DE3329560A1

DE3329560A1 - Regler zum regeln des ladens einer batterie

Info

Publication number: DE3329560A1
Application number: DE3329560A
Authority: DE
Inventors: Gregry M. 60041 Ingleside Ill. Remmers
Original assignee: Outboard Marine Corp
Current assignee: Outboard Marine Corp
Priority date: 1982-08-27
Filing date: 1983-08-16
Publication date: 1984-03-01
Also published as: FR2532487B1; BE897592A; IT1168639B; IT8348881A0; AU565617B2; CA1211154A; GB2126439B; GB2126439A; FR2532487A1; JPS5944938A; US4431959A; AU1739583A; GB8320343D0; SE454927B; SE8304392D0; SE8304392L

Description

332956Q • JI5-

Regler zum Regeln des Ladens einer Batterie

Die Erfindung betrifft einen Regler zum Regeln des Ladens einer Batterie vcn den Wechsolstromausgängen eines Permanent magnetwechselstromgenerators, beispielsweise eines Generators, der über die Maschine eines Fahrzeuges oder Schiffes betrieben wird.

Es ist allgemein bekannt, dass die Ausgangswechselspannung und der Ausgangswechselstrom eines Permanentmagnetwechselstromgenerators direkt zur Drehzahl des Generators und somit zu der Drehzahl in Beziehung steht, mit der die Maschine läuft. Wenn ein Permanentmagnetwechselstromgenerator dazu benutzt wird, einen Akkumulator aufzuladen, muss ein Regler dazu benutzt werden, den der Batterie gelieferten Strom zu begrenzen, um eine überladung zu vermeiden. Da der Feldfluss eines Permanentmagnetwechselstromgenerators konstant ist und sich nicht leicht ändert, muss statt einer Änderung des Felderregungsstromes, die bei Wechselstromgeneratoren mit Rotorwicklung möglich ist, die Ausgangsschaltung, die mit der Statorwicklung des Wechselstromgenerators verbunden ist, geöffnet oder kurzgeschlossen werden, um die Spannung zu regeln.

Ein Kurzschluss des Ausgangs des Wechselstromgenerators, um die Regelung der Spannung zu erreichen, die an-der Batterie zur Aufladung liegt, hat einige Nachteile. Einer besteht darin, dass die Wechselwicklungen zu einer überhitzung unter Kurzschlussverhältnissen als Folge des starken Stromflusses neigen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Wechselstromausgangssignal des

332956Q

Generators verlorengeht, das in manchen Fällen für andere Zwecke beispielsweise dazu benutzt wird, einer Tachometerschaltung Impulse zu liefern. Es gibt eine Reihe älterer Patentschriften, die Regler beschreiben, die die Spannung ¹S dadurch regeln, dass sie den Wechselstromgenerator nebenschliesson oder kurzschliessen.

Ein Verfahren, das gegenüber einem Nebenschluss des Ausganges des Wechselstromgenerators bevorzugt ist, besteht darin, die Batterie vom Ausgang des Wechselstromgenerators über eine Diode oder eine Gleichrichterbrücke aufzuladen, beider Thyristorschalter, wie beispielsweise siliciumgesteuerte Gleichrichter (SCR) in den Schenkeln der Brücke verwandt werden. Wenn ein Halbwellengleichrichter verwandt wird, ist im allgemeinen ein SCR in eine einzige Reihenschaltung mit der Batterie geschaltet und wenn die Schaltung für eine Vollwellengleichrichtung ausgelegt ist, dann liegt ein SCR in abwechselnden Schenkeln der Vollwellengleichrichterbrücke. Es sind im typischen Fall Einrichtungen zum Wahrnehmen der Batteriespannung vorgesehen. Wenn eine Spannung unter dem vollen Ladungspegel wahrgenommen wird, sind die SCR durchgeschaltet und wird der Ladestrom der Batterie geliefert, bis die volle Ladespannung wahrgenommen wird, wobei in diesem Fall das Steuersignal von den SCRs

abgenommen wird und kein weiterer Ladestrom fliesst. Diese f
Regler hängen von der Klemmenspannung der Batterie ab,

j die unter einen gewissen festen Pegel abfallen muss, bevor

irgendeine Aufladung beginnt. Sie .sind" nicht in der Lage, ein niedriges Mass an Aufladung zu liefern, wenn die 30 Batteriespannung gerade etwas unter die volle Ladespannung

[ gefallen ist,und in einem hohem Mass aufzuladen, wenn die

! Batterieklemmenspannung wesentlich unter der Spannung

liegt, die dem vollen Ladezustand entspricht.

