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Ladeanordnung für Akkumulatoren
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Die Erfindung betrifft eine Ladeanordnung für Akkumulatoren nach dem
Oberbegriff des Anspruches 1.
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Anordnungen zur Ladung von Akkumulatoren sind bekannt nach der Qffenlegungsschrift
P 2907670.8 und der Auslegeschrift .P 24 61 571.2-32.
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Die aus der Offenlegungsschrift P 29 o7 670.8 bekannte Ladeanordnung
umfaßt eine Speichervorrichtung für die Ladespannung des Akkumulators, wobei der
Wert der gespeicherten Spannung stetig dem Wert der Ladespannung des Akkumulators
nachgeführt wird. Der Wert der gespeicherten Spannung wird jedoch immer um einen
gleichbleibenden festen Betrag unter dem tatsächlichen Wert der Ladespannung des
Akkumulators gehalten.
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Bei Beginn eines Abfalles der Ladespannung des Akkumulators wird der
zuletzt gespeicherte Wert festgehalten. Da dieser zuletzt gespeicherte Wert jedoch
unterhalb der ursprünglichen Ladespannung liegt, erfolgt erst eine Abschaltinformation
an das Ladeteil, wenn die momentane Ladespannung des Akkumulators unter den zuletzt
gespeicherten Wert gesunken ist. Es wird mit dieser Vorrichtung also nicht das Maximum
oder eine gleichbleibende Ladespannung erfaßt, sondern erst das Absinken der Ladespannung
u#nd dies auch nur dann, wenn die Ladespannung um mindestens den festgelegten Unterschiedsbetrag
zwischen der ursprünglichen und dem jeweils gespeicherten.Wert abgesunken ist.
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Die aus der Auslegeschrift P 24 61 571.z-32 bekannte Schaltungsanordnung
arbeitet in der Weise, daß ein Digital-Analog-Wandler so eingestellt wird, daß der
Wert der analogen Spannung um einen bestimmten Betrag über dem Wert der tadespannung
des Akkumulators liegt und bei diesem Wert festgehalten wird. Es wird nun die Zeitlänge
überpflIft, die eine ansteigende Ladespannung benötigt, um den zuletzt gespeicherten
Wert wieder zu überschreiten.
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Ist während des Ablaufes einer festgelegten Zeitspanne die Ladespannung
nicht mehr über den zuletzt gespeicherten Wert gestiegen, so wird von der Annahme
ausgegangen, daß das Maximum der Ladespannung erreicht wurde und es wird eine entsprechonde
Abscha)treaktion des dettíltlu veranlaßt. Auch mit dieser Vorrichtung läfät sich
das Maximum der
Ladespannung nicht sicher erfassen, da insbesondere
sehr langsame Spannungsanstiege durch Ablauf der vorgegebenen Zeit nicht erfaßt
werden können.
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Aufgabe dr Erfindung ist es daher, eine Steuerschaltung für ein Ladete.il
zu schaffen, welche das Ladeteil möglichst nahe am Maximum der Ladespannung oder
unmittelbar nach Erreichen eines gleichbleibenden Wertes der Ladespannung abschaltet
und so den Ladevorgang beendet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Schaltungsanordnung, in der zu
Beginn des Ladevorganges die gerade vorhandene Ladespannung eines Akkumulators abgetastet
und gespeichert wird. Nach Ablauf einer bestimmten Zeit, die an den Akkumulatortyp
- zum Beispiel Akkumulatoren für Normalladung oder Schnelladung - angepaßt wird
und zum Beispiel 15 Minuten betragen kann, wird der gespeicherte Spannungswert mit
der momentanen am Akkumulator vorhandenen Ladespannung verglichen.
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Ist die Ladespannung des Akkumulators angestiegen, dann wird der neue
Wert in den Speicher übernommen und bis zum nächsten Vergleich gespeichert.
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Die Vorgänge: Vergleich des gespeicherten Wertes mit der jeweiligen
Ladespannung des Akkumulators - Übernahme des neuen Wertes der Ladespannung - Speichern
des Wertes bis zum nächsten Vergleich - werden durch einen Zeitgeber gesteuert und
erfolgen solange, bis die Ladespannung des Akkumulators nicht mehr ansteigt und
gleich oder niedriger dem, zuletzt gespeichertem Wert ist.
