungsverluste kaum zu vermeiden, so daß es schwierig — wenn nicht gar unmöglich — ist, die gespeicherte Spannung, insbesondere den Spitzenwert der Ladcspannung, zu halten. Dies hat zur Folge, daß die gespeicherte Spannung allmählich abnimmt, was zu einer Fehlfunklion des Operationsverstärkers aufgrund der von diesem festgestellten Abnahme der im Kondensator gespeicherten Spannung führt, wodurch die Batterie ern«_-iii geladen wird. Da dieser I .adevorgang jedoch nach Durchlaufen des Maximumwcrlcs der Ludcspunnungskurve suiiifindei, nimmt die Batlcricspannung aufgrund des erneuten Ladevorgangs eher ab. Andererseits hat auch die im Kondensator gespeicherte Spannung abgenommen, so daß eine Beendigung des Aufladens nach dem Erreichen des Maximumwertes nicht mit Sicherheit erreicht wird und in manchen Fällen es nicht möglich ist, das Aufladen zu stoppen.

Außerdem ändert sich der Spannungsabfall an der Diode und dem Widerstand stark in Abhängigkeit von der Steigung der Ladespannungskurve, d. h, dem fließenden Strom, so daß es schwierig ist, die vom Potentiometer dem anderen Eingang des Operationsverstärkers zugeführtc Spannung geeignet zu wählen, damit der Operationsverstärker schallet und die Aufladung beendet. Der Grund liegt darin, daß es kaum möglich ist. die Baticriespannung bezüglich den sich ändernden Spannungsabfällen an Widerstand und Diode voll nachzuführen bzw. zu kompensieren.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, 21η Ladegerät der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern» daß die Abschaltung des Ladestroms mit größerer Zuverlässigkeit und nach einer genauer bestimmbaren Zeitspanne, die in geringerem Maße von äußeren Einflüssen, wie Temperatur, Kapazitätstoieranzen der Batterie u. dgl, erfolgt

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Ladegerät zur Steuerung der dem Spannungsspeicher zugeführteri Spannung und zur Begrenzung der gespeicherten Spannung auf den ersten Spannungswert eine Speicherspannungssteuereinrichtung mit einer Schalteinrichtung und einer Differenzverstärkerschaltung aufweist der an ihrem ersten Eingang der gespeicherte Spannung und an ihrem zweiten Eingang die Detektorspannung zugeführt wird und deren Ausgang mit der Schalteinrichtung verbunden ist wobei die Schalteinrichtung in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Differenzventärkerschaltung die Zuführung der Spannung zum Spannungsspeicher unterbricht, wenn die Differenz zwischen der gespeicherten Spannung und der Detektorspannung niedriger als eine vorbestimmte Spannungsdifferenz ist

Bei dem erfindungsgemäßen Ladegerät werden die oben genannten Nachteile vermieden. So wird insbesondere der Einfluß der Umgebungstemperatur auf die Ladespannungskurve beträchtlich vermindert Außerdem weist die Schaltung einen verhältnismäßig einfachen Aufbau auf und der von der Spannungsquelle zur Batterie fließende Ladestrom wird im richtigen Zeitpunkt unterbrochen.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3 beschrieben.

Die Erfindung wird nus- anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine graphische Darstellung der Ladespannungskurve einer gasdichten Batterie, die von dem erfindungsgemäßen Ladegerät aufgeladen wird, und anderer Signalspannungen im Ladegerät, wobei auf der Abszisse die Zeit und auf der Ordinate die Spannung aufgetragen ist;

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Darstellung des Schaltungsprinzips des erfindungsgemäßen Lcdegerät«·;

F i g. 3A und 3B graphische Darstellungen zur Erklärung der Änderung der gespeicherten Spannung;

Fig.4 ein Blöckschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 5 eine graphische Darstellung der Ladckcnnlinie einer inaktiven Batterie, wobei auf der Abszisse die Zeit und auf der Ordinate die Spannung aufgetragen ist;

F i g. 6 ein Blockschaltbild einer anderen bevorzugten AusfiTiirjngsform der Erfindung;

F i g. 7 ein Blockschaltbild einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 8 ein Blockschaltbild einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; "

F i g. 9 eine graphische Darstellung der Änderung der Spannung der Ausführungsform der F i g. 8, wobei auf der Abszisse die Zeit und auf der Ordinate die Spannung aufgetragen ist;

Fig. 10 eine Zeitablaufdarstellung zur Erläuterung des Betriebes der Ausführungsform der F i g. 8;

Fig. 11 ein Block;.?haltbild einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 12 ein Blockschaltbild einer weiteren bevorzug-

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ten Ausführungsform der Erfindung und Spannung Vd an einem Punkt, der dem Spitzenwert a Fig. 13, 14 und 15 graphische Darstellungen von An- der Kennlinie A entspricht. Die Spannungsdifferenz V derungen der Spannung zur Erläuterung des Betriebes zwischen der Ausgangsspannung der Spannungsdctckder Ausführungsform der Fig. 12, wobei auf der Ab- torschaltung 4 und der Ausgangsspannung der Spanszisse die Zeit und auf der Ordinate die Spannung aufge- 5 nungsspeicherschaltung 5 ändert sich gemäß der Chatragen sind, rakteristik, die durch die Kurve £Ίη Fig. I dargestellt Das Blockschaltbild der F i g. 2 zeigt das Prinzip der ist. Die Ausgangsspannung der Spannungsdetekior-Erfindung. Eine aufladbare Batterie 11 (im folgenden schaltung 4 ist größer als die gespeicherte Spannung der lediglich als »Batterie« bezeichnet) ist über eine Schalt- Spannungsspeicherschaltung 5, bis der Spitzenwert α einrichtung 2, die einen Teil der Steuerschaltung bildet, 10 der Ladespannungscharakteristik A erreicht ist. das mit einer Ladespannungsquelle 1 verbunden. Die Batte- heißt, bis der Zeitpunkt l\ erreicht ist. Die Bczugsspanrie 11 hat eine Ladungsspannungscharakteristik, wie nungscharakteristik, die durch die Kurve Ein Fig. 1 dies im Zusammenhang mit Kurve A in F i g. 1 beschrie- dargestellt ist, zeigt in Wirklichkeit einen schrittweisen ben wurde und ist eine gasdichte Batterie, wie zum Bei- Verlauf, wie dies in F i g. 3A gezeigt ist. Nimmt die Spanspiel eine Nickel-Cadmium-Batterie. Eine Spannungs- 15 nungsdifferenz V (die Differenz zwischen der gcspcidetektorschaltung 4 ist mit der Batterie 11 zum Feststel- cherten Spannung und der festgestellten Spannung) eilen der Klemmenspannung der Batterie 11 verbunden. nen vorbestimmten Wert Vu an, so wird demgemäß der Die der Klemmenspannung propotionale Ausgangs- Ausgang der Differenzverstärkcrschaltung 61 einen h< >-spannung der Spannungsdetektorschaltung 4 hat den hen Pegel annehmen, wodurch der Schalter 31 gcschlos-Veriauf der Kurve C in F i g. i und wird an einen Ein- zu scti wird. Danach sinkt die BiffcrcnzspariRur.g and der gang einer Vergleichsschaltung 62 angelegt. Die Klem- Ausgang der Differenzverstärkerschaltung 61 nimmt menspannung der Batterie 11 wird weiter über eine ein niedriges Niveau an, so daß der Schalter 31 geöffnet Schalteinrichtung 31 an eine Spannungsspeicherschal- wird. Der Schahzyklus hängt von der Änderungsrate tung 5 angelegt. Die Spannungsspeicherschaltung 5 soll der Ladespannungscharakteristik (gezeigt durch die eine Spannung speichern, die um eine vorgegebene 25 Kurvender Batterie ab und ist am Anfang des Ladcbe-Spannung niedriger ist als die festgestellte Spannung tricbcs länger und wird kurzer in der Nähe des Spitzender Spannungsdetektorschaltung 4. Demgemäß steht punktes a der Ladespannungscharakteristik, wie dies in die in der Spannungsspeicherschaltung 5 gespeicherte F i g. 3B gezeigt ist.