Die US-PS 3 857 082 und 4 146 831 zeigen Beispiele für die Verwendung von Vollwellenbrückengleichrichtern zum Laden

32956Q

-η-

einer Batterie von den Ausgangsklemmen eines Permanentmagnetwechselstromgenerators. In beiden Fällen besteht die Gleichrichterdiode in beiden Schenkeln der Brücke aus einem SCR, der eine Steuerklcmme liefert. Transistorschaltungen dienen dazu, die Batteriespannung wahrzunehmen und auf einen Abfall der Batteriespannung auf einen bestimmten Pegel ansprechend durch ein Durchschalten der SCR die Batterie mit dem Vollwellengleichstrom aufzuladen. Wenn die Spannung der voll aufgeladenen Batterie wahrgenommen wird, werden die SCR abgeschaltet und wird der Fluss des Ladestromes zur Batterie vollständig unterbrochen Das ist ausführlich in Fig. 6 der Patentschrift 3 857 082 und in Fig. 1 der Patentschrift 4 146 831 dargestellt.

Gemäss der Erfindung wird eine Vielzahl von Batterieladestromstärken dadurch erhalten, dass die Batterie in Abhängic keit von ihrem Ladezustand mit einem halbwellengleichgerichteten Gleichstrom oder einem vollwellengleichge richteten Gleichstrom geladen wird.

Gemäss der Erfindung sind eine erste und eine zweite HaIbwellengleichrichterschaltungseinrichtung zur Bildung einer Vollwellengleichrichterbrücke geschaltet. Es sind weiterhin Einrichtungen vorgesehen, die eine Spannung wahrnehmen, die der Klemmenspannung der Batterie entspricht.

Weiterhin gibt es Einrichtungen, die darauf ansprechen, dass die Wahrnehmungseinrichtüngen eine Spannung wahrnehmen, die um einen bestimmten Betrag unter der Klemmenspannung der voll aufgeladenen Batterie liegt, indem die erste Halbwellengleichrichterschaltungseinrichtung in Reihe zwisch die Ausgangsklemmen des Wechselstromgenerator zum Laden der Batterie mit einer Ladestromstärke des Halbwellengleichstromes geschaltetwird, und die darauf ansprechen, dass eine Spannung wahrgenommen wird, die um einen zusätzlichen bestimmten Betrag niedriger ist, indem die zweite Halbwellen· gleichrichterschaltungseinrichtung in eine andere Reihen-

332956Q

schaltung zwischen die Ausgangsklemmen des Wechselstromgenerarors zum Laden der Batterie mit dem Vollwellengleichstrom in Verbindung mit der ersten Halbwellengleichrichterschaltungsexnrxchtung geschaltet wird.Vorzugsweise werden gesteuerte Gleichrichter dazu benutzt, die Batterie mit dem Wechselstromgenerator zu verbinden und vom Wechselstromgenerator abzutrennen.

Gemäss der Erfindung sind weiterhin Einrichtungen vorgesehen, die verhindern, dass die Spannung des Wechselstromgenerators auf einen unerwünscht hohen Pegel ansteigt, wenn die Batterie abgetrennt ist, so dass der Wechselstromgenerator ohne Last ist und sein Stromkreis geöffnet ist. Die die Batteriespannung wahrnehmende und regelnde Schaltung wird über einen Transistorschalter versorgt, der von der Batterie gespeist wird. Wenn die Batterie den gesteuerten Gleichrichter abtrennt, wird die Leitung nach dem ersten Halbzyklus unterbrochen. Die während des letzten leitenden Halbzyklus herrschende Spannung wird über eine Z-Diode zur Masse nebengeschlossen, die durchbricht, wenn sie einer Spannung ausgesetzt wird, die etwas über der Batteriespannung im vollgeladenen Zustand liegt.