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Sobald dies der Fall ist, wird der Ladevorgang beendet und der Zeitgeber
gestoppt. Die Beendigung des Ladevorganges kann auch verzögert werden, sodaß mehrere
Vergleiche erforderlich sind, bevor das Ladeteil abgeschaltet wird.
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Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung-weist folgende Vorteile auf:
1. Erfassen des maximalen Wertes der Ladespannung, 2. Erfassen einer Ladungskennlinie
eines Akkumulators, die nach Erreichen eines maximalen Wertes durch einen gleichbleibenden
Wert der Ladespannung gekennzeichnet ist, 3. durch Anpassung des Zeitablaufes eines
Zeitgebers an den zu ladenden Akkumulator können sowohl Akkumulatoren mit langsam
ansteigender Ladespannungskennlinie, wie zum Beispiel gasdichte Nickel-Kadmium-Akkumulatoren,
als auch Äkkumulatoren mit schnell ansteigender Ladespannungskennlinie, die zum
Beispiel bei Nickel-Kadmium-Akkumulatoren mit
Sinterelektrode und
hohen Ladeströmen entsteht, geladen werden, 4. durch Abwandlung der Schaltung kann
anstelle einer steigenden Ladespannungskennlinie eine fallende Ladestromkennlinie
überwacht werden. Mit fallender Ladestromkennlinie , die bei Erreichen der vollen
Ladekapazität einen gleichbleibenden Minimalwert des Ladestromes haben, werden zum
Beispiel Bleiakkumulatoren mit festem oder Gel-förmigem Elektrolyten geladen.
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Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figur 1 näher erläutert.
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Figur 1 zeigt das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Ladeanordnung
und einen Akkumulator.
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Figur 1 zeigt einen Akkumulator 3, eine Wandlereinheit 4, ein Ladeteil
2, einen Start-Stop-Speicher 1 mit den Anzeigevorrichtungen 13 und 14 und der Ein-Taste
15, sowie einen Zeitgeber 5, ein Zeitglied 6 und eine Abschalteinheit 7 auf. Die
Wandlereinheit 4 enthält einen Komparator 8, ein Tor 9, einen Oszillator lo, einen
Zähler 11 und einen Digital-Analog-Wandler ( D/A-Wandler ) 12.
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Die Wandlereinheit 4 arbeitet in den beiden Funktionen Analog-Digita
Wandler oder als digitaler Speicher,dessen digitaler Wert in einem Zähler 11 gespeichert
und durch einen Digital-Analog-Wandljer 12 in den entsprechenden analogen Wert umgesetzt
wird. Die Entscheidung, in welcher Funktion die Wandlereinheit 4 arbeitet, trifft
das Tor 9.
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In Abhängigkeit von den Impulsen einer 1. Eingangsleitung 24, einer
2. Eingangsleitung 25, sowie einer 3. Eingangsleitung 26 des Tores 9 wird ein Impuls
oder kein Impuls durch das Tor 9 über die Leitung 28 an den Oszillator 1o gegeben.
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Wird ein Impuls von dem Tor 9 über die Leitung 28 an den Oszillator
lo ausgegeben, arbeitet die Wandlereinheit 4 als Analog-Digital-Wandler.
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Hierzu vergleicht der Komparator 8 den Wert der Spannung des Akkumulators
3, welcher durch eine Leitung 19 mit einem 1. Eingang des Komparators 8 verbunden
ist, mit dem Wert der Spannung an einem' 2. Eingang des Komparators 8. Der 2. Eingang
des Komparators 8 ist über eine Leitung 31 mit dem Ausgang eines Digital-Analog-Wandlers
12 verbunden, welcher den jeweiligen digitalen Stand des Zählers 11, der über die.
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Leitung 3o mit dem Digital-Analog-Wandler 12 verbunden ist, in den
entsprechenden analogen Wert umsetzt.
