DE3050778C2 - - Google Patents
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- DE3050778C2 DE3050778C2 DE3050778A DE3050778A DE3050778C2 DE 3050778 C2 DE3050778 C2 DE 3050778C2 DE 3050778 A DE3050778 A DE 3050778A DE 3050778 A DE3050778 A DE 3050778A DE 3050778 C2 DE3050778 C2 DE 3050778C2
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
- H02J7/007182—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
- H02J7/007184—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage in response to battery voltage gradient
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- Power Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft ein Ladegerät für eine Vielzahl
von aufladbaren Batterien, die eine Ladespannungskurve
mit ausgeprägtem Spannungsmaximum kurz vor Erreichen der
vollständigen Aufladung und mit anschließend abfallender
Spannung bis zur vollständigen Aufladung haben, mit einer
Ladespannungsquelle, einer Spannungsspeichereinrichtung,
die sich bis zu einem dem Spitzenwert der Batteriespannung
entsprechenden Spannungswert auflädt und diesen Wert bei
behält, einem Spannungsdetektor, dessen der Batteriespan
nung proportionale Ausgangsspannung etwas größer ist als
die der Spannungsspeichereinrichtung und mit einer Ver
gleichsschaltung, die die Ausgangsspannungen des Spannungs
detektors und der Spannungsspeichereinrichtung miteinan
der vergleicht und deren Ausgangssignal den Ladestrom über
eine Schalteinrichtung steuert, mit einem Batterieteil,
mit einer Verbindungseinrichtung, die mit dem Batterie
teil und mit einer Energiequelle sowie mit dem Ausgang
der Vergleichsschaltung verbunden ist und mit einer
Rückstelleinrichtung, die mit der Spannungsspeicherein
richtung verbunden ist.
Zum Laden von aufladbaren Batterien wird im allgemeinen
entweder das sogenannte Schnelladen mit einem erhöhten
Ladestrom oder das sogenannte Dauerladen mit geringem
Ladestrom durchgeführt. Beim Schnelladen ist es not
wendig, den gleichen Zustand der aufzuladenden Batterie
festzustellen und den Ladestrom zu unterbrechen, um ein
Überladen zu vermeiden.
Aufladbare Batterien, z. B. Ni-Cd Batterien, zeigen im
allgemeinen in der Ladekennlinie ein Spannungsmaximum
kurz vor Erreichen der vollständigen Aufladung. Bei einer
Ladeeinrichtung der eingangs genannten Art, wie sie aus
der DE-OS 29 07 670 bekannt ist, wird dieses Maximum er
faßt, so daß der Ladestrom bei Erreichen des Sättigungs
zustandes unterbrochen werden kann und ein Überladen ver
hindert wird.
Andererseits werden zur Aufladung einer Vielzahl von auf
ladbaren Batterien bzw. eines Batterieblocks herkömmlicher
weise Reihenladesysteme zum Laden einer Vielzahl von in
Reihe geschalteten Batterieblöcken oder ein Parallellade
system zum Laden einer Vielzahl von parallel geschalte
ten Batterieblöcken verwendet. Bei dem Reihenladesystem
fließt der selbe Ladestrom durch alle Batterieblöcke,
und zwar selbst dann, wenn die übriggebliebene Elektri
zitätsmenge bzw. Lademenge in jedem der Batterieblöcke
verschieden ist. Als Ergebnis hiervon könnte Überladen
oder Unterladen für jeden der Batterieblöcke je nach dem
Unterschied der übrig gebliebenen Elektrizitätsmenge
auftreten. Bei dem Parallelladesystem muß dagegen ein
Ladesteuergerät für jeden der Ladezweige für die Batterie
blöcke vorgesehen sein, insbesondere beim Fall des Schnell
ladens. Aufgrund dieser Tatsache wird das gesamte Gerät
sehr groß.
Aus der US-PS 40 16 474 ist ein Ladegerät für gekapselte
Autobatterien mit einer Anzahl von Ladezweigen bekannt,
bei dem in jedem Ladezweig gleichzeitig mehrere Batterien
geladen werden. Dieses Gerät ist zum Ausgleich von bei
längeren Ladezeiten auftretenden Ladungsverlusten vorge
sehen und so ausgestaltet, daß innerhalb einer vorge
gebenen Zykluszeit von mehreren Tagen jeder Ladezweig
einmal mit einer Ladeeinrichtung verbunden wird. Dabei
werden die Batterien während einer kurzen Zeit mit einem
geringen Ladestrom geladen, was der obengenannten Dauer
ladung entspricht, so daß das Problem des Überladens
nicht auftritt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ladegerät
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine
Anzahl aufladbarer Batterien unabhängig voneinander auf
geladen werden kann, wobei ein Über- oder Unterladen ver
mieden wird und das Ladegerät trotzdem klein und kompakt
gehalten werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im Anspruch 1
angegebenen Merkmale; vorteilhafte Ausführungsformen der
Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3 angegeben.
Anhand der Zeichnungen werden nun bevorzugte Ausführungs
formen der Erfindung beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine graphische Darstellung der Ladekennlinien einer
gasdichten Batterie, die mit dem erfindungsgemäßen
Ladegerät aufgeladen wird, wobei auf der Abszisse
die Zeit und auf der Ordinate die Spannung aufge
tragen ist;
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des er
findungsgemäßen Ladegeräts;
Fig. 3 eine graphische Darstellung von Kurvenverläufen elek
trischer Signale an verschiedenen Stellen des
Blockschaltbilds nach Fig. 2;
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Ausführungsform nach
Fig. 2;
Fig. 5 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung, die ähnlich wie die in Fig. 2 dar
gestellte Ausführungsform ist;
Fig. 6 eine detaillierte Darstellung einer Schaltung zum
Feststellen einer durch einen Defekt verursachten
ungewöhnlich hohen Spannung;
Fig. 7 eine graphische Darstellung der Kurvenverläufe elek
trischer Signale an verschiedenen Stellen der Aus
führungsform nach Fig. 5;
Fig. 8 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung; und
Fig. 9 und 10 Signalverläufe am Eingang der Detektorschaltung
nach Fig. 8.
Es ist bekannt, daß gasdichte Batterien, wie
z. B. Nickel-Cadmium-Batterien eine Ladekennlinie zeigen,
wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. Die Kennlinie der Ladungs
menge solcher gasdichten Batterien zeigt einen Verlauf,
wie er in Kurve B in Fig. 1 dargestellt ist, wobei im Sättigungs
zustand die Batterie voll aufgeladen ist.