Spannung in einer Beziehung zu der Ladespannungs- Nachdem ö',-i Ladespannungscharakteristik den Spitcharakteristik, wie dies durch die Kurve D in F i g. 1 30 zenwert a überschritten hat, nimmt die Ausgangsspangezeigt ist. Die Ausgang spannung der Spannungsspei- nung der Spannungsdetektorschaltung 4 auch allmähcherschaltung 5 ist an den anderen Eingang der Ver- lieh in Übereinstimmung mit der Ladsspannungschagleichsschaltung 62 angelegt. Sowohl die Ausgangs- rakteristik ab; daher wird der Unterschied V zwischen spannung der Spannungsdetektorschaltung 4 als auch der gespeicherten Spannung der Spannungsspcichcrdie Ausgangsspannung der Spannungsspeicherschal- 35 schaltung 5 und der Ausgangsspannung der Spannungstung 5 sind an eine Differenzverstärkerschaltung 61 an- detektorschaltung 4 allmählich kleiner. Schließlich gelegt Die Differenzverstärkerschaltung 61 reagiert auf bleibt der Ausgang der Differenzverstärkerschaltung 61 den Unterschied zwischen der Asisgar.gsspsnniing der auf dem niedrigen Pegel. Daher bleibt der Schalter 31 Spannungsdetektorschaltung 4 und der Ausgangsspan- im geöffneten Zustand, und die gespeicherte Spannung nung der Spannungsspeicherschaltung 5 und hat einen 40 der Spannungsspeicherschaltung 5 bleibt auf dem oben Ausgang niedrigen Pegels, wenn die Differenzspannung erwähnten Spannungswert V₀. Daher wird die Ausniedriger als eine vorbestimmte Spannung ist, (in F i g. 1 gangsspannung in Obereinstimmung mit der Ladespanals V gezeigt), wodurch dann die Schalteinrichtung 31 nungscharakteristik und damit die Ausgangsspannung geöffnet wird. Demgemäß ergibt es sich, daß die Span- der Spannungsdetektorschaltung 4 niedriger, nachdem nungsspeicherschaltung 5 die Spannung speichert, die 45 der Spitzenwert a der Ladespannungscharakteristik vorhanden war, unmittelbar bevor die Schalterschal· überschritten ist Kurz danach erreicht die Differenz tung 31 geöffnet wurde. Die Vergleichsschaltung 62 bil- zwischen der Ausgangsspannung und der gespeicherten det einen Teil der Steuerschaltung und dient dazu, die Spannung der Spannungsspeicherschaltung 5 zum Zcit-Ausgangsspannung der Spannungsdetektorschaltung 4 punkt f₂ den Wert 0. Demgemäß wird beim Zeitpunkt t₃ und die Ausgangsspannung der Spannungsspeicher- 50 der Ausgang der Vergleichsschaltung 62 den niedrigen schaltung 5 zu vergleichen, um ein Signal hohen Pegels Pegel annehmen, und es wird der Schalter 2 geöffnet abzugeben, wenn die üif ferenzspannung einen vorbe- Die Batterie 11 wird nicht mehr weiter geladen, stimmten Wert (zum Beispiel O) überschreitet, wodurch Fig.4 zeigt ein schematisches Diagramm einer bedann die Schalteinrichtung 2 geschlossen wird. vorzugten Ausführungsform der Erfindung in Übcrcin-Für das Verständnis der Betriebsweise soll nun der 55 Stimmung mit dem Blockschaltbild der F i g. 2. In F i g. 4 Fall angenommen werden, daß die Batterie 11 keine weist die Spannungsdetektorschaltung 4 zum Feststcl-Restladung mehr besitzt, Beim Einschalten der Lade- Ien der Klemmenspannung oder der dazu proportionaspannungsquelle 1 mit Hilfe eines nicht gezeigten Schal- Ien Spannung der Batterie 11 eine Reihenschaltung von ters ist der Schalter (Schalteinrichtung) 2 geschlossen 4 Widerständen 41, 42, 43 und 44 auf, weiche mit den worden. Die Batterie 11 wird geladen. Die Ausgangs- ω beiden Klemmen der Batterie 11 verbunden ist. Die Reispannung der Spannungsdetektorschaltung 4 ändert henschaltung der Widerstände 41 —44 bildet eine Spansich entsprechend der Klemmenspannung der Batterie nungsteilerschaltung mit Ausgangsanschlüssen Pi, P2 11 in Obereinstimmung mit der Charakteristik, die und P3 für verschiedene Spannungen. Der Anschluß durch die Kurve C in Fig. 1 dargestellt ist Die Aus- Pi, an dem die höchste Spannung anliegt ist über den gangsspannung der Spannungsspeicherschaltung 5 an- 55 Schalter 31 mit der Spannungsspeicherschaltung 5 verdert sich in Übereinstimmung mit der Charakteristik, bunden. Der Ausgang P 2. an dem eine niedrigere Spandie durch die Kurve Din F i g. 1 dargestellt ist Insbeson- nung anliegt, ist mit einem Eingang eines Operationsdcre speichert die Spannungsspeichcrschaltung 5 die Verstärkers 621 verbunden, der die Vergleichsschaltung