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Liegt der Wert der Ausgangsspannung des Digital-ÄnalogWandlers 12,
der über die Leitung 31 mit dem zweiten Eingang des Komparators 8 verbunden
ist,
niedriger als der Wert der Spannung am 1. Eingang des Eomparators 8, der über die
Leitung 19 mit dem Akkumulator 3 verbunden ist, so gibt der Komparator 8 über die
Leitung 24 einen Impuls an den 1. Eingang des Tores 9 ab. Liegt gleichzeitig am
2. Eingang des Tores 9 , der über die Leitung 25 mit dem Zeitgeber 5 verbunden ist,
ein Impuls an und liegt außerdem gleichzeitig am 3. Eingang des Tores 9, welcher
über die Leitung 26 mit einem Zeitglied 6 verbunden ist, ein Impuls an, so wird
vom Tor 9 ein Impuls an den Oszillator 1o über die Leitung 28 abgegeben.
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Hierdurch wird ereicht, daß der Oszillator 10 ZU schwingen beginnt
und dadurch fortlaufende Impulse über die Leitung 29 an den Zähler 11 abgibt.
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Der Zähler 11 zählt die vom Oszillator 1o über die ~Leitung 29 ankommenden
Impulse. Gleichzeitig wird der jeweilige Stand des Zählers 11 über die Leitung 30
an den Digital-Analog-Wandler'12 geleitet, welcher den Stand des Zählers 11 in die
entsprechende analoge Spannung umsetzt.
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Der Wert der analogen Spannung des Digital-Analog-Wandlers 12 wird
über die Leitung 31 an den zweiten Eingang des Komparators 8 geleitet.
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Erreicht der Wert der Spannung am 2. Eingang des Komparators 8 den
gleichen Wert der Spannung wie am 1. Eingang des Komparators 8, so wird vom Komparator
8 kein Impuls mehr an den 1. Eingang des Tores 9 gegeben.
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Unabhängig davon, ob am 2. Eingang oder 3. Eingang des Tores 9 Impulse
anliegen oder nicht, ist die Folge eines Fehlens eines Impulses am 1. Eingang des
Tores 9', daß das Tor 9 nunmehr über die Leitung 28 keinen Impuls an den Eingang
des Oszillators lo gibt. Liegt am Eingang' des Oszillators 10 kein Impuls an, so
schwingt der Oszillator 1o nicht mehrund gibt über die Leitung 29 keine fortlaufenden
Impulse an den Zähler 11 ab. Treffen am Eingang des Zählers 11 über die Leitung
29 keine fortlaufenden Impulse ein, so bleibt der Zähler 11 auf dem zuletzt erreichten
Stand stehen. Der zuletzt erreichte Stand das Zählers 11 wird weiterhin über die
Leitung 30 an den Digital-Analog-Wandler 12 gegeben, welcher den Stand des Zählers
11 in den entsprechenden Wert einer analogen Spannung umsetzt. Diese analoge Spannung
des Digital-Analog-Wandlers 12, ist nun gleichbleibend und entspricht dem Wert der
Spannung des Akkumulators 3, die im Moment des Fehlens des Impulses am Ausgang des
Komparators 8 am 1. Eingang des Komparators 8 anlag.
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Es erfolgte somit eine Abtastung des Wertes der.Spannung des Akkumulators
3, der nunmehr im Zähler 11 in digitaler Form gespeichert ist.
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Während in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Wandlereinheit
4 die Akkumulatorspannung abtastet und speichert, kann in einer anderen Ausführungsform
der Erfindung der abfallende Ladestrom eines Akkumulators gemessen und gespeichert
werden. Die dazu notwendigen Schaltungsänderungen sind jedem Fachmann geläufig.
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Wird nach Anklemmen eines Akkumulators 3 an das Ladeteil 2 die Ein-Taste
15 gedrückt, so schaltet die Ein-Taste 15 über die Leitung 16 den Start-Stop-Speicher
1 aus einer Stop-Position in eine Start-Position. Diese Position wird durch den
Start-Stop-Speicher 1 festgehalten. Gleichzeitig wird vom StartStop-Speicher 1 ein
Impuls über die Leitung 17 an das Ladeteil 2 gegeben, wodurch das Ladeteil 2 über
die Leitung 18 an den Akkumulator 3 einen Ladestrom abgibt, welcher den Akkumulator
3 auflädt.