Die Ladespannungskurve solcher gasdichten Batterien ist
durch die Kurve A in Fig. 1 dargestellt, die bis zu einem
Spitzenwert (der mit a bezeichnet ist) - kurz bevor die Batte
rie voll aufgeladen ist - anwächst und danach allmählich ab
fällt, bis ein voll aufgeladener Zustand erreicht ist.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungs
form eines erfindungsgemäßen Ladegeräts für eine Vielzahl auf
ladbarer Batterien oder Batterienblöcke. Kurz gesagt weist die
Ausführungsform der Fig. 2 eine Vielzahl von Ladezweigen auf,
mit denen individuell eine Vielzahl von Batterien aufgeladen
werden können. Außerdem weist diese Ausführungsform eine Steuer
schaltung zum Feststellen eines vorbestimmten Ladezustandes jeder
der Batterien beim Ladebetrieb auf, wobei die Ladezweige mit
elektrischer Energie von der Steuerschaltung versehen und nach
einander ausgewählt werden und die Steuerschaltung direkt mit
jeder der aufladbaren Batterien beim Ladebetrieb verbunden ist.
In Fig. 2 bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine Ladeenergieversor
gungseinheit, die einen herunter-transformierenden Transforma
tor T zum Runtertransformieren der Spannung eines gewöhnlichen
Netzes und eine Gleichrichter-Diode D 1 zum Gleichrichten des
herunter-transformierten Ausgangs aufweist. Eine Vielzahl von
Ladezweigen 1041 bis 104 n für individuelles Laden einer Viel
zahl von Batterien 1031 bis 103 n sind parallel mit der Lade
energieversorgungsschaltung 1 verbunden. Jede Batterie kann
ein Batterieblock mit einer Vielzahl von Batterien oder eine
Einzelbatterie sein. Die Ausführungsform der Fig. 2 umfaßt eine
Vielzahl (n) von Ladezweigen. Die einzelnen Ladezweige 1041
bis 104 n weisen jeweils Verbindungsanschlüsse 1005 und 1005′
und Schalter 1061 bis 106 n für die einzelnen Batterien auf.
Jeder der Schalter reagiert auf den Ausgang der automatischen
Auswahlschaltung 1007 und wird durch diese eingeschaltet oder
ausgeschaltet, wobei dann nur jeweils ein Schalter zur Zeit
geschlossen sein kann.
In Fig. 2 bezeichnet die Bezugsziffer 1008 eine Steuerschaltung
für das Feststellen eines vorbestimmten Ladungszustandes jeder
der zu ladenden Batterien. Diese Steuerschaltung ist so aufge
baut, daß sie eine vorbestimmte Batteriespannung feststellt,
die einen vorbestimmten geladenen Zustand darstellt, der er
reicht wird, nachdem die Batteriespannung die Maximalspannung
zeigt. Insbesondere weist die Steuerschaltung 1008 eine Span
nungsdetektorschaltung 1009 auf, durch die über einen Schalter
kreis S 1 eine Batteriespannung oder eine zu derselben proportio
nale Spannung der Batterie, die geladen wird, festgestellt wird.
Die Schaltung weist weiter eine Speicherschaltung 1010 auf, durch
die über einen Schalter S 2 eine Spannung gespeichert wird,
die um eine vorbestimmte Spannung kleiner ist als der Maximal
wert der Batteriespannung oder der dazu proportionalen Span
nung der Batterie, die geladen wird. Dann weist die Schaltung eine
Vergleichsschaltung 1011 zum Vergleichen des Ausgangssignals der Span
nungsdetektionsschaltung 1009, das nach Erreichen der Maximal
spannung abfällt, und der Ausgangsspannung der Speicherschaltung
1010 auf, um eine Spannungsdifferenz zu bestimmen. Die Schaltung
weist dann noch eine Umpulsgeneratorschaltung 1012 zum Erzeugen
eines Einzelimpulses als Reaktion auf das Ausgangssignal der
Vergleichsschaltung 1011, eine Rückstellschaltung 1013 zum Rück
setzen der gespeicherten Spannung der Speicherschaltung 1010, die
auf den Ausgangsimpuls der impulserzeugenden Schaltung 1012 rea
giert, und eine Zeitgeberschaltung 1014 zum periodischen An-
oder Abschalten der Schalteinrichtungen S 1 und S 2 auf. Die Zeit
geberschaltung 1014 ist so aufgebaut, daß sie einen einfachen
Zeitgeberimpuls während jeder Periode der kommerziellen Netz
spannungsversorgung 2 abgibt, so daß die Schalter S 1 und S 2 pe
riodisch als Reaktion auf den Zeitgeberimpuls geschlossen wer
den. Die automatische Auswahlschaltung 1007 reagiert auf jeden
Ausgangsimpuls von der impulserzeugenden Schaltung 1012, so daß
die Ausgänge Q 1 bis Qn + 1 nacheinander ausgewählt werden
und demgemäß jeder der Schalter 1061 bis 106 n der Ladezweige
1041 bis 104 n nacheinander ausgewählt wird. Damit die Detektor
schaltung 1009 und die Speicherschaltung 1010 selektiv mit je
der Batterie, die geladen wird, entsprechend der be
schriebenen Auswahl durch die automatische Auswahlschaltung 1007
verbunden werden kann, ist eine automatische Verbindungsschal
tung 1015 zwischen der Spannungsdetektorschaltung 1009 und der
Speicherschaltung 1010 und den entsprechenden Batterien 1031
bis 103 n vorgesehen.
Die Ladespannungscharakteristik der Batterien ist in Fig. 1
durch die Kurve A dargestellt, die einen Abfall zeigt, nachdem
ein Spitzenwert a erreicht ist. Wie bereits beschrieben, er
reichen die Batterien den vollgeladenen Zustand in diesem Bereich
des Abfalls der Spannung, wie dies durch die Ladungsmengencha
rakteristik in Kurve B gezeigt ist.