Zu der Zeit, zu der beide Gleichrichterschaltungen ausgeschaltet sind, ist gemäss der Erfindung immer noch ein Wechselstromsignal· vom Wechselstromgenerator verfügbar, das einer Halbwellengleichrichtung und einer Impulsrechteckformung zum Betreiben eines Tachometers unterworfen werden kann.
30

Ein weiteres Merkmal· der Erfindung besteht darin, dass die Regierschaltung getrennt von der Gleichrichter- und Batteriel·adcschal·tung von der Batterie·über einen Transistorschaiter versorgt wird, der durchschal·tet, wenn der Zündschal·ter 5 zum Zünden der Maschine angeschaltet wird und der sperrt,

332958Q

wenn die Maschine nicht läuft, so dass kein Batteriestromverbrauch oder -abfluss durch den Regler ausser während des Laufes der Maschine auftritt.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert:

Fig. 1- zeigt das schematische Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen

Reglers zum Laden einer Batterie von einem Permanentmagnetwechselstromgenerator.

Fig. 2 zeigt das schematische Schaltbild eines alter-. nativen Ausführungsbeispiels des Batterielade

reglers.

Die in Fig. 1 dargestellte Batterie 10 ist auf die Nennklemmenspannung aufzuladen. Der Permanentmagnetwechselstromgenerator 11 erzeugt den Ladestrom. Es versteht sich, dass der Permanentmagnetrotor 12 des Wechselstromgenerators beispielsweise durch eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine drehangetrieben wird. Die gegenüberliegenden Enden der Statorwicklung des Generators führen zu den Ausgangsklemmen 13 und 14 des Generators. Eine RC-FiIterschaltung 15 ist über die Ausgangsklemmen des Generators nebengeschlossen.

Die Batterieladeschaltung ist im Grunde ein Vollwellenbrückengleichrichter, der aus vier Gleichrichtereinrichtungen aufgebaut ist, wobei jedoch die Besonderheit darin besteht, dass unter der Steuerung der später beschriebenen Reglerschaltung die Brücke so steuerbar wird, dass sie eine Batterieaufladung mit einem Halbwellengleichstrom bewirkt, wenn die wahrgenommene Batterieklemmenspannung

332956Q

* do-

nur etwas unter der Nennspannung liegt, wobei zu diesem Zeitpunkt der Ladestrombedarf gering ist, und eine Batterieaufladung mit dem Vollwellengleichstrom bewirkt, wenn die wahrgenommene Batterieklemmenspannung wesentlich unter die Nennspannung fällt, wobei zu diesem Zeitpunkt der Ladestrombedarf gross ist. Wechselstromausgangsleitungen 16 und 17 führen vom Wechselstromgenerator zur Gleichrichterbrücke. Es sind Gleichstromrückführungsleitungen 18 und 19 vorgesehen. Zwei der vier vorher erwähnten Gleichrichtereinrichtungen sind gewöhnliche Dioden 20 und

21. Die beiden anderen Gleichrichtereinrichtungen bestehen aus Thyristorschaltungen, insbesondere bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus siliciumgesteuerten Gleichrichtern (SCR) , von denen der eine '22 einen Steueranschluss 23 hat, während der andere 24 einen Steueranschluss 25 aufweist. Die Reihenschaltung,, die bei der Ausgangsklemme 14 des Wechselstromgenerators beginnt und sich über den SCR 24, die Batterie 10, die Diode 21, die Leitung 19 und zurück zur Ausgangsklemme 13 des Wechselstromgenerators fortsetzt, bildet eine Halbwellengleichstromgleichrichterschaltungseinrichtung. Die Reihenschaltung, die an der Ausgangsklemme 13 beginnt und sich über den SCR 22, die Batterie 10, die Diode 20, die Leitung 18 und zurück zur Ausgangsklemme 14 des Wechselstromgenerators fortsetzt, ' bildet die andere Halbwellengleichstromladeschaltung. Unter dem Begriff des gesteuerten Gleichrichters ist allgemein die Bezeichnung irgendeiner gleichrichtenden oder in einer Richtung leitenden Halbleitereinrichtung oder eines Thyristors zu verstehen, die bzw. der angesteuert werden kann. Die Polarität der Batterieklemmen ist mit ■Plus- und Minuszeichen angegeben.