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Außerdem wird gleichzeitig mit dem Impuls auf der Leitung 17 ein Impuls
über die Leitung 20 an den Zeitgeber 5 geleitet. Der Zeitgeber 5 schwingt nun so
lange periodisch, wie auf der Leitung 20 ein Impuls anliegt. Die Periodendauer des
Zeitgebers 5 wird an den zu ladenden Akkumulator 3 angepaßt. Die Periodendauer kann
beispielsweise 15 Minuten für die Ladeanordnung eines #ickel-Kadmium-Akkumulators
betragen.
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Mit Beginn der Periode des Zeitgebers 5 wird ein Impuls über die Leitung
25 an den zweiten Eingang des Tores 9 gegeben. Gleichzeitig wird über die Leitung
21 ein Impuls an das Zeitglied 6 gegeben. Das Zeitglied 6 gibt über die Leitung
26 einen Impuls bestimmter Dauer an den 3, Eingang des Tores 9 ab. Der Impuls auf
der Leitung 26 beginnt gleichzeitig mit dem Erscheinen des Impulses auf der Leitung
21 und endet nach einer bestimmten Dauer, beispielsweise nach 3 Sekunden, unabhängig
davon, ob der Impuls auf der Leitung 21 noch vorhanden ist oder nicht.
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Gleichzeitig mit dem Impuls auf der Leitung 26 gibt das Zeitglied
6 über die Leitung 22 einen Impuls an die Abschalteinheit 7 ab. Die Abschalteinheit
7 schaltet daraufhin über die Leitung 23 den Start-Stop-Speicher 1 in die Stop-Position,
sofern das Tor 9 keinen Impuls über die Leitung 27 an die Abschalteinheit 7 anlegt.
Dies ist Wann der Fall, wenn die Ladespannung des Akkumulators 3 gleich geblieben
ist oder sich erniedrigt hat.
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Der Impuls, der über die Leitung 17 vom Start-Stop-Speicher 1 an das
Ladeteil 2 gegeben wird, wird nunmehr gelöscht. Durch das Fehlen des
Impulses
auf der Leitung 17 schalte#t das Ladeteil 2 den Ladestrom über die Leitung 18 zum
Akkumulator 3 ab. Gleichzeitig mit dem Löschen des Impulses auf der Leitung 17 wird
auch der Impuls gelöscht, den der Start-Stop-Speicher 1 über die Leitung 2c an den
Zeitgeber 5 gegeben hut,. Der Zeitgeber 5 gibt daraufhin keine periodisch wiederkehrende
Impulse mehr ab. Der Ladevorgang ist damit beendet.
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Gibt jedoch das Tor 9 über die Leitung 27 einen Impuls an die Abschalteinheit
7 ab, so wird verhindert, daß die Abschalteinheit 7 über die Leitung 23 den Start-Stop-Speicher
1 in die Stop-Position bringt.
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Der Start-Stop-Speicher 1 gibt dann weiterhin einen Impuls über die
Leitung 17 an das Ladeteil 2 ab, wodurch der Ladestrom über die Leitung 18 zum Akkumulator
3 weiterfließt. Die Ladespannung des Akkumulators 3 liegt über die Leitung 19 am
1. Eingang des Komparatore 8 an. Der 2. Eingang des Komparators 8 ist über die Leitung
31 mit dem Ausgang des Digital-Analog-Wandlers 12 verbunden, welcher den jeweiligen
digitalen Stand des Zählers 11, der über die Leitung 3o mit dem Digital-Analog-Wandler
12 verbunden ist, in den entsprechenden analogen Wert umsetzt.
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Ist der Wert der Spannung am 1. Eingang des Komparators 8 gleich oder
niedriger dem Wert der Spannung am 2. Eingang des Komparators 8 so gibt der Komparator
8 keinen Impuls über die Leitung 24 an den 1. Eingang eines Tores 9. Liegt am 1.