Für den Fall, daß eine zur Batteriespannung proportionale
Spannung durch die Spannungsdetektionsschaltung 1009 detek
tiert wird, ist die Proportionalspannung durch die Kurve C
dargestellt. Die Speicherschaltung 1010 speichert eine Span
nung, die um eine vorbestimmte Spannung V kleiner ist als der
Maximalwert der Proportionalspannung; diese Spannung ist
durch die Kurve D dargestellt. Die gespeicherte Spannung nach
dem Zeitpunkt t 1, zu dem der Spitzenwert erreicht ist, ist
die Spannung V D beim Zeitpunkt t 1 des Spitzenwertes. Wie aus
der festgestellten Spannungscharakteristik C ersichtlich ist,
fällt das Ausgangssignal der Detektorschaltung 1009 nach Er
reichen des Zeitpunktes t 1 des Spitzenwertes ab, und das Aus
gangssignal wird von der Vergleichsschaltung 1011 zum Zeitpunkt t 2
erhalten, wenn der Unterschied zwischen dem abfallenden Aus
gangssignal von der Detektorschaltung 1009 und der gespeicher
ten Spannung V D von der Speicherschaltung 1010 den Wert 0 an
nimmt. Die pulserzeugende Schaltung 1012 reagiert auf das Aus
gangssignal von der Vergleichsschaltung 1011 und gibt einen ein
zelnen Impuls aus. Auf diesen einzelnen Impuls reagiert die
automatische Auswahlschaltung 1007 und ändert den Ausgang in
der Reihenfolge. Daher wird zum Beispiel der Schalter 1061
des Ladezweiges 1041, mit dem bisher eine Batterie geladen wurde,
geöffnet, und es wird gleichzeitig der Schalter 1062 des näch
sten benachbarten Ladezweiges 1042 geschlossen. Daher wird der
Ladebetrieb der Batterie 1031 des Ladezweiges 1041 beendet,
und es wird damit begonnen, die Batterie 1032 zu laden, die
an den nächsten benachbarten Ladezweig 1042 angeschlossen ist.
Die Rückstellschaltung 1013 reagiert ebenfalls auf den einzel
nen Impuls von der Impulserzeugungsschaltung 1012 und erzeugt
ein Rückstellsignal, so daß die gespeicherte Spannung der Spei
cherschaltung 1010 auf den Anfangswert zurückgestellt wird. In
Übereinstimmung mit der beschriebenen automatischen Auswahl
der Ladezweige stellt die automatische Verbindungsschaltung
1015 synchronisierte selektive Verbindungen mit den Ladezweigen
1041 bis 1042 her, wodurch die Spannungsdetektorschaltung 1009
und die Speicherschaltung 1010 mit der Batterie 1032 des Bat
teriezweiges 1042 durch die automatische Verbindungsschaltung
1015 und nicht durch den Schalter 1062 verbunden werden. Das
bedeutet, daß alle Batterien von dem ersten bis zum n-ten Bat
teriezweig 1041 bis 104 n nacheinander ausgewählt und geladen
werden.
Fig. 3 ist eine graphische Darstellung von Kurvenverläufen von
elektrischen Signalen an verschiedenen Stellen des Blockschalt
bildes nach Fig. 2 in dem Fall, daß Batterien 1031 bis 103 n
nacheinander geladen werden. Insbesondere zeigt die Kurve A
die Batteriespannung, die Kurve B die Spannung der Speicher
schaltung 1010, die Kurve C die Spannungsdifferenz zwischen
der Batteriespannung und der Spannung der Speicherschaltung
1010, die an den Eingang der Vergleichsschaltung 1011 angelegt
wird, die Kurve D den Ausgang der Vergleichsschaltung 1011, die
Kurve E den Ausgang der impulserzeugenden Schaltung 1012 und
die Kurve F die ausgewählten Ausgänge der automatischen Aus
wahlschaltung 1007.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung der Ausführungs
form nach Fig. 2. Diese Ausführungsform enthält eine Wechsel
spannungsquelle als Ladestromspannungsquelle 1 und somit auch
eine Synchronisationsschaltung 801.
Die Ladespannungsquelle 1 weist einen Transformator T auf,
durch den die gewöhnliche Netzspannung heruntertransformiert wird.
Das eine Ende der Ausgangswicklung des Transformators T ist
mit Erde und das andere Ende ist
mit einem Eingang eines Operationsverstärkers 806 ver
bunden. Der andere Eingang des Operationsverstärkers 806 ist mit
dem Ausgang der Bezugsspannungsquelle 805 verbunden. Anderer
seits ist der Schalter 807 zwischen dem Ausgangsanschluß P 1
der Spannungsdetektorschaltung oder der Spannungsteilerschal
tung 4 und dem Schalter 31 angeordnet. Der Schalter 808 ist
zwischen dem Ausgangsanschluß P 2 und einem Eingang des Opera
tionsverstärkers 621 angeordnet. Der Schalter 809 ist zwischen
dem Ausgangsanschluß P 3 und einem Eingang des Operationsver
stärkers 611 angeordnet. Diese Schalter 807, 808 und 809 rea
gieren auf Ausgangssignale des Operationsverstärkers 806 und
werden dadurch geöffnet oder geschlossen. Wird die Ausgangs
spannung des Ausgangsanschlusses des Transformators T
größer als die Bezugsspannung der Spannungsquelle
805, so gibt der Operationsverstärker 806 den Zeitgeberpuls
hohen Pegels. Demgemäß gibt der Arbeitsverstärker 806 einen sol
chen Zeitgeberpuls für jede Periode der Wechselstromspannungs
quelle. Die Schalter 807, 808 und 809 reagieren auf jeden Zeit
geberpuls und werden dadurch geschlossen. Demgemäß werden die
Ausgangsspannungen an den Ausgangsanschlüssen P 1, P 2 und P 3
der Spannungsdetektorschaltung 4 an die damit verknüpften
Schaltungskomponenten bei jedem Zeitgeberpuls angeschlossen,
der vom Operationsverstärker 806 erhalten wird. Spannungsspei
chereinrichtungen 402 und 403 zum Halten oder Speichern der Span
nungen, die mit Unterbrechungen von den Schaltern 808 bzw. 809
erhalten werden, sind mit den Ausgangsanschlüssen P 2 bzw. P 3
verbunden. Obwohl die Spannungsspeichereinrichtungen 402 und 403
elektrochemische Potentialspeichereinrichtungen aufweisen kön
nen, die ähnlich der Potentialspeichereinrichtung 501 sind, die
in der Spannungsspeicherschaltung enthalten ist, können
sie 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. Dem einen Eingang des Operationsver
stärkers 621 wird die Spannung zugeführt, die am Kondensator 402
anliegt.
Nimmt der Ausgang des
Operationsverstärkers 621 einen tiefen Pegel an, so wird kein
Torsignal an die Torelektrode eines Thyristors ange
legt, so daß der Thyristor
nichtleitend wird.
Die impulserzeugende Schaltung 1012 weist einen monostabilen
Multivibrator auf. Der Ausgang der impulserzeugenden Schaltung
1012 wird an die Rückstellschaltung 1013 gelegt, die einen
Schalter S 4 aufweist, der so angeschlossen ist, daß er die Poten
tialspeichereinrichtung 501 nebenschließen kann.