62 bildet. Der letzte AusgangsanschluO PZ für die niedrigste Spannung ist mil einem Eingang eines Operationsverstärkers 611 verbunden, der die Differenzversiärkcrschaltung 61 bildet. Die SpannungsspeicherschaUung 5 weist eine Potentialspeichcrcinrichtung50l auf. Die Anschlußspannung der Potcntialspcichereinrichtung 501 ist an den anderen Hingang des Operationsverstärkers 611 und auch an den anderen Eingang des Operationsverstärkers 621 angelegt. Der Ausgang ilcs Operationsverstärkers 621 ist mit der Basis-Elektrode eines Transistors 201 verbunden, der den Eingang des Schalters 2 bildet. Eine Parallel verbind ing einer Relaisspule 202 und einer Diode 203 ist in Reihe mit der Kollektor-Elektrode des Transistors 201 geschaltet. Die oben beschriebene Reihenschaltung ist mit beiden Anschlüssen der Ladcspannungsquellc 1 verbunden. Ein Kontakt 204. der in Abhängigkeit von Erregung oder Kniregung der Rclaisspule 202 anschaltet oder ausschal· tei, ist /wischen der Ladungsspannungsqueile t und der Batterie 1 f iinj?L'or<lnrrl

Die Spannungsspcichercinrichiung 501 kann eine elektrochemische Potcnlialspeichercinrichtung sein. Eine solche Potcniialspeichcrcinrichtung ist in US-PS J7 53 110 beschrieben.

Eine solche Einrichtung wurde von der Anmelderin unter dem Warenzeichen »memoriode« hergestellt.

l:.s soll unter Bezugnahme auf F i g. 4 der Widerstand 51 beschrieben werden, der zwischen dem Ausgangsanschluß PX der Spannungsdctckforschaltung 4 und dem Schalter 31 angeordnet ist. Ist ein solcher Widerstand 51 vorgesehen, so wird die Aufladung der Spannungsspeicherv haltung 5 verzögert; in diesem Falle arbeitet dann der Widerstand 51 als Verzögerungseinrichtung. Der Widerstand 51 wird in einem Falle bevorzugt, in dem die aufladbarc Batterie 11 eine inaktive Batterie ist. Mit »inaktiver Batterie« ist dabei eine Batterie in einem inaktiven Zustand gemeint, die für lange Zeiträume oder unter hoher Temperatur im entladenen Zustand aufbewahrt wurde, wobei sich ein inaktiver Film auf der Anode und Kathode der Batterie gebildet hat. so daß die oxidierende und reduzierende Reaktion zeitweilig erloschen ist. so daß ein großer innerer Widerstand auftritt.

Wird eine solche inaktive Batterie geladen, so wird die Ladcspannungscharaktcristik so, wie dies durch die Kurve A 'in F i g. 5 gezeigt ist. wobei der zweite Spitzenwert «'aufgrund der oben beschriebenen inneren Impedanz beim Beginn des Ladebetriebes auftritt. Hat die l.adcspannungscharakteristik den Verlauf der Kurve A' in Fig.5, so würde bei Abwesenheit des Widerstandes 51. die Potcntialspcichereinrichtung 501 die Spannung zum Zeitpunkt h speichern, die beim zweiten Spitzenwert a'auftritt, wie dies durch die gestrichelte Linie D' in Fig.5 dargestellt ist. Andererseits hat die Spannung am Ausgangsanschluß P2 der Spannungsdetektorschaltung 4, das heißt eine Eingangsspannung des Operationsverstärkers 621 die durch die Kurve Cdargestellte Charakteristik im Vergleich zur Ladcspannungscharakleristik der Kurve A'. in Abwesenheit des Widerstandes 51 würde daher die Differenzspannung zwischen der gespeicherten Spannung Vp der Potentialspeichereinrichtung 501 und der Ausgangsspannung des Ausgangsansdilusses P\ zum Zeitpunkt U bei Beginn des Ladebetriebes 0 werden. Daher würde der Ausgang des Operationsverstärkers 621 nach dem Zeitpunkt U auf den niedrigen Pegel gehen, wodurch der Kontakt 204 des Schalters 2 geöffnet würde. Im Falle einer Ladung einer solchen inaktiven Batterie würde daher der Strom von der Spannungsquelle 1 zur Batterie 11 bereits zum Zeitpunkt u bei Beginn des Ladebetriebes unterbrochen. Mit dem Widerstand 51 folgt die Spannung der PotcntialspeichereinriehtungSOl bei Beginn des Ladebetriebes nicht der Ladcspannungscharaktcristik, die durch die ^ry Kurve 4'dargestellt ist. Durch den Widerstand 51 wird der Ladestrom gesteuert, der in die l'otcniialspciclicreinrichtiing 501 fließt, wodurch die gespeicherte Spannung der Ladcspannungscharaktcristik verzögert folgt. Da der zweite Spitzenwert der Ladespannungscharakteristik einer inaktiven Batterie beim Beginn des Ladebetriebes liegt, hat die Anwesenheit des Widerstandes 51 keinen Einfluß auf den Spitzenwert a (Fig. 1), der unmittelbar vordem voll aufgeladenen Zustand auftritt. F i g. 6 ist das Blockschaltbild des Aufbaus einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform ist im wesentlichen gleich der Ausführungsform der Fig.4 mit einigen Ausnahmen. Im folgenden sollen nur diese unterschiedlichen Teile beschrieben werden; auf eine Wiederholung der Beschreibüng bekannter Teile wird dabei verzichtet. Ein .charakteristisches Merkmal der gezeigten Ausführungsform besteht darin, daß ein Element 7, 71 für konstante Spannung zwischen den Anschlüssen P1 und P3 der Spannungsdetektorschaltung oder Spannungsteilerschaltung 4 angeordnet ist. Das Element 71 mit konstanter Spannung dient dazu, normalerweise die Spannung zwischen den Anschlüssen Pi und P3 der Widerstandsspannungsteilerschaltung 4 konstant zu halten. Die Spannung vom Ausgangsanschluß P\ wird an die Span-

jo nungsspeicherschaltung 5 und die Spannung vom Ausgangsanschluß P3 wird auch an den Operationsverstärker 611 angeschlossen. Die Spannung des Ausgangsanschlusses P1 ist so eingestellt, daß sie eine vorbestimmte Spannungsdifferenz V(F i g. 1) in Bezug auf die Spannung des Ausgangsanschlusses P3 hat. Die eingestellte Spannung V hat jedoch in Abhängigkeit von den verschiedenen Werten der Klemmenspannung der Batterie 11 auferund der Umgebungstemperatur verschiedene Werte. Daher ist die gezeigte Ausführungsform mit der Schaltung 7 für konstante Spannung verschen, so daß der Spannungsunterschied zwischen dem Ausgang des Ausgangsanschlusses Pl und dem Ausgang des Ausgangsanschlusses P3, das heißt die eingestellte Spannung Vkonstant gehalten werden kann. Bei dcrgezeigten Ausführungsform wird daher die eingestellte Spannung V weniger durch die Klemmenspannung der Batterie 11 beeinflußt.