Eingang des Tores 9 kein Impuls an, dann gibt das Tor 9 auch keinen Impuls über
die Leitung 27 an die Abschalteinheit 7 ab. Die Impulse, die über die Leitung 25
vom Zeitgeber 5 an den 2. Eingang des Tores 9 und vom Zeitglied 6 über die Leitung
26 an den 3. Eingang des Tores 9 gelangen, sind bei Fehlen des Impulses am 1. Eingang
des Tores 9 ohne Wirkung.
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Gibt das Tor 9 über die Leitung 27 keinen Impuls an die Abschalteinheit
7 ab, dann kann der Impuls, der mit Beginn der Zeitperiode des Zeitgebers 7 über
die Leitung 21, das Zeitglied 6, die Leitung 22 an die Abschalteinheit 7 gelangt,
nun über die Leitung 25 den Start-Stop-Speicher 1 in die Stop-Position bringen,
wodurch der Impuls auf der Leitung 17 gelöscht wird und das Ladeteil 2 den Ladestrom
über die Leitung 18 an den Akku#mulator 3 unterbricht.
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Gleichzeitig mit dem Löschen des Impulses auf der Leitung 17 wird
auch der Impuls auf der Leitung 20 gelöscht, wodurch der Zeitgeber 5 die Abgabe
von periodischen Impulsen einstellt. Der Ladevorgang des Akkumulators 3 ist damit'beendet.
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Ist der Wert der Spannung, welcher der Akkumulator 3 über die Leitung
19 an den 1. Eingang des Komparators 8 abgibt höher als der Wert der Spannung am
2. Eingang des Komparators 8, dann gibt der Kbnlparator 8 über die Leitung 24 einen
Impuls an den 1. Eingang des Tores 9 ab. Mit Beginn der Zeitperiode des Zeitgebers
5 liegt über die Leitung 25 am 2. Eingang' des Tores 9 ebenfalls ein Impuls an.
Gleichzeitig mit Beginn des Impulses auf der Leitung 25 wird über die Leitung 21
ein anderer Impuls an das Zeitglied 6 gegeben, wodurch das Zeitglied 6 über die
Leitung 26 einen Impuls bestimmter Dauer, beispielsweise 3 Sekunden, an den 3. Eingang
des Tores 9 gibt.
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Sobald an allen 3 Eingangen des Tores 9 ein Impuls anliegt, wird über
die Leitung 27 ein Impuls an die Abschalteinheit 7 gegeben, wodurch verhindert wird,
das der Impuls auf der Leitung 22 über die Leitung 23 an den StartSto,p-Speicher
1 gegeben wird. Der StaztStop-Speicher 1 ändert daher seine Stellung nicht.
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Gleichzeitig mit dem Impuls auf der Leitung 27 wird über die Leitung
28 ein Impuls vom Tor 9 an den Oszillator lo gegeben, wodurch dieser periodische
Schwingungen über die Leitung 29 an den Zähler 11 abgibt.
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Die periodischen Schwingungen des Oszillators 10 werden im Zähler
11 gezählt. Der jeweilige Stand des Zählers 11 wird über die Leitung 3o an den Digital-Analog-Wándler
12 geleitet und hier von der digitalen Form in den entsprechenden analogen Spannungswert
umgesetzt.
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Der analoge Spannungswert des Digital-Analog-Wandlers 12 wird über
die Leitung 31 an den 2. Eingang des Komparatore 8 geleitet. Dieser analoge Spannungswert
erhöht sich solange, wie der Oszillator 1o schwingt und der Zähler 11 diese Schwingungen
zählt.
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Erreicht der Spannungswert am 2. Eingang des Komparatore 8 den gleichen
Wert wie den Spannungswert am 1. Eingang des Komparators 8, dann gibt der Komparator
8 keinen Impuls mehr über die Leitung 24 an den 1. Eingang des Tores 9 ab. Liegt
am 1. Eingang des Tores 9 kein Impuls mehr an, dann gibt auch dat Tor.9 keinen Impuls
mehr-über die Leitung 28 an den Oszillator lo ab, wodurch die-Abgabe von periodischen
Schwingungen über die Leitung 29 an den Zähler 11 beendet wird. Daher bleibt der
Zähler 11 auf dem nunmehr erreichten Stand stehen. Es ändert sich dann auch nicht
mehr der Wert der analogen Spannung des Digital-Analog-Wandlers 12, da dieser jeweils
den Wert des digitalen Zählers 11 in den entsprechenden analogen Wert umsetzt.