Die automatische Auswahlschaltung 1007 weist einen Ringzähler
CO mit fünf Ausgängen entsprechend der Anzahl der Ladezweige
1041 bis 1045, einen Treiber DR zum Öffnen oder Schließen der
Schalterkreise 1061 bis 1965 der entsprechenden Ladezweige
1041 bis 1945 entsprechend dem Ausgangsignal des Ringzählers CO und
einen Startschalter SS auf. Beim Schließen des Startschalters
SS wird der erste Ausgang Q 1 vom Ringzähler CO erhalten, und
es wird der Schalter 1061 des ersten Ladezweiges 1041 aufgrund
des Ausgangs des Treibers DR geschlossen, wodurch der Ladebe
trieb begonnen wird. Die automatische Verbindungsschaltung 1051
kann einen Multiplexer aufweisen.
Wie bereits beschrieben, wird beim Schließen des Startschal
ters SS begonnen, die Batterie 1031 des ersten Ladezweiges
1041 zu laden. Bis zu dem Zeitpunkt t 1, wo der Spitzenwert er
reicht wird, wachsen die Spannungen von 501, 402 und 403 ent
sprechend der Ladespannungscharakteristik A der Fig. 1
an. Nachdem der Zeitpunkt t 1 erreicht ist, wird die gespeicherte
Spannung V C der Einrichtung 501 konstant gehalten, da der
Schalter 31 geöffnet ist, während die Spannungen der Einrich
tungen 402 und 403 entsprechend der Ladespannungs
charakteristik A, die in Fig. 1 gezeigt ist, abnehmen. Zum
Zeitpunkt t 2 wenn die Spannungsdifferenz zwischen der Spannung
der ersten Einrichtung 402 und der gespeicherten Spannung V D
der Einrichtung 501 einen vorbestimmten Wert, zum Beispiel 0 an
nimmt, wird das Ausgang vom Operationsverstärker 621 der Ver
gleichsschaltung 1011 erhalten, und die impulserzeugende Schal
tung 1012 reagiert auf das Ausgangssignal von der Vergleichsschaltung
1011 und gibt einen einzelnen Impuls ab. Hierauf reagiert der
Ringzähler CO auf den einzelnen Impuls, so daß die Ausgabe
vom ersten Ausgang Q 1 zum zweiten Ausgang Q 2 geschaltet wird.
Als Ergebnis hiervon wird der Schalter 1061 des ersten Lade
zweiges 1041 durch den Treiber DR geöffnet, und der Ladebetrieb
für die Batterie 1031 des ersten Ladezweiges 1041 wird beendet,
während der Schalter 1062 des zweiten Ladezweiges 1042 durch
den Treiber DR geschlossen wird und der Ladebetrieb für die
Batterie 1032 des entsprechenden Ladezweiges begonnen wird.
Wenn vom Ladezweig 1041 zum Lade
zweig 1042 umgeschaltet wird, reagiert der Multiplexer 1015
auf den zweiten Ausgang Q 2 des Ringzählers CO und verbindet die
Spannungsdetektionsschaltung 1009 und die Speicherschaltung 1010
mit dem Ladezweig 1042. Entsprechend der Schaltauswahl
vom Ladezweig 1041 zum Ladezweig 1042 reagiert die Rückstell
schaltung 1013 auf den einzelnen Impuls von der impulserzeugen
den Schaltung 1012 und schließt den Schalter S 4, wodurch die
Spannung der Einrichtung 501 auf den ursprünglichen Wert zu
rückgestellt wird, um so alles für die Feststellung der Lade
spannung der Batterie 1032 im Ladezweig 1042 vorzubereiten.
Wie aus den Kurven B und E der Fig. 3 ersichtlich ist, ist
der Schalter S 4 während der Dauer des einzelnen Impulses ge
schlossen, und die Spannung der Einrichtung 501 wird auf
den ursprünglichen Zustand während dieser Dauer zurückgestellt.
So werden die Batterien 1031 bis 1035 der Ladezweige 1041 bis
1045 einzeln und nacheinander geladen. Nach Beendigung des Lade
betriebes für den Batterieblock 1035 des fünften und letzten
Ladezweiges 1045 reagiert der Ringzähler CO auf den fünften
Signalpuls, so daß ein Ausgang vom sechsten Ausgang Q 6 erhalten
wird. Da der sechste Ausgang jedoch nicht an den Treiber DR an
geschlossen ist, bedeutet dies, daß der Ladebetrieb für die
Batterien beendet ist.
Gemäß der Ausführungsform, die in Verbindung mit den Fig. 2 bis 4
beschrieben ist, wird eine Vielzahl von Batterien individuell
und nacheinander geladen. Sogar dann, wenn die in den Batterien
vorhandene Elektrizität für jede Batterie unterschiedlich ist,
können daher alle Batterien richtig geladen werden, wobei eine
Steuerschaltung zum Feststellen des geladenen Zustandes jeder der
Batterien verwendet wird. Als Ergebnis hat ein solches Ladegerät
einen kompakten Aufbau.
Fig. 5 ist ähnlich zu Fig. 2 und zeigt ein Blockschaltbild
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Die Ausführungs
form nach Fig. 5 ist fast die gleiche wie die Ausführungsform
nach Fig. 2, mit im folgenden beschriebenen Ausnahmen. Es wer
den dabei nur die Teile beschrieben, die verschieden sind; eine
wiederholte Beschreibung der anderen Teile wird nicht vorge
nommen. Kurz gesagt, soll mit der Ausführungsform der Fig. 5
erreicht werden, eine Vielzahl von Batterien nacheinander zu
laden, wobei eine Batterie weggelassen wird,
wenn sie ein anormales Verhalten zeigt, z. B. aufgrund eines Defektes. Zu diesem Zweck weist die
Ausführungsform der Fig. 5 eine Detektorschaltung 1015
zum Feststellen einer anormalen Spannung eines
Ladezweiges einer Batterie auf, damit die impuls
erzeugende Schaltung 1012 ggf. einen einzelnen Impuls abgeben kann.
Mit der Detektorschaltung 1015 für anormale Spannungen soll ein
Zustand festgestellt werden bei dem eine ordnungsgemäße Ladung nicht erfolgen kann, z. B.
wenn in dem Ladezweig, der für Ladebetrieb ausgewählt ist, keine
Batterie vorhanden ist, wenn eine Batterie zwi
schen den Verbindungsanschlüssen 1005 und 1005′ des ausgewählten
Ladezweiges nicht richtig befestigt ist oder
wenn die Batterie des ausgewählten Ladezweiges inaktiv
intern kurzgeschlossen o. ä. ist. Eine
inaktive Batterie ist dabei eine Batterie, bei der die Oxida
tions- und Reduktionsreaktion innerhalb der Batterie inaktiv
geworden ist, was z. B. der Fall ist, wenn sie für eine lange Zeitdauer nicht
benutzt wurde. In diesem Fall tritt eine hohe Klemmenspannung beim
Ladebetrieb auf, obwohl keine restliche Elektrizitätsmenge
in der Batterie vorhanden ist.