Fig.7 ist ein Blockschaltbild einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die Ausführungsform ist im wesentlichen die gleiche wie diejenige der F i g. 4. Ein charakteristisches Merkmal der gezeigten Ausführungsform besteht darin, daß eine Detektorschaltung 8 zum Feststellen einer abnorm hohen Spannung vorgesehen ist. Insbesondere ist eine Spannungsteiierschaltung 83 mit einer Reihenschaltung von Widerständen 81 und 82 mit beiden Anschlüssen der Ladespannungsqucllc 1 verbunden. Die Spannung von dem Ausgangsanschluß 84 des Spannungsteilerschaltung 83 wird an einen Eingang des Operationsverstärkers 85 gelegt. Der andere Eingang des Operationsverstärkers 85 ist mit dem Ausgangsanschluß PX der Spannungsdetektorschaltung 4 verbunden. Der Operationsverstärker 85 erzeugt ein Signal hohen Pegels, wenn die Spannung, die an die Potentialspeichereinrichtung 501 angelegt ist, die Bezugsspannung am Ausgangsanschluß der Spannungsteilerschaltung 83 überschreitet. Dieses Ausgangssignal mit hohem Pegel wird an den Schalter 86 angelegt. Der Schalter 86 reagiert auf das Ausgangssi-

gnal hohen Pegels des Operationsverstärkers 85 und wird dadurch geschlossen. Demgemäß schließt die Detektorschaltung 8 den Schalter 86. wenn die an die Potentialspcichercinrichtung 501 in der Spannungsspeichereinnchtung 5 angelegte Spannung größer wird als die Bezugsspannung. Wenn der Schalter 86 geschlossen ist, wird der Ausgang des Operationsverstärkers 621, der die Vergleichsschaltung 62 bildet, über den Schalter 86 mit Erde verbunden, so daß der Ausgang des Operationsverstärkers 621, der an den Schalter 2 angelegt ist, niedrigen Pegel annimmt. Demgemäß wird der Schalter 2 geöffnet. Daher wird bei der gezeigten Ausführungsform der Schalter 2 sofort geöffnet, wenn eine abnorm hohe Spannung an die Potentialspeichereinrichtung 501 angelegt wird, wodurch der Ladestrom von der Ladespannungsquelle 1 zur Batterie 11 unterbrochen und der Ladebetrieb für die Batterie 11 beendet wird. Gemäß der gezeigten Ausführungsform kann verhindert werden, daß die Schaltungskomponenien durch eine solche abnorm hohe Spannung beschädigt werden.

Fig.8 ist ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von den vorher beschriebenen Ausführungsformen dadurch, daß sie eine Wechselspannungsquelle als Ladespannungsquelle 1 enthält. Da die Ausführungsform eine Wechselspannungsquelle als Ladestromspannungsquelle 1 enthält, weist die Ausführungsform auch eine Synchronisaticnsschaltung 800 auf.

Die Ladespannungsquelle 1 weist einen Transformator 101 auf, durch den gewöhnliche Netzspannung herunter transformiert wird. Ein Ende der Sekundärwicklung des Transformators 101 ist mit Erde verbunden, während das andere Ende der Sekundärwicklung mit der Anode eines Thyristors 21 verbunden ist, der den Schalter 2 bildet Die Kathode des Thyristors 21 ist mit der Batterie 11 und der Spannungsdetektorschaltung 4 verbunden. Das Gate des Thyristors 21 ist mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 621 verbunden, der in

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komponenten bei jedem Zeitgeberpuls angeschlossen, der vom Operationsverstärker 806 erhalten wird. Spunnungsspeichereinrichts'igen 402 und 403 zum Halten oder Speichern der Spannungen, die mit Untcrbrechun gen von den Schaltern 808 bzw. 809 erhalten werden, sind mit den Ausgangsanschlüssen Pl bzw. P3 verbunden. Obwohl die Spannungsspeichcreinrichtungcn 402 und 403 elektrochemische Potenitalspeichercinrichtungen aufweisen können, die ähnlich der Potentialspci- chereinrichtung 501 sind, die in der Spannungsspeichcrschaltung 5 enthalten ist, können dieselben jedoch auch durch Kondensatoren ersetzt werden, so daß sie sehr billig ausgeführt werden können. An einen Eingang des Operationsverstärkers 611 ist die Spannung angelegt, die am Kondensator 403 anliegt. An einem Eingang des Operationsverstärkers 621 ist die Spannung angelegt, die am Kondensator 402 anliegt.

Der Operationsverstärker 621, der in der Vergleichsschaltung 62 Verwendung findet, arbeitel in derselben Weise wie bei den vorher beschriebenen Ausfiihningsformcn. Nimmt der Ausgang des Operationsverstärkers 621 einen tiefen Pegel an, so wird ein Torsignal nicht «in die Torelektrode des Thyristors 21 angelegt, die Teil der Schalterschaltung 2 ist. so daß der Thyristor 21 nicht mehr leitend gemacht wird.