Die Einrichtung, die die Steuersignale wahlweise den Steueranschlüssen der SCRs 22 und 24 liefert, damit der SCR 5 durchschaltet und den Halbwellenladegleichstrom der •Batterie 10 liefert oder damit beide SCR 24 und SCR 2 2

leiten und den Vollwellenladegleichstrom liefern, umfasst bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel Schaltungen mit Schaltfunktion aus lichtaktivierten siliciumgesteuerten Gleichrichtern LASCR. Der LASCR zum Steuern des SCR 24 in den durchgeschalteten Zustand befindet sich in dem gestrichelten Kasten 26. Der LASCR 26 ist gegebenenfalls mit einer Leuchtdiode LED gekoppelt, die sich in gestrichelten Kasten 27 befindet, der auf der rechten Seite in Fig. 1 auftritt. Die Anode des LASCR 26 ist über einen Strombegrenzungswiderstand 28 mit der Wechselstromausgangsklemme 14 des Wechselstromgenerator verbunden. Seine Kathode ist mit dem Steueranschluss 25 des SCR 24 verbunden. Immer wenn der LASCR 26 durch das Licht von der Leuchtdiode LED 27 aktiviert oder durchgeschaltet wird, während die Ausgangsklemme 14 des Wechselstromgenerators sich in der positiven Hälfte ihres Wechselstromzyklus befindet, liegt ein Steuersignal über den LASCR 26 am Steueranschluss. 25 des SCR 24. Somit leitet der SCR 24 den Halbwellenladegleichstrom zur Batterie 10,solange die LED 27 Licht aussendet.

Der Steueranschluss 29 des LASCR 26 liegt in Reihe mit einem Widerstand 30 für den Spannungsabfall für diese Schaltung, um den leitenden Zustand des LASCR aufrechtzuerhalten, wenn dieser einmal begonnen hat.

Wenn somit die anderen Bauteile der Reglerschaltung, die noch zu beschreiben sind, wahrnehmen, dass die Batterieklemmenspannung um einen bestimmten Betrag unter dem vollständig aufgeladenen Zustand liegt, wird die LED 27 angeschaltet und wird der SCR 24 durchgeschaltet oder in den leitenden Zustand gebracht. Wenn die Wechselstromgeneratorklemme 14 positiv wird, fliesst ein Halbwellenladegleichstrom von der Wechselstromgeneratorklemme 14 über den SCR 24 zum Gleichstromausgang 31 der Gleichrichterbrücke und dann durch die Batterie 10, die Gleichrichterdiode 21, über die Leitung 19 zurück zur gegenwärtig negativen Wechselstromgeneratorklemme 13.

33295

- ZT-

j Der SCR 22 in der anderen Halbwellenladeschaltung kommt

I zusammen mit dem SCR 24 in den leitenden Zustand, um die

I Batterie mit dem vollwellengleichgerichteten Gleichstrom

I aufzuladen, wenn gemäss der Erfindung die Reglerschaltung

^? 5 wahrnimmt, dass die Batterieklemmenspannung um einen * weiteren vorbestimmten Betrag unter dem oben genannten

I vorbestimmten Betrag unter dem Pegel des vollgeladenen

I Zustandes liegt. Unter diesen Umständen wird eine andere

i LED 32 im gestrichelten Kasten im rechten Teil in Fig. 1

i 10 gleichzeitig mit der LED 27 angeschaltet. Wenn die LED 32

I aufleuchtet, kann der LASCR 33, der dem SCR 22 zugeordnet

j ist, Steuersignale an den Steueranschluss 23 des SCR 22

! legen, so dass dieser leitet, wenn die Wechelstromausgangs-

I klemme 13 des Wechselstromgenerators durch positive HaIb-

I 15 zyklen geht. Während dieser Halbzyklen fliesst der Lade-I strom von der Wechselstromgeneratorausgangsklemme 13 über

] den SCR 22 zur Ausgangsklemme 31 der Gleichrichterschaltung

! und dann durch die Batterie 10, über die Diode 20 und die

I Leitung 18 zur dann negativen Wechselstromgeneratorklemme

< 20 Der LASCR 33 weist einen.Steueranschluss 34, einen Strombegrenzungswiderstand 35 und einen Widerstand 36 auf, die ihm zugeordnet sind, wobei diese Elemente bezüglich des SCR 22 in derselben Weise wie der Widerstand 28, der Steuer-I anschluss 29 und der Widerstand 3 0 arbeiten, die mit dem

! 25 SCR 24 zusammenarbeiten, wie es oben beschrieben wurd.