In Fig. 6 ist ein detailliertes Schaltbild der Detektorschal
tung 1015 gezeigt. Die Detektorschaltung
1015 ist mit der automatischen Verbindungsschaltung 1016
verbunden, um die Spannung am Verbindungsanschluß 1005,
d. h. die Batteriespannung, festzustellen, und weist einen Ope
rationsverstärker auf, mit dem festgestellt werden kann, ob
die Batteriespannung höher als die Bezugsspannung V R der Bezugs
spannungsquelle E 1 ist.
Die Betriebsweise der Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist für Fall,
daß keine anormale Spannung detektiert wird, im wesentli
chen dieselbe wie bei der Ausführungsform
der Fig. 2. Im folgenden soll daher die Betriebsweise der Aus
führungsform der Fig. 6 für den Fall beschrieben werden, daß
eine anormale Spannung festgestellt wird. Es soll nun der Fall
beschrieben werden, bei dem die Batterie 103 m nicht zwischen den
Verbindungsanschlüssen 1005 und 1005′ des m-ten Ladezweiges 104 m
eingefügt ist. Die Batterien 1031 bis 103 m - 1 der
Ladezweige 1041 bis 104 m - 1 werden nacheinander auf
die vorher beschriebene Weise geladen. Ist der Ladevorgang für
die Batterie 103 m - 1 beendet, wird der Ausgang der automatischen
Auswahlschaltung 1007 vom Ausgang Qm - 1 zum Ausgang Qm gewechselt
und der Schalter 106 m des m-ten Ladezweiges 104 m wird geschlos
sen, so daß die elektrische Energie an den Ladezweig angelegt
wird. Da der Batterieblock 103 m jedoch nicht in den entspre
chenden Ladezweig eingefügt ist, ist die Spannung zwischen den
Verbindungsanschlüssen 1005 und 1005′ groß verglichen mit einem
Fall, in dem zwischen diesen Anschlüssen eine funktionsfähige Batte
rie eingefügt ist. Eine solche anormal hohe Spannung wird
durch die Detektorschaltung 1015 festgestellt, und die impuls
erzeugende Schaltung 1012 reagiert auf das Ausgangssignal der
Detektorschaltung 1015 und gibt einen Einzelimpuls ab. Die
automatische Auswahlschaltung 1007 reagiert auf den Signal
impuls, so daß vom Ausgang Qm zum Ausgang Qm + 1
geschaltet wird. Dabei wird die in der Speicherein
heit 1010 gespeicherte Spannung durch die Rückstellschaltung
1013 auf den ursprünglichen Wert zurückgestellt. Der
Ladezweig 104 m + 1 wird mit elektrischer Energie vom Ausgang
Qm + 1 der automatischen Auswahlschaltung 1007 versorgt, und die
Batterie 103 m + 1 wird geladen. Dann werden die Batterien 103 m + 1
-103 n einzeln und nacheinander auf die vorher beschriebene
Weise aufgeladen.
Fig. 7 ist eine graphische Darstellung der Kurvenverläufe elek
trischer Signale an verschiedenen Stellen der Ausführungsform
gemäß Fig. 5. In Fig. 7 zeigt die Kurve A die Batteriespannung,
die Kurve B die Spannung der Speicherschaltung 1010, die Kurve C
den Unterschied zwischen Batteriespannung und der Spannung der
Speicherschaltung 1010, das heißt das Eingangssignal der Vergleichsschaltung
1011, die Kurve D das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung
1011, die Kurve E das Ausgangssignal der Impulserzeugungsschaltung
1012, und die Kurve G zeigt die ausge
wählten Ausgänge der automatischen Auswählschaltung 1007. In
Fig. 7 bezeichnen die Zahlen 1 bis n die Nummer der Batterien
und die Nummer der Ladezweige.
Wie aus den Kurven der Fig. 7 ersichtlich ist, wird der
einzelne Impuls Xm von der impulserzeugenden Schaltung 1012
aufgrund des Ausgangssignales von der Vergleichsschaltung 1011
im Zeitpunkt t 3 erhalten, so daß der Ausgang der automatischen
Auswahlschaltung 1007 vom Ausgang Qm - 1 zum Ausgang Qm geändert
wird. Ist jedoch keine Batterie 103 m im m-ten Ladezweig 104 m
vorhanden, wird die Batteriespannung höher als die Bezugsspan
nung V R ; dieser Zustand wird durch die Detektorschaltung 1015
festgestellt, und die impulserzeugende Schaltung 1012 reagiert
auf das Ausgangssignal der Detektorschaltung 1015 und gibt einen
einzelnen Impuls Xm nach dem Impuls Xm -1 zum Zeitpunkt t 4 ab,
wodurch zum Zeitpunkt t 4 der Ausgang Qm + 1 der automatischen Auswahlschaltung 1007
ausgewählt ist.
Obwohl im vorhergehenden ein Fall besprochen wurde, in dem
keine Batterie im entsprechenden Ladezweig angeschlossen ist,
entstehen solche ungewöhnlich hohen Batteriespannungen auch dann,
wenn eine inaktive Batterie vorliegt;
die Ausführungsform der Fig. 5 kann auf einen solchen Fall
ebenfalls Anwendung finden. Für den Fall einer
intern kurzgeschlossenen Batterie, kann ein Aufbau
verwendet werden, in dem unter Benut
zung einer Detektorschaltung festgestellt wird, ob die
Batteriespannung größer als ein vorbestimmter
Mittelwert ist. Aufgrund der Tatsache, daß eine Detektorschal
tung zum Feststellen einer anormalen
Spannung in einem Ladezweig vorgesehen ist,
wird daher bei der Ausführungsform der Fig. 5 der Ladebetrieb
bei einem Ladezweig unterbrochen, in dem eine anormale Span
nung festgestellt wird, und der Ladevorgang wird zum benach
barten Ladezweig weitergeschaltet. Als Ergebnis werden nur
funktionsfähige Batterien individuell und nacheinander geladen.
Das Ladegerät ist bevorzugt so ausgerüstet, daß
ein anormaler Spannungszustand, z. B. bei
einer intern kurzgeschlossenen Batterie,
bei einer nicht richtig befestigten bzw. angeschlossenen Batterie
und so weiter, festgestellt wird, so daß der Ladebetrieb
für diese Batterie unterbrochen wird und
zur nächsten benachbarten Batterie weitergeschaltet wird.