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Nach Ablauf der bestimmten Dauer des Impulses, das das Zeitglied 6
über
die Leitung 26 an den 3. Eingang des Tores 9 abgibt, beispielsweise
nach 3 Sekunden, liegt am 3. Eingang des Tores 9 .kein Impuls mehr an, sodaß unabhängig
von den Impulsen an den Eingängen 1 und 2 des Tores 9 verhindert wird, daß irgendwelche
Impulse über die Leitung 28 an den Oszillator loweitergegeben werden. Der Zustand
des Zählers 11 wird somit gespeichert.
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Durch die erfindungs'gemäße Schaltungsanordnung wird erreicht, daß
nach Betätigen der Ein-Taste 15 jeweils zu Beginn einer jeden Periode des Zeitgebers
5 der Komparator 8 die in diesem Moment an den beiden Eingängen des Komparators
8 anliegenden analogen Werte der Spannungen des Akkumulators 3 und des Ausganges
des Digital-Analog-Wandlers 12 vergleicht.
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Ist der Spannungswert des Ausganges des Digital--Analog-Wandlers 12
gleich oder größer als der Spannungswert des Akkumulators 3, dann wird durch das
Zeitglied 6, der Abschalteinheit, 7, dem StartStop-Speicher 1 das Ladeteil 2 und
der Zeitgeber 5 abgeschaltet, wodurch die Ladung des Akkumulators 3 beendet wird.
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Ist der Spannungswert des Akkumulators 3 größer als der Spannungswert
des Digital-Analog-Wandlers 12, so wirkt der Komparator 8 über das Tor 9 so auf
die Abschalteinheit 7 ein, daß das Zeitglied 6 nun keine Möglichkeit mehr hat, über
die Abschalteinheit 7 und dem StartStop-Speicher 1 weder das Ladeteil 2 noch den
Zeitgeber 5 abzuschalten.
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Gleichzeitig läßt der Komp-trator 8 über das Tor 9 den Oszillator
1o periodisch schwingen, während der Zähler 11 die Schwingungen zählt und den jeweiligen
Stand über den Digital-Analog-Wandler 12 in den entsprechenden analogen Wert umsetzt
und an den Komparator 8 weitergibt#.
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Der Oszillator 10 schwingt solange, bis der analoge Spannungswert
des Digital-Analog-Wandlers 12 den gleichen Wert der Spannung des Akkumulators 3
erreicht. Dann stoppt der Komparator 8 über das Tor 9. den Oszillator 1o und der
erreichte Stand des Zählers 11 wird gespeichert.
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Um zu verhindern, daß sich der Stand des Zählers 11 während der Zeit
bis zum Beginn der nächsten Periode des Zeitgebers 5 ändert, gibt das Zeitglied
6 nur einen zeitlich begrenzten Impuls an das Tor 9 ab, sodaß bei, mehlen dieses
Impulses das Tor 9 sperrt und der Oszillator lo nicht schwingen kann.
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Jeweils zu Beginn einer jeden Periode des Zeitgebers 5 wird also überprüft,
ob in der Zwischenzeit die Spannung des Akkumulators 3 gestiegen ist. Sobald dies
nicht mehr der Fall ist, wird die Ladung des Akkumulators
3 beendet.
Die Abschalteinheit 7 kann auch mit einer Verzögerung versehen werden, sodaß ein
mehrmaliger Vergleich der Spannungen des Akkumulators 3 und des Digital-Analog-Wandlers
12 erfolgen muß, bevor die weitere Ladung des Akkumulators 3 beendet wird.
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Sollte bei Betätigung der Ein-Taste 15 kein Akkumulator angeschlossen
sein oder die Ladeschlußspannung eines Akkumulators zu hoch für ein ausgeführtes
Ladegerät sein, dann läuft der Zähler 11 über die maximale Zählkapazität hinaus
und gibt über die Leitung 32 direkt einen Impuls an den Start-Stop-Speicher 1, wodurch
der Start-Stop-Speicher 1 in die Stop-Position gebracht wird und das Ladeteil 2
den Ladestrom abschaltet.