Im folgenden wird die Reglerschaltung beschrieben, die eine Einrichtung zum Wahrnehmen des einen und des anderen oben genannten vorbestimmten Spannungspegels, eine Einrich-

3 0 tung zum Vergleichen dieser Spannungspegel mit der Bezugsspannung, eine Einrichtung, die auf den ersten durchgeführten Vergleich anspricht, indem sie eine der Halbwellengleichrichterschaltungseinrichtungen aktiviert,und eine Einrichtung umfasst, die auf einen durchgeführten Vergleich

3 5 der zweiten Spannung anspricht, indem sie die andere HaIbwellenglcichrichterschaltung aktiviert, um eine Ladung der Batterie 10 mit einem vollwellengleichgerichteten Gleichstrom mit hoher Stromstärke zu bewirken. COPY

Die Reglerschaltung umfasst einen Halbleiterschalter in Form eines Transistors 40, der dazu dient, die Reglerschaltung zu isolieren oder einen Stromfluss in die Reglerschaltung zu verhindern und somit eine unnötige Entladung der Batterie 10 ausschliesst, wenn die Maschine nicht läuft und der Wechselstromgenerator nicht arbeitet. Der Kollektor des Transistors 40 ist mit der positiven Klemme der Batterie 10 verbunden, es gibt jedoch keinen Basisemittervorstrom zum Durchschalten des Transistors 40 oder zum Schalten des Transistors 40 in den leitenden Zustand, bis der Zündschlosschalter 41 am Fahrzeug oder am Schiff zum Anlassen der Maschine geschlossen wird, die den Wechselstromgenerator betreibt. Wenn der Zündschlosschalter

41 geschlossen wird, wird Batterieenergie den verschiedenen Einrichtungen am Fahrzeug oder am Schiff geliefert und wird es gleichfalls möglich, dass ein Vorstrom für den Transistor 4 0 durch den Widerstand 4 2 und den Basisemitterschaltkreis des Transistors fliesst, um diesen durchzuschalten und seinen Emitter im wesentlichen auf das Batteriepotential zu bringen. Eine Spannungsteilerschaltung liegt zwischen dem Emitter des Transistors 40 und über die Diode 47 zwischer Masse. Die Teilerschaltung besteht aus einem Widerstand 43, einem einstellbaren Widerstand 44 und Widerständen 4 5 und 46. Abgesehen davon, dass sie das untere Ende des Widerstände 46 mit Masse verbindet, blockiert die Diode 47 einen rückfliessenden Strom in die Reglerschaltung, der sonst auftreten könnte, wenn die Batterie irrtümlich mit umgekehrter Polung eingebaut wird.

Wenn der Transistor 40 dadurch durchgeschaltet wird, dass ein Vorstrom durch den Zündschalter 41 und den Widerstand

42 zum Transistor 40 fliesst, fliesst ein Strom durch die Teilerwiderstände 43 bis 46 und die Diode 47 zur Masse.

Der Spannungsabfall, der in dieser Schaltung von Interesse isi 35

332956Q

tritt am Verbindungspunkt 58 des oberen Endes des Widerstandes 46 und am Verbindungspunkt 56 des oberen Endes des Widerstandes 4 5 auf. Der Strom und somit die Höhe

I der Spannungsabfälle an den Verbindungspunkten 56 und 58

I 5 wird durch den Einstellwiderstand 44 festgelegt. In jedem j Fall sind.die Spannungen an den Verbindungspunkten 56

ί und 58 proportional zur Spannung über den Klemmen der

] Batterie. Wenn der Zündschalter angeschaltet wird, fliesst

ί ein Strom auch durch eine Bezugspannungsreihenschaltung,

j 10 die über den Widerstand 4 2 versorgt wird und aus Widerständen 48 und 49 und einer Z-Diode 50 besteht, deren Anode über die Diode 47 an Masse liegt. Die Z-Diode 50 liefert eine J stabile Bezugsspannung am Verbindungspunkt 51. Bei einem

j konkreten Ausführungsbeispiel wird beispielsweise eine Z-

15 Diode 50 verwandt, die bei etwa 5,2 V für den Fall durchbricht, dass die Nennspannung für die vollgeladene Batterie I

\ 14,5V beträgt. Über die Leitungen 52 und 53 liegt die P -

j
I zugsspannung am Verbindungspunkt 51 an den invertierende:.