Wenn man eine solche Detektorschaltung
vorsieht, könnte es passieren, daß kein
Ladestrom an einen der Ladezweige beim Schalten der Ladezweige
angelegt wird, wenn eine wellige Komponente
oder Störungskomponente von der Energieversorgung kommt,
so daß die Detektorschaltung eine Fehlfunktion be
wirken könnte.
Fig. 8 zeigt in einem Blockschaltbild eine weitere Ausführungs
form der Erfindung, durch die das obenerwähnte Problem besei
tigt werden kann. In Fig. 8 bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine
Ladeenergiequelle, die so aufgebaut ist, daß sie Wechselstrom
vom gewöhnlichen Netz gleichrichtet und glättet, worauf das
geglättete Ausgangssignal durch einen nicht gezeigten Inver
ter schrittweise verkleinert wird und das so schrittweise ver
kleinerte und gleichgerichtete Ausgangssignal an Batterien an
gelegt wird. Eine Vielzahl von Ladezweigen 2031 bis 203 n zum
individuellen Laden der Batterien 2021 bis 202 n ist mit der
Ladeenergiequelle 1 parallel geschaltet. Die Ladezweige be
stehen jeweils aus Verbindungsanschlüssen 2004 und 2004′ für die
entsprechenden Batterien und Schaltern 2051 bis 205 n. Die ent
sprechenden Schalter werden
in Abhängigkeit vom Ausgangssignal einer automatischen Aus
wahleinheit 2011, die im folgenden beschrieben werden soll, ein- und ausgeschaltet
so daß nur ein Schalter jeweils geschlossen ist.
Die Bezugsziffer 2006 bezeichnet eine Steuerschaltung zum De
tektieren eines vorbestimmten Ladezustandes einer Batterie,
die geladen wird, und ist dazu bestimmt, nacheinander die
Batterien der Ladezweige durch Schalten auszuwählen. Für die
sen Zweck weist die Steuerschaltung 2006 auf: eine Spannungsdetek
torschaltung 2007 zum Feststellen der Batteriespannung ei
ner zu ladenden Batterie oder einer dazu proportionalen Spannung,
eine Speicherschaltung 2008 zum Speichern einer Spannung, die
um eine vorbestimmte Spannung niedriger ist als der Maximal
wert der Batteriespannung oder der dazu proportionalen Span
nung, eine Vergleichsschaltung 2009 zum Feststellen eines
vorbestimmten Unterschiedes zwischen dem Ausgangssignal der
Detektorschaltung 2007, die nach Erreichen des Maximalwertes
abfällt, und der gespeicherten Spannung der Speicherschaltung
2008, eine impulserzeugende Schaltung 2010 zum Erzeugen eines
Einzelimpulses, die auf das Ausgangssignal der Vergleichs
schaltung 2009 reagiert, eine automatische Auswahlschaltung
2001, die auf die einzelnen Impulse reagiert und dabei nach
einander die Ausgänge Q 1 bis Qn schaltet, wobei nur einer der
Schalter 2051 bis 205 n der entsprechenden Ladezweige nachein
ander jeweils geschlossen wird, eine Rückstellschaltung 2012,
die auf die obigen einzelnen Impulse reagiert und dabei die
gespeicherte Spannung der Speicherschaltung 2008 auf einen
ursprünglichen Wert zurückstellt, eine Detektorschaltung
zum Feststellen einer anormalen Spannung
des Ladezweiges beim Ladebetrieb, damit die impulserzeu
gende Schaltung 2010 einen einzelnen Impuls abgibt, und eine
Rückstellschaltung 2014, die auf den genannten einzelnen
Impuls reagiert, der als Schaltsignal der Ladezweige beim Lade
betrieb dazu dient, die Detektorschaltung 2013 für anormale
Spannungen zurückzustellen. Die Detektorschaltung 2013
weist eine erste Detektorschaltung 2015
für anormale Spannungen auf, durch die festgestellt wird, ob
eine Batterie, die gerade geladen wird, intern kurzge
schlossen ist, und eine zweite Detektorschaltung 2016
für anormale Spannungen, durch die festgestellt wird, ob
die Batterie nicht richtig in den Ladezweig
eingesetzt ist. Die erste Detektorschaltung 2015
weist einen ersten Operationsverstärker O 1 zum Fest
stellen auf, ob die Spannung der gemeinsamen Ladeleitung 2017
niedriger ist als die erste Vergleichsspannung V 1, und gibt
dann ein Ausgangssignal ab. Die zweite Detektorschaltung 2016
weist einen zweiten Operationsverstär
ker Q 2 auf, durch den festgestellt wird, ob die Spannung an
der gemeinsamen Ladeleitung 2017 höher ist als die zweite Ver
gleichsspannung V 2, und gibt dann ein Ausgangssignal ab. Die
Rückstellschaltung 2014 weist Rückstellein
richtungen 2018 und 2019 zum Zurückstellen der
Detektorschaltungen 2015 bzw. 2016
auf. Die erste Rückstelleinrichtung 2015 weist einen
Transistor Q 1 und Widerstände R 1 und R 2 auf, die auf den ein
zelnen Impuls von der impulserzeugenden Schaltung 2010 reagie
ren und dazu bestimmt sind, das Eingangssignal des ersten Ope
rationsverstärkers O 1 während der Dauer des Auftretens des
Impulses zu erhöhen, wodurch der Ausgang des Verstärkers in
einem rückgestellten Zustand gehalten wird. Außerdem weist
die erste Rückstellschaltung eine Verzögerungseinrichtung auf,
die auf die Hinterkante des einzelnen Impulses reagiert und
dadurch den Betrieb der ersten Detektorschaltung 2015 verzögert;
die Verzögerungseinrichtung weist einen Widerstand R 3 und einen
Kondensator C 1 auf. Die zweite Rückstellschaltung 2019 weist
einen Transistor Q 2 auf, der auf den einzelnen Impuls von der
impulserzeugenden Schaltung 2010 reagiert und dadurch das Ein
gangssignal des zweiten Operationsverstärkers O 2 während der
Dauer des Auftretens des Impulses verkleinert, wodurch der Aus
gang des Verstärkers in einem rückgestellten Zustand bleibt.
Außerdem weist die zweite Rückstellschaltung eine Verzögerungs
einrichtung 2021 auf, die auf die Hinterflanke des einzelnen Im
pulses reagiert und die zweite Detektorschaltung 2016 verzögert;
diese Verzögerungseinrichtung weist einen Widerstand R 4 und
einen Kondensator C 2 auf.