Die Betriebsweise der Ausführungsform der l-'ig. 8 soll unter Bezugnahme auf die Fig.9 und 10 beschrieben werden. Der Operationsverstärker 621 liefert ein Ausgangssignal niedrigen Pegels erst dann, wenn die Ausgangsspannung des Ausgangsanschlusscs PI der Spannungsdetektorschaltung 4 eine vorbestimmie Spannungsdifferenz (zum Beispiel 0) in Bezug auf die Spannung der Spannungsspeicherschaltung hat, bleibt aber bis zu diesem Zeitpunkt auf hohem Pegel. Dcmgc maß wird zunächst ein Torsignal von hohem Pegel an die Torelektrode des Thyristors 21 angelegt, der den Schalter 2 bildet, wodurch der Thyristor 21 leitend gemacht wird. Der Ausgang der herunter transformieren

der Vergieichsseiiänüng 62 vorgesehen ist. Der andere den Transformators JOi, der in der LadcspanRuugsquc!-

Anschluß der Ausgangswicklung des Transformators 101 ist mitderSpunnungsteilerschallung801 verbunden, die Widerstände 802 und 803 in Serie aufweist. Der Ausgangsanschluß 804 der Spannungsumschaltung 801 ist mit einem Eingang des Operationsverstärkers 806 verbunden. Der andere Eingang des Operationsverstärkers 806 ist mit dem Ausgang der Bczugsspannungsquelle 805 verbunden. Andererseits ist der Schalter 807 zwischen dem Ausgangsanschluß Pl der Spannungsdetektorschaltung oder der Spannungsteilerschaltung 4 und dem Schalter 31 angeordnet. Der Schalter 808 ist zwischen dem Ausgangsanschluß PI und einem Eingang des Operationsverstärkers 621 angeordnet Der Schalter 809 ist zwischen dem Ausgangsanschluß P 3 und einem Eingang des Operationsverstärkers 611 angeordnet Diese Schalter 807,808 und 809 reagieren auf Ausgangssignale des Operationsverstärkers 806 und werden dadurch geöffnet oder geschlossen. Wird die Ausgangsspannung des Ausgangsanschlusses 804 der Spannungsteüerschaltung 801 größer als die Bezugsspannung der Spannungsquelle 805. so gibt der Operationsverstärker 806 den Zeitgeberpuls hohen Pegels. Demgemäß gibt ein Arbcitsverstärker 806 einen solchen Zeitgeberpuls für jede Periode der Wcchselstromspannungsquellc. Die Schauer 807,808 und 809 reagieren auf jeden Zeitgeberpuls und werden dadurch geschlossen. Demgemäß werden die Ausgangsspannungen an den Ausgangsansch'üssen P i, "2 und P3 der Spannungsdetektorschaltung 4 an die damit verknüpften Schaltuiigs- lc I vorhanden ist, wird über den Thyristor 21 an die Batterie 11 bei jeder positiven (oder negativen) I lalbpcriode angelegt. Der Zeitgeberpuls /_/K der bei (A) in Fig. 10 gezeigt ist, kommt vom Operationsverstärker 806 in jeder Periode der Wechsclspannungsquellc. Die Schalter 807, 808 und 809 reagieren dadurch auf den Zeitgeberpuls tp. daß sie zeitweilig geschlossen sind. Daher speichern die Kondensatoren 402 und 403 und die Potcntialspeichcreinrichtung 501 bei jedem Zeitgeberpuls Ip die entsprechenden Ausgangsspannungen.

die von der Spannungsteilerschaltung 4 kommen. Die Spannungsspeichereinrichtung oder der Kondensator 402 speichert den Wert, der bei (E) in F i g. 10 gezeigt ist. Die Spannungsspeichereinnchtung oder der Kondensator 403 speichert die Spannung, die bei (F) in Fig. 10 dargestellt ist Die Charakteristik der gespeicherten Spannung der Potentialspeichereinrichtung 501 nimmt die Form an, die bei (D) in Fi g. 10 gezeigt ist. In einem solchen Falle liefert der Operationsverstärker 611 den Pulsausgang p, wenn die gespeicherte Spannung in der

bo Spannungsspeichereinrichtung 501 eine vorbestimmte Spannungsdifferenz in Bezug auf die AnschluUspannting des Kondensators 403 hat. Demgemäß reagiert der Schalter 31 auf den Pulsausgang ρ und wird dadurch geöffnet, wodurch die gespeicherte Spannung der Po tentialspeichercinrichtung 501. die in der Spannungs- speicherschaltung 5 vorgesehen ist der Spannung des Kondensators 403 folgt, bis der Zeitpunkt ii erreicht ist. Andererseits ändert sich die Spannung des Kondensa-

lors 402 bei j^Jem Schließen des Schalters 808 und folgt dabei der Ladespannungscharakteristik A. Demgemäß nehmen die Spannungscharakteristiken der Einrichtungen 402, 403 und 501 bei Beginn des Ladcbetriebe;; die Werte an, die durch die Kurven F. G bzw. C in l·' i g. 9 dargestellt sind.

Nach dem Zeitpunkt /|, fiilli die Klemmenspannung der Batterie It ab und ändert sich dabei so, wie dies durch die Kurve A gezeigt ist. Daher fallen auch die Spannungen an den Anschlüssen der Kondensatoren 402 und 403 ab, wie dies durch die Kurven F bzw. C gezeigt ist. Andererseits hängt die Potentialspeichereinrichtung 501, die in der Spannungsspeicherschaltung 5 enthalten ist, nicht von einer solchen Ladespannungscharaktcristik ab, wie dies bereits im Zusammenhang mit den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben wurde. Insbesondere wird nach dem Zeitpunkt /ι das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 611 einen niedrigen Pegel annehmen, wie dies bei (C) in F-"ig. 10 gezeigt ist. Demgemäß wird der Schalter 31 geöffnet. Dpher wird die gespeicherte Spannung der Polcntials^ichereinrichtung 501 konstant bleiben nach dem Zeitpunkt <,. wie dies durch die Kurve 6 in F i g. 9 gezeigt ist.

I·' i g. 11 zeigt ein Blockdiagramm einer noch anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die Ausführungsform ist im wesentlichen die gleiche wie diejenige der F i g. 8 mit Ausnahme der folgenden Punkte. Es werden dabei wiederum nur die unterschiedlichen Teile beschrieben. Ein charakteristisches Merkmal dieser Ausführungsform ist es, daß eine Glättungsschaltung 91 in Verbindung mit dem Eingang des Operationsverstärkers 611 und eine Glättungsschaltung 92 in Verbindung mit dem Eingang des Operationsverstärkers 621 vorgesehen ist.

Solche Glätiungsschaltungcn 91 und 92 sollen induktive Störungen oder Brummspannungen ausfiltern. Um die Filterwirkung zu verbessern, können Widerstände 9Oi, 9Ö2 und 903 zwischen den Ausgangsanschlüssen PX. P2 und P3 und den Schaltern 807, 808 bzw. 809 vorgesehen sein. Durch die Widerstände 901, 902 und 903 können nicht nur die Brummspannungen, sondern auch Hochfrequenz-Störungen beseitigt werden. Die Widerstände 901, 902 und 903 können auch zwischen dem Schalter 807 und dem Schalter 31, zwischen dem Schalter 808 und dem Kondensator 402, bzw. zwischen dem Schalter 809 und dem Kondensator 403 vorgesehen sein.