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und gleichzeitig der Zeitgeber 5 gestoppt wird.
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Die Anzeigevorrichtungen 13 und 14 zeigen an, ob eine Ladung des Akkumulators
erfolgt. oder beendet ist.
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In einer Schaltungsanordnung nach Figur 1 bestehen die einzelnen.
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Komponenten aus den folgenden integrierten Schaltungen: Start-Stop-Speic.her
1 : SN 7410; Zeitgeber 5 : SN 72555; Zeitglied 6 X SN 741215 Abschalteinheit 7 :
SN So.7473; Komparator 8 s LM 741; Tor 9 : SN 7410; Oszillator 10: : SN 72555; ~Zähler
11 : Sn ~7495; Digital-Analog-Wandler i2 : ZN 426.
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Für die einzelnen Komponenten können auch andere integrierte Schaltungen
mit gleicher Funktionsweise verwendet werden.
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Figur 2 zeigt das--Schemabild einer Ladeanordnung nach Anspruch 4.
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Nach Betätigung der Ein'-Taste 15 wird über die Leitung 16 ein Start-Stop
Speicher 1 aus einer Stop-Position in eine Start-Position gebracht.
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Dadurch wird über eine Leitung 17 ein Impuls an das Ladeteil 2 und
gleichzeitig ein Impuls über ~die Leitung 20 an einen Zeitgeber 5 gegeben. Erhält
das Ladeteil 2 über die Leitung 47 einen Impuls, dann schaltet das Ladeteil 2 über
eine Leitung 18 einen Ladestrom an den Akkumulator 3. Die Ladespannung des Akkumulators
3 liegt silber die Leitung 19 am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers (A/J)-Wandler)
56.
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Der Impuls, der über die Leitung 20 am Zeitgeber 5 liegt, läßt diesen
periodisch schwingen.. Die Periodendauer dieser Schwingungen kann an den zu ladenden
Akkumulator 3 angepaßt werden. Die Periodendauer kann beispielsweise 15 Minuten
für einenn einen #ickel-Kadmium-Akkumulator betragen.
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Die Schwingungen des Zeitgebers 5 werden über die Leitung 21 an eine
Ablaufsteuerung 39 gegeben. Die Ablaufsteuerung 39 erzeugt kurze Impulse
nacheinander
auf einer 1. Leitung 40, einer 2. Leitung 41. und einer 3. Leitung 44. Die 1. Leitung
40 verbindet die Ablaufsteuerung 39 mit dem Analog-Digital-Wandler 36. Der Impuls
auf der 1. Leitung 40 veranlaßt den Analog-Digital-Wandler 36, den Wert der analogen
Ladespannung, die der Akkumulator 3 über die Leitung 19 an den Eingang des Analog-Digital-Wandlers
36 legt, in den entsprechenden digitalen Wert umzusetzen und über eine Leitung 42
an einen Vergleicher 37 sowie gleichzeitig über eine Leitung 43 an einen Speicher
38 zu geben.
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Nach Abklingen des Impulses auf der 1. Leitung 40 bleibt der digitale
Wert auf den Leitungen 42 und 43 bestehen. Der nun folgende Impuls auf der, 2. Leitung
41, welche die Ablaufsteuerung 39 mit dem Vergleicher 3 verbindet, veranlaßt den
Vergleicher 37 den digitalen Wert auf der Leitung 42 mit dem digitalen Wert des
Speichers 38, der über die Leitung 45 mit dem Vergleicher 37 verbunden ist, zu vergleichen.
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Ist der digitale Wert auf der Leitung 42 größer als der digitale Wert
auf der Leitung 45, dann wird über die Leitung 46 kein Impuls ausgegeben.
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Nach Abklingen des Impulses auf der 2. Leitung 41 folgt ein Impuls
auf der 3. Leitung 44, welche die Ablaufsteuerung 39 mit einem Speicher 58 verbindet.