Es wird nun auf Fig. 8 Bezug genommen. Wie aus der festgestell
ten Spannungskennlinie C ersichtlich ist, wird nach dem Zeit
punkt t 1 das Auftreten des Spitzenwertes das Ausgangssignal
von der Vergleichsschaltung 2009 erhalten, wenn die Differenz
zwischen dem kleiner werdenden festgestellten Ausgangssignal
und der gespeicherten Spannung V D einen vorbestimmten Wert,
zum Beispiel 0, zum Zeitpunkt t 2 annimmt. Die impulserzeugende
Schaltung 2010 reagiert auf das Ausgangssignal von der Ver
gleichsschaltung 2009 und gibt einen einzelnen Impuls ab. Die
automatische Auswahlschaltung 2011 reagiert auf den einzelnen
Impuls und ändert den Ausgang, so daß der Schalter 2051 des
Ladezweiges 2031, in dem vorher geladen wurde, nun geöffnet
wird. Nach dem Ende des einzelnen Impulses wird der Schalter
2052 des nächsten Ladezweiges 2032 geschlossen. Daher wird
das Laden der Batterie 2021 im Ladezweig 2031 beendet, und es
beginnt die Aufladung der Batterie 2022 des Ladezweiges 2032.
Gleichzeitig mit dem Umschalten der Ladezweige aufgrund des
einzelnen Impulses wird die gespeicherte Spannung der Speicher
schaltung 2002 durch die Rückstellschaltung 2012 auf ihren
ursprünglichen Wert gebracht. Auf diese Weise werden alle Bat
terien 2021 bis 202 n nacheinander und einzeln geladen.
Es soll nun angenommen werden, daß die zweite Batterie 2022
intern kurzgeschlossen ist. Die Spannung der
gemeinsamen Ladungsleitung 2017 ist beim Laden der zweiten
Batterie kleiner als die erste Vergleichsspannung V 1; dieser
Zustand wird durch die erste Detektorschaltung 2015 festge
stellt, und es wird ein Ausgangssignal vom ersten Operations
verstärker O 1 erhalten. Die impulserzeugende Schaltung 2010
reagiert auf das Ausgangssignal vom ersten Operationsverstär
ker O 1 und gibt einen einzelnen Impuls ab. In derselben Weise
wie vorher beschrieben wird für den Ladebetrieb
vom Ladezweig 2032 auf den Ladezweig 2033 umge
schaltet.
Es soll nun angenommen werden, daß die Batterie 2022 nicht
richtig zwischen den Anschlüssen 2004 und 2004′ eingesetzt
ist, wobei dann die Spannung der gemeinsamen Ladungsleitung
2017 beim Laden der zweiten Batterie 2022 größer ist als
die zweite Vergleichsspannung V 2. Dieser Zustand wird durch
die zweite Detektorschaltung 2016 festgestellt; es wird ein
Ausgangssignal vom zweiten Operationsverstärker O 2 erhalten.
Die Impulserzeugungsschaltung 2010 reagiert auf das Ausgangs
signal des zweiten Operationsverstärkers O 2 und gibt einen
einzelnen Impuls ab, so daß für den Ladebetrieb
vom Ladezweig 2032 auf den Ladezweig 2033 umge
stellt wird, wie dies beschrieben wurde.
Jetzt soll die Betriebsweise der Detektorschaltung 2013 bei
der Auswahl durch Umschalten der Ladezweige unter Bezugnahme
auf die Kurven der Fig. 9 und 10 beschrieben werden.
Fig. 9 zeigt die Kurvenverläufe des Eingangssignals der Detektorschal
tung 2013 für den Fall, daß die Rückstellschaltung 2014 nicht
vorgesehen st. Fig. 10 zeigt die Signalverläufe am Eingang der
Detektorschaltung 2013 für den Fall, daß die Rückstellschaltung
2014 vorgesehen ist. Falls die Rückstellschal
tung 2014 nicht vorgesehen ist (siehe Fig. 9), wird der Ladebe
trieb für die erste Batterie 2021 im Zeitpunkt t 3 beendet,
und es wird ein einzelner Impuls P von der impulserzeugenden
Schaltung 2010 erhalten. Der Ladebetrieb für die zweite Batte
rie 2022 wird vom Zeitpunkt t 4 nach der Dauer T des Auftretens
des Impulses begonnen. Nimmt man an, daß die
Batterien 2021 und 2022 normale Batterien sind,
die auch zwischen die Verbindungsanschlüsse 2004 und 2004′
eingeführt sind, dann ist während des Lade
betriebes der entsprechenden Batterie das Eingangssignal der ersten
Detektorschaltung 2015 größer als die erste Vergleichsspan
nung V 1, und das Eingangssignal der zweiten Detektorschaltung
2016 ist niedriger als die zweite Vergleichsspannung V 2, so daß
Ausgangssignale weder von der Detektorschaltung 2015 noch von
der Detektorschaltung 2016 erhalten werden. Während des Zeit
raumes, in dem der Ladebetrieb für die Batterien ausgewählt
wird, das heißt während der Dauer T des Auftretens des ein
zelnen Impulses P, sind die Eingangssignale beider Detektor
schaltungen 2015 und 2016 die Spannung der gemeinsamen Lade
leitung 2017. Während dieser Zeitperiode erscheint die Span
nung der ladenden Energiequelle 1 auf der gemein
samen Ladeleitung 2017. Wird ein Transformator als Einrichtung
zum Verkleinern der Spannung der Ladeenergieversorgung 1 ver
wendet, erscheint die wellige Stromkurve der kommer
ziellen Energieversorgungsfrequenz. Wird dagegen ein Konverter
als Mittel zur Spannungsverkleinerung verwendet, wie dies
vorher beschrieben wurde, dann erscheint eine Schaltkurve
oder eine Schwingungskurve. Der Graph W in Fig. 9
zeigt eine solche Schwingungskurve. Es könnte passieren,
daß die erste Schwingungskurve W niedriger ist als die
erste Vergleichsspannung V 1 und höher ist als die zweite Ver
gleichsspannung V 2. Daher werden während der Dauer T des Auf
tretens des einzelnen Impulses P die Ausgänge wiederum von den
Detektorschaltungen 2015 und 2016 erhalten.
Demgemäß wird wiederum ein einzelner Impuls P erzeugt, mit dem
Ergebnis, daß die Ladezweige 2031 bis 203 n nicht nacheinander
ausgewählt werden können.