In Fig. 12 ist in einem Blockdiagramm eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gezeigt.

Die gezeigte Ausführungsform ist im wesentlichen dieselbe wie die Ausführungsform der Fig.8. Ein charakteristisches Merkmal der gezeigten Ausführungsform bestellt darin, daß der Operationsverstärker 911 und die Schaitungskcnponenten 912 und 913, die damit verknüpft sind, vorgesehen sind, um eine Haltefunktion auszuüben. Der Transformator 101 der gezeigten Ausführungsform ist mit einer Mittelanzapfung der Sekundärwicklung versehen, die mit Erde verbunden ist Gleichrichtende Dioden 102 und 103 sind mit beiden Enden der Sekundärwicklung verbunden. Ein Glättungskondensator 104 ist zwischen die Verbindungsstelle der gleichrichtenden Dioden 102 und 103 und Erde geschaltet. Eine Gleichspannung wird vom Ausgangsanschluß 105 der Ladespannungsquelle 1 abgenommen. Der Ausgangsanschluß 105 ist über den Widerstand iO6 mii einem Ende der Batterie 11 der Spannungsteilerschaltung 4 verbunden.

Die Gleichspannung vom Ausgangsanschluß 105 d;r Ladungsspannungsquellc 1 und auch die Bezugsspannung einer geeigneten Bc/iigspunniingsquellc 913 wird an einen Eingang des Operationsverstärkers 911 ange-

^r) legt. Der andere Eingang des Operationsverstärkers 911 ist mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 621 verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers 911 ist über die Diode 912 mit dem Steucreingang des Schalters 31 verbunden. Bei der gezeigten Ausführungsform

to ist der Ausgang des Operationsverstärkers 611 aucl· über die Diode 612 mit dem Steuereingang des Schalters 31 verbunden. Wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen weist der Schalter 31 einen Analogschalter wie zum Beispiel einen Feldeffekt-Transistor auf. Im Falle der gezeigten Ausführungsform ist der Schalter 31 so aufgebaut, daß er bei hohem Pegel des Ausgangs des Operationverstärkers 611 und des Ausgangs des Operationsverstärkers 911 geöffnet wird, wenn einer dieser Ausgänge hohen Pegel erreicht, wäh-

Td rend der nndprp Ausgang auf niedrigem Pegs! ist

Nachdem der Aufbau dieser Ausführungsform nun beschrieben ist, soll jetzt unter Bezugnahme auf die Fig. 13 bis 15 die Arbeitsweise der Ausführungsform beschrieben werden. Es soll angenommen werden, daß die Batterie 11 angeschlossen worden ist, bevor die Netz-spannungsquelle an die Ladespannungsquelle 1 angeschlossen ist, das heißt vor dem Zeitpunkt fo, wenn der Ladevorgang begonnen wird. Dieser Zeitpunkt to ist in Fig. 13 und 14 gezeigt. Die Schalter31 und 807 bis809 sind geschlossen, die Kondensatoren 402 und 403 und die Potentialspeichereinrichtung 501 werden geladen, wie dies durch die Kurven F', C und D' in Fig. 14 gezeigt ist.

Wird die Netzspannungsquelle im Zeitpunkt to nun angeschlossen, so wird eine Gleichspannung durch den Anschluß 105 der Ladungsspannungsquelle 1 und den Widerstand 106 an die Batterie 11 und an die Spannungsdetektionsschaltung oder Spannungstcilerschaltung 4 angelegt. Demgemäß wachsen die Ausgangs-Spannungen der Ausgangranschlüsse Pt, P2 und P3 der Spannungsteilerschaltung 4 an. Daher wachsen die an den Kondensatoren 402 und 403 anliegenden Spannungen von diesem Zeitpunkt fo abrupt an, wie dies in Fig. 14 gezeigt ist. Da die Potentialspeichereinrichtung 501 mit der Spannung über den Widerstand Si vom Ausgangsanschluß Pt versorgt wird, wächst andererseits die gespeicherte Spannung an, wie dies durch die Kurve D'in Fig. 14 gezeigt ist Die Spannung am Kondensator 402 wird größer als die Spannung der Potentialspeichereinrichtung 501, so daß der Ausgang des Operationsverstärkers 621 zu diesem Zeitpunkt einen hohen Pegel annimmt. Da der Ausgang des Operationsverstärkers 621 einen hohen Pegel annimmt, wird die Haltefunktion durch den Operationsverstärker 911 beendet, so daß eine Betätigung des Schalters 31 vom Ausgang des Operationsverstärkers 611 abhängig wird, während gleichzeitig ein Steuersignal an den Thyristor 21 angelegt wird, wodurch derselbe gleitend wird. Da der Thyristor 21 leitet, wird die Batterie 11 während jeder positiven Halbwelle der Wechselstromquelle geladen.

In diesem Falle wird ein Zeitgeberpuls tp, (gezeigt bei (A) in F i g. 10) für jede Periode der Wechselspannungsquelle vom Operationsverstärker 806, der die Synchronisationsschaltung bildet erzeugt so daß die Schalter 807 bis 809 synchron mit dem Puls geschlossen werden, wie dies beschrieben wurde. Demgemäß ändern sich die Spannungen der Kondensatoren 402 und 403 und der PotentialsDeichereinrichtun? 501 stnfpnwpisp όιΊρ η;«

13 14

unter Bezugnahme auf F i g. 10 beschrieben wurde. cherte Spannung der Potenlialspcfchereinrichtung 501

Nach dem Zeitpunkt /ι fallen die Spannung des Kon- schließlich die Quellenspannung annimmt, wodurch die densators_402 und die Spannung des Kondensators 403 Potentialspeichereinrichtung 501 beschädigt wird, wenn beide in Obereinstimmung mit der Ladespannungschs- nicht der Ladestrom von der Ladespannungsquelle 1 rakteristik ab, wie dies in Fig. 14 gezeigt ist und der s sicher unterbrochen wird, nachdem der Lädebetrieb der Ladebetrieb der Batterie 11 von der Ladespannungs- Batterie 11 beendet ist. Daher ist die gezeigte Ausfühquellel wirdbeendet,#iedies beschrieben wurde. rungsform mit der vorher beschriebenen Halteschal-