Während der Dauer des Impulses auf der Leitung 44 wird der digitale Wert auf der
Leitung 43; welche den Analog-Digital-Wandler 36 mit dem Speicher 38 verbindet,
in den Speicher 38 übernommen und über die Leitung 45 an den Vergleicher 37 gegeben.
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Nach Abklingen des Impulses auf der Leitung 44 bleibt der übernommene
digitale Wert im Speicher 38 bis zum nächsten Impuls auf der Leitung 44 erhalten.
Stellt während eines Impulses auf der Leitung 41 der Vergleicher 37 fest, daß der
digitale Wert auf der Leitung 42 gleich oder niedriger dem digitalen Wert des Speichers
38 ist, der über die Leitung 45 mit dem Vergleicher 37 verbunden ist, dann.gibt
der Vergleicher 37 über die Leitung 46 einen Impuls an den Start-Stop-Speicher 1
ab.
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Hierdurch wird der Start-Stop-Speicher 1 in die Stop-Position gebracht.
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Der Start-Stop-Speicher 1 löscht daraufhin die Impulse auf den Leitungen
17 und 20. Wird über die Leitung 17 kein Impuls an das Ladeteil 2 gegeben, wird
der Ladestrom, der über die Leitung 18 zum Akkumulator 3 fließt, unterbrochen. Gleichzeitig
mit dem Impuls auf der Leitung 17 wird auch der Impuls auf der Leitung 20 welche
den Start-Stop-Speicher 1 mit dem Zeitgeber 5 verbindet, gelöscht. Der Zeitgeber
5 stellt daraufhin die Abgabe periodischer Schwingungen ein. Der Ladevorgang ist
damit beendet.
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Die Anzeigevorrichtungen 13 und 14 zeigen an, ob eine Ladung des Akku~
mulators
3 erfolgt oder beendet ist.
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In einer Schaltungsanordnung nach Figur 2 können die einzelnen Komponenten
aus folgenden Bauelementen bestehen: Start-Stop-Speicher 1 . SN 7410; Zeitgeber
5 : SN 72555; Ablaufsteuerung 59 s SN72555-SN7493-SN74155; Speicher 38 : SN 7475;
Vergleicher 57 SN 7485.Die Ablaufsteuerung 39 ist auch mit 3mal SN 74121 zu realisieren.
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Die Schaltung des Analog-Digital-Wandlers (A/D-Wandler) 36 arbeitet
nach einem der bekannten Verfahren und ist Stand der Technik. Derartige Schaltungen
sind als integrierte Schaltungen in verschiedenen Ausführungsformen handelstblich.
Es kann aber auch die in Figur 1 dargestellte Wandlereinheit 4 herangezogen werden.
Erforderliche Änderungen der Schaltungsanordnung sind dem Fachmann geläufig.
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Ist bei Betätigung der Ein-Taste 15 in der Schaltung nach Figur 2
ein Akkumulator 3 nicht angeschlossen erreicht der Analog-Digital-Wandler 36 seinen
maximalen digitalen Wert. Ist dies der Fall, wird über die Leitung 47 direkt ein
Impuls zum Start-Stop-Speicher 1 gegeben, wodurch der Start-Stop-Speicher 1 in die
Stop-Position geschaltet und der Ladevorgang damit beendet wird.
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Auch in der Schaltungsanordnung nach Figur 2 läßt sich die Polarität
eines angeschlossenen Akkumulators 3 nach Anspruch 5 durch eine Polaritätseinheit
33 feststellen und das Ladeteil 2 entsprechend schalten. Viele industriell gefertigte
Analog-Digital-Wandler sind bereits mit einer solchen Polaritätseinheit versehen.
In einem solchen Fall kann der AnalogDigital-Wandler 36 das Ladeteil 2 direkt entsprach'
end der Polarität des angeschlossenen Akkumulators 3 schalten.
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Die Polaritätseinheit 33 kann auch zur Steuerung einer Anzeigevorrichtung
48 herangezogen, werden, um anzuzeigen, mit welcher Polung der Akkumulator 3 angeschlossen
ist, das heißt, es wird angezeigt, an welcher Anschlußklemme sich beispielsweise
der Plus-Pol des Akkumulators befindet.