Um diese Probleme zu lösen, ist die Rückstellschaltung 2014 vor
gesehen. Durch die Rückstellschaltung 2014
wird, wie in Fig. 10 gezeigt, der Transistor Q 1 leitend auf
grund des Einzelimpulses während der Dauer T des Auftretens
des Einzelimpulses P, wodurch der Eingang des ersten Opera
tionsverstärkers O 1 auf einen höheren Wert als die Batterie
spannung V 3 gehoben wird, wodurch der Rückstellzustand auf
rechterhalten wird, während die Oszillationskurve W teil
weise durch die Verzögerungseinrichtung 20 absorbiert wird
und dadurch geglättet wird. Der Transistor Q 2 wird leitend
als Reaktion auf den einzelnen Impuls P, so daß der
Eingang des zweiten Operationsverstärkers O 2 kleiner
wird als die zweite Vergleichsspannung V 2, wodurch ein Teil
der Schwingungskurve W absorbiert und dieselbe geglättet
wird.
Dadurch, daß die Rückstellschaltung 2014 vorgesehen wird, kön
nen die Einflüsse beseitigt werden, die durch eine
gleichgerichtete Welligkeitskomponente der Frequenz der
Netzversorgung oder eine Schaltkurve von der
Ladeleistungsversorgung 1 während der Dauer T des Auftretens
des einzelnen Impulses P ausgeübt werden.
Die Verzögerungseinrichtungen 2020 und 2021 haben nicht nur
die Wirkung, die erwähnte gleichgerichtete Welligkeitskompo
nente zu glätten; sie arbeiten vielmehr auch in der folgenden
Weise. Ist die Batterie, die geladen werden soll, eine über
mäßig entladene Batterie, so wird das Anwachsen für die Batte
rie nach Beginn des Ladevorganges bei einer solchen übermäßig
entladenen Batterie verzögert. Bei Beginn des Ladebetriebes
könnte es passieren, daß die Batteriespannung niedriger als
die erste Vergleichsspannung V 1 ist, wie dies bei einer intern
kurzgeschlossenen Batterie der Fall ist. Die Verzögerungsein
richtung 2020 ist vorgesehen, damit die Detektorschal
tung 2015 dies nicht gleich feststellen kann. Falls
die Schalter 2051 bis 205 n, die in den Ladezweigen 2031
bis 203 n vorhanden sind, durch Relaisschalter gebildet werden,
können die Kontakte der Relaisschalter prallen.
Als Folge werden die Relais
schalter plötzlich aufgrund des Prallens geöffnet, und
es könnte passieren, daß die Spannung der gemeinsamen Lade
leitung 2017 größer wird als die zweite Vergleichsspannung
V 2, und zwar beim Öffnen der Relaisschalter. Die Verzögerungs
einrichtung 21 ist vorgesehen, um zu verhindern, daß die zweite
Detektorschaltung 2016 einen solchen momentanen Zustand nicht
detektiert.
Wie beschrieben weist die Ausführungsform der Fig. 8 eine Mehr
zahl von Ladezweigen zum aufeinanderfolgenden und individuel
len Laden einer Mehrzahl von Batterien und eine Detektorschal
tung zum Feststellen einer anormalen Spannung des Ladezweiges
beim Ladebetrieb auf. Zeigt ein Ladezweig beim Ladebetrieb eine
anormale Spannung, so wird daher der Ladebetrieb des entspre
chenden Ladezweiges sofort angehalten und der Ladebetrieb wird
beim nächsten benachbarten Ladezweig begonnen. Als Ergebnis
kann die gesamte Ladezeit, die zum Laden der Batterien erfor
derlich ist, verkürzt werden. Da die Rückstellschaltung zum
Rückstellen der obenerwähnten Detektorschaltung, die auf das
Auswahlsignal für die Ladung in den Ladezweigen reagiert, vor
handen ist, wird eine Fehlfunktion der Detektorschaltung nicht
mehr durch eine gleichgerichtete Welligkeitskomponente der kom
merziellen Netzversorgungsfrequenz oder ein Schaltsignal (ein
Schwingungssignal) von der Ladeleistungsquelle bei der Aus
wahl durch Schalten der Ladezweige verursacht werden können.
Claims (3)
1. Ladegerät für eine Vielzahl von aufladbaren Batterien,
die eine Ladespannungskurve mit ausgeprägtem Spannungsmaximum
kurz vor Erreichen der vollständigen Aufladung und mit an
schließend abfallender Spannung bis zur vollständigen Aufla
dung haben, mit einer Ladespannungsquelle, einer Spannungsspei
chereinrichtung, die sich bis zu einem dem Spitzenwert der
Batteriespannung entsprechenden Spannungswert auflädt und die
sen Wert beibehält, einem Spannungsdetektor, dessen der Batte
riespannung proportionale Ausgangsspannung etwas größer ist
als die der Spannungsspeichereinrichtung und mit einer Ver
gleichsschaltung, die die Ausgangsspannungen des Spannungs
detektors und der Spannungsspeichereinrichtung miteinander
vergleicht und deren Ausgangssignal den Ladestrom über eine
Schalteinrichtung steuert, mit einem Batterieteil, mit einer
Verbindungseinrichtung, die mit dem Batterieteil und mit
einer Energiequelle sowie mit dem Ausgang der Vergleichs
schaltung verbunden ist und mit einer Rückstelleinrich
tung, die mit der Spannungsspeichereinrichtung verbunden
ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Batte
rieteil aus einer Vielzahl von parallelen Ladezweigen (1041,
1042, . . .; 2031, 2032 . . .) besteht, in denen je eine Batterie
einer Vielzahl von aufladbaren Batterien (1031, 1032 . . .; 2021,
2022 . . .) enthalten ist, daß die Verbindungseinrichtung (1007,
1061, 1062 . . .; 2011, 2051, 2052 . . .) selektiv mit jedem La
dezweig verbunden ist und daß ein Betätigungseingang der
Rückstelleinrichtung (1013, 2012) mit dem Ausgang der Ver
gleichsschaltung in Verbindung steht.
2. Ladegerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß Detektorschaltungen (1015; 2013)
für einen Defekt in einem Ladezweig und/oder einer Batterie
anzeigende Spannungen vorgesehen sind, die für jeden Lade
zweig das Auftreten einer derartigen Spannung beim Laden
feststellen und in diesem Fall auf einen anderen Ladezweig
umschalten.
3. Ladegerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß weitere Rückstelleinrichtungen (2014)
vorgesehen sind, die auf Vergleichsspannungen (V 1, V 2) re
agieren und dabei die Detektorschaltungen (1015; 2013)
auf ihren ursprünglichen Zustand zurückstellen.
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