Wird der Ladebetrieb der Batterie 11 beendet auf- tung. das heißt dem Operationsverstärker 911 und der grand der Tatsache, daß der Thyristor 21 nicht leitend damit verknöpften Schaltung versehen. Nimmt der Ausgeworden ist, so fällt die Klemmenspannung .der Batte- to gang des Operationsverstärkers nach dem Zeitpunkt h rie 11 ab, und die Spannungen der Kondensatoren 402 in Fi g. 14 einen niedrigen Pegel an. so nimmt insbeson- und 403 und der Potentialspeichereinrichtung 501 wer- dere zum Beispiel der Ausgang des Operationsverstärden demgemäß nach diesem Zeitpunkt ti kleiner, wie kers 911 hohen Pegel an, wodurch der Schalterkreis 31 dies durch die Kurven F', G'und D'in Fig. 14 gezeigt in geschlossenem Zustand gehalten wird. Daher ergibt ist. 15 sich, daB die Potentialspeichereinrichtung 501 mit dem

Da der Ausgang des Operationsverstärkers 621 in Ausgangsanschluß Pi der Spannungsteilerschaltung 4 diesem Moment einen tiefen Pegel annimmt, nimmt der verbunden ist und daß der Eingangsslrom des Opera-Ausgang des Operationsverstärkers 911 einen hohen tionsverstärkers 621 mit dem PNP-Eingang durch die Pegel an. Das Ausgangssignal mit hohem Pegel, das vom Spannungsteilerschaltung zur Erde abfließt. Operationsverstärker 911 erhalten wird, wird Ober die 20 Zwei oder mehr der vorher beschriebenen Ausfüh-Diode 912 an den Schalter 31 angelegt: daher wird der rungsfornien können nun verwendet werden, indem dic-SchaUerS! geschlossen, !si der Schalter 3! geschlossen. seibcü auf geeignete Weise kombiniert werden. Zum so entspricht die Spannung der Potentialspeichervor- Beispiel kann die Ausführungsform der Fig. 12 au! die richtung 501 der Ausgangsspannung des Ausgangsmi- Ausführimgsformen angewendet werden, bei denen cischlusses P1 der Spannungsdetektorschaltung. Ande- 25 ne Gleichspannungsquelle als Ladungsspannungsqucllc rerseits entspricht nun die am Kondensator 402 anlie- verwendet wird, wie dies in F i g. 4 gezeigt ist. Umgcgende Spannung der Ausgangsspannung des Ausgangs- kehrt können die Ausführungsformen, die eine Gleichsanschlusses P2 der Spannungsteilerschaltung 4. Dem- spannungsladequelle 1 verwenden, bei den Ausfühgemäß wird die gespeicherte Spannung der Potential- rungsformen mit Wechselstromladequelle verwendet speichereinrichtung 501 auf einem Wert gehalten, der 30 werden.

um einen Spannungsabfall über den Widerstand 42 grö-

ßer ist als die am Kondensator 402 anliegende Span- Hierzu 12 Blatt Zeichnungen

nung; daher bleibt der Ausgang des Operationsverstär-

kers 621 auf niedrigem Niveau, und der Thyristor bleibt nichtleitend geschaltet. 35

Die Operationsverstärker 61 i und 621 können vorteilhaft durch TTL-Schaltungen gebildet werden. Wenn die Operationsverstärker 611 und 621 solcher TTL-Schaltungen PNP-Eingänge haben, fließt aufgrund der Eingangsvorspannung ein Strom in die Potentialspei- 40 chereinrichtung 501, wodurch die gespeicherte Spannung erhöht wird. Haben umgekehrt die Operationsverstärker 611 und 621 NPN-Eingängc, so fließt ein Strom von der Potentialspeichereinrichtung 501 zu den Operationsverstärkern 611 und 621, so daß die gespeicherte 45 Spannung der Potentialspeichereinrichtung 501 abfällt. Im Falle von PNP-Eingängen wächst also die gespeicherte Spannung der Potentialspeichereinrichtung 501, wie dies durch die Kurve D'pnp in F i g. ?5 gezeigt ist. Im Falle von N PN- Eingängen fällt dagegen die Spannung so der Einrichtung 501 ab, wie dies durch die Kurve D'npn in F i g. 15 gezeigt ist. Die Kurve OVrrvon F i g. 15 zeigt den Fall, in dem die Operationsverstärker 611 und 621 FET-Eingänge aufweisen. Im Falle von NPN-Eingängen wird der Zeitpunkt, zu dem der Ausgang des Opera- 55 tionsverstärkers 621 auf einen niedrigen Pegel abfällt, im Vergleich zum Zeitpunkt fe verzögert, was zum Beispiel zu dem Ergebnis führt, daß die Batterie 11 je nach Fall überladen werden konnte oder daß der Ladebetrieb überhaupt nicht durch Abfallen der gespeicherten Span- 60 nung der Potentialspeichereinrichtung 501 unterbrochen werden kann.

Daher werden gcmül3 der gezeigten Ausführungsform vorzugsweise TTL-Schnliiingcn mit PNP-Eingängen als Operationsverstärker 611 undf>2l benutzt. b^r>

Wenn die Operationsverstärker 611 und 621 mit PNP-Eingängen benutzt werden, so wächst jedoch die Klemmenspannung der Batterie 11 an, bis die gespei-

Claims (3)

Spannung bis zur vollständigen Aufladung haben, mit Patentansprüche: einer Ladespannüngsquelle, einer Spannungsspeicher- - einrichtung, die 'sichbis zu einem dem Spitzenwert der

1. Ladegerät für aufladbare Batterien, die eine La- Battenespaiinung entsprechenden ersten Spannungsdespannungskurve mit ausgeprägtem Spannungs- 5 wert auflädt und diesen Wert beibehält, eyiem Spanmaximum kurz vor Erreichen der vollständigen Auf- nüngsdetektor, dessen der Batteriespannung proportioladung und mit anschließend abfallender Spannung nale Ausgangsspannung etwas größer ist als die der bis zur vollständigen Aufladung haben, mit einer La- Spannungsspeichereinrichtung, und mit einer Verdespannungsquelle, einer Spannungsspeicherein- gleichsschaltung, die die Ausgangsspannungen des richtung, die sich bis zu einem dem Spitzenwert der 10 Spannungsdetektors und der Spannungsspeichereh-Batteriespannung entsprechenden ersten Span- richtung miteinander vergleicht und deren Ausgangssiiiungswert auflädt und diesen Wert beibehält, einem gnal den Ladestrom über eine Schalteinrichtung steuert. Spannungsdetektor, dessen der Batteriespannung Bisher hat man bei aufladbaren Batterien entweder proportionale Ausgangsspannung etwas größer ist das sogenannte Schnelladen zum Laden der Batterie mit als die der Spannungsspeichereinrichtung; und mit 15 einem erhöhten Ladestrom ^aIs auch das sogenannte einer Vergleichsschaltung, die die Ausgangsspan- Dausrladeir durchgeführt Beim Schnelladen ist es notnungcn des Spannungsdetektors und der Span- wendig, einen geladenen Zustand der aufzuladenden nungsspeichereinrichtung miteinander vergleicht Batterie festzustellen und den Ladestrom zu unterbre- und deren Ausgangssignal den Ladestrom über eine chen, um ein Überladen zu vermeiden. Andererseits ist Schalteinrichtung steuert, dadurch gekenn- 20 es bekannt, daß eine gasdichte Batterie, wie z.B. eine zeichnet, daß es zur Steuerung der dem Span- Nickel-Cadmium-Batterie, eine Ladekennlinie zeigt, wie nungsspeicher (§J zugeführten Spannung und zur sie in Fi g. 1 dargestellt ist Die Kennlinie der Ladungs-Begrenzung der gespeicherten Spannung auf den menge einer solchen gasdichten Batterie zeigt einen ersten Spannungswert eine Speicherspannungssteu- Verlauf, wie er in Kurve B in Fi g. 1 dargestellt ist Die ereinrichtung (31, 61) mit einer Schalteinrichtung 25 Ladespannungskennlinie einer solchen gasdichten BaI-(31) und einer Differenzverstärkerschaltung (61) auf- terie ist in der Kurve A in F i g. 1 dargestellt, die bis zu weist, der an ihrem ersten Eingang die gespeicherte einem Spitzenwert (der mit a bezeichnet ist) — kurz Spannung und an ihrem zweiten Eingang die Detek- bevor die Batterie voll ayfgeladen ist — anwächst und torspannung zugeführt wird und deren Ausgang mit danach allmählich abfällt, bis ein vollaufgeladener Zuder Schalteinrichtung (31) verbunden ist, wobei die 30 stand erreicht ist Bei einfachen Lösungen, um beim Schalteinrichtung (31) in Abhängigkeit vom Aus- Schnelladen einen Ladestrom zu unterbrechen, besteht gangssignal der Differenzverstärkerschaltung (61) die Gefahr der Überladung oder der nicht vollständigen die Zuführung dei Spannung zum Spannungsspei- Aufladung. Um einen solchen Zustand zu vermeiden eher (5) unterbricht wenn, die Dli'irenz zwischen und um eine Batterie auf geeignete Weise zu laden, sind der gespeicherten Spannung rnd der Detektorspan- 35 verschiedene Lösungsmöglichkeiten vorgeschlagen und nung niedriger als eine vorbestimmt? Spannungdif- praktisch verwendet worden.

ferenzfV^ist. Einer der vorbekannten hier interessierenden Lö-

2. Ladegerät nach Anspruch I, dadurch gekenn- sungswege ist in US-PS 41 34 056 beschrieben. Das dort zeichnet, daß der Spannungsdetektor (4) einen Span- beschriebene Ladegerät hatte beträchtliche Vorteile im nungstcilcr mit in Serie geschalteten Widerständen 40 Vergleich zum damaligen Stand der Technik. Trotzdem (41,42,43,44) aufweist wobei die Enden dieser Se- weist das Ladegerät dieser US-PS noch ein /.u lösendes ricnschaltung mit den Anschlüssen der Batterie (11) Problem auf. Das Gerät der US-PS ist dar.» ausgcbiidei, verbunden sind, daß der Spannungsteiler eine Viel- einen Ladestrom zu unterbrechen, wenn ein geladener zahl von Spannungsabgriffpunkten (Pi, Pl, P3) Zustand einer wiederaufladbaren Batterie festgestellt aufweist daß der Spannungsspeichereinrichtung (5) 45 wird, und zwar aufgrund eines Pegels einer differcn/icrdie Spannung von einem vorbestimmten der Span- ten Ausgangsspannung einer geladenen Spannung. Die nungsabgriffspunkte (Pi) zugeführt wird, daß der Charakteristik der differenzierten Ausgangsspannung Differenzverstärkerschaltung (61) Spannungen von ist jedoch unterschiedlich wegen unterschiedlicher Eiden anderen Spannungsabgriffspunkten (P2, P3) genschaften von Batterien. Demgemäß ist es schwierig, zugeführt werden, wobei am vorbestimmten Span- 50 eine vorbestimmte Ladungsmenge (Prozent) für jede nungsabgriffspunkt (Pi) eine niedrigere Spannung Bat'erie mit unterschiedlichen Eigenschaften sicherzuanliegt als an der Klemme der aufladbaren Batterie stellen.

(U), und daß eine Einrichtung (71) zum Konstanthal- Ein anderer Lösungsversuch, der für die Erfindung

ten der Spannung zwischen vorbestimmten Span- von Interesse ist ist im japanischen Patent 9 60 966 bc-

nungsabgriffspunkten (P l,/*3) vorgesehen ist. 55 schrieben. Das Ladegerät dieses japanischen Patentes

3. Ladegerät nach einem der Ansprüche I oder 2, ist so ausgebildet, daß eine Änderung der Spannung pro dadurch gekennzeichnet daß ein Vorwiderstand Zeiteinheit der Ladungsspannungscharakteristikkurvc. od. dgl. (51) vorgesehen ist, durch den die Aufladung d.h. ein Differenzierungskoeffizieni der Ladcspander Spannungsspeichereinrichtung (5) verzögert nungscharakteristik festgestellt wird, so daß der I.adewird. 60 strom unterbrochen wird, wenn der Uiffcrcnzicrungs-

kocffizient den Wert 0 oder einen vorgegebenen negiili-

ven Wert erreicht. Sogar dieses Ladegerät, das in der

genannten japanischen Patentschrift beschrieben ist. isi jedoch noch mit zu lösenden Problemen behaftet. Wird

Die Erfindung betrifft ein Ladegerät für aufladbare 65 der Ladestrom unterbrochen, wenn der differenzierte Biitterien, die eine Ladespannungskurve mit ausgepräg- Wert 0 ist, wobei ein differenzierter Wert 0 bedeutet, tem Spannungsmaximum kurz vor Erreichen der voll- daß der Spitzenwert a in der Kurve A in F i g. 1 erreicht ständigen Aufladung und mit anschließend abfallender wird, so ist der Zeitpunkt t\ erreicht, wie aus Fig. 1