I Eingängen von zwei Operationsverstärkern, die als Kompara-

I 20 toren 54 und 55 dienen. Die Spannung am Verbindungspunkt

I 56 des oberen Endes des Transistors 45 in der Teilerschaltung

j liegt über den Eingangswiderstand 57 am nicht invertierenden

Eingang des Komparators 55. Die Spannung am Verbindungspunkt 58 am oberen Ende des Teilerwiderstandes 46 liegt über 25 einen Eingangswiderstand 59 am nicht invertierenden Eingang des Komparators 54. Da die Spannungen an den Verbindungspunkten 56 und 58 der Teilerschaltung proportional zur

j Klemmenspannung der Batterie 10 sind, können zwei Spannungen

j aufgenommen oder wahrgenommen werden, die zwei verschiedenen

j 30 Unterladungszuständen der Batterie entsprechen. Die Kompai ratorcn 54 und 55 bilden Einrichtungen zum Vergleichen der

beiden verschiedenen Spannungspegel·, die die Batterie- ^! spannung wiedergeben mit der stabilen Bezugsspannung der

Z-Diode 50.
'. 35

- as·

Wenn bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Batterie ganz oder nahezu vollgeladen ist, liegen die Spannungen an den Verbindungspunkten 56 und 58 über der Bezugsspannung der Z-Diode und befinden sich die Ausgänge 60 und 70 der Komparatoren 54 und 55 auf ihrer hohen Spannung oder im Zustand hoher Eingangsimpedanz. Wenn dann beispielsweise die Spannung am Verbindungspunkt 58 in der Teilerschaltung unter den Bezugsspannungsschwellenwert der Z-Diode 50 fällt, was anzeigt, dass die Batterie Ladestrom benötigt, schaltet der Komparator 54 um und kommt sein Ausgang 60 auf den Zustand niedriger Impedanz,in dem er Strom ableiten kann. Die Basis eines Transistors 61 ist mit dem Komparatorausgang 60 über eine Widerstand 62 verbunden. Der Emitter des Transistors 61 liegt an einer Leitung 63, an der über den die Reglerschaltung isolierenden Schalttransistor 40 die Batteriespannung liegt. Immer wenn der Emittervorstrom durch den Ausgang 60 des !Comparators 54 abgeleitet wird, schältet der Transistor 61 in seinen leitenden Zustand durch und fliesst Strom durch den Transistor 61, den Strombegrenzung; widerstand 64, die Leuchtdiode LED 27, die Leitung 65 und die Diode 47 zur Masse, was dazu führt, dass die Leuchtdiode LED 27 fortlaufend Li.cht aussendet, solange die am Verbindungspunkt 58 aufgenommene oder wahrgenommene Spannung unter der-Bezugsspannung der Z-Diode liegt und nicht dem vollgeladenen Zustand der Batterie 10 entspricht. Wie es bereits erläutert wurde, wird dann, wenn die Leuchtdiode 27 Licht aussendet, der LASCR 29 leitend oder aktiviert, um ein Steuersignal dem Steueranschluss 25 des SCR 24 zu liefern. Während jeder Halbwelle, während der die Wechselstromgeneratorklemme 14 positiv wird und der SCR 24 in Vortwärtsrichtung vorgespannt ist, wobei gleichzeitig ein Steuersignal anliegt, leitet der SCR 24 und liefert der SCR 24 einen Halbwellengleichstrom der Batterie 10. Wenn somit die Batteriespannung um einen ersten vorbestimmten Betrag unter der Spannung der vollständig geladenen Batterie liegt, wird die Batterie mit dem halbwellen-

332956Q

- 1-2 -

gleichgerichteten Gleichstrom mit der niedrigeren von den beiden verfügbaren Ladestromstärken geladen, was dann wünschenswert ist, wenn die Batterie nur etwas zu wenig geladen ist.

Ein Widerstand 66 zur Verbindung mit dem positiven Pol ist zwischen die positive Leitung 63 und den Ausgang 60 des Komparators 54 geschaltet und ein Rückkopplungswiderstand 57 liegt zwischen dem Ausgang und dem nicht invertierenden Eingang , um die Hysterese des Komparators zu steuern.

Wenn nun die Batteriespannung wesentlich um einen zweiten vorbestimmten Betrag zusätzlich zu dem ersten vorbestimmten

.15 Betrag unter den Pegel der vollgeladenen Batterie abfällt, so dass die Spannung am Verbindungspunkt 56 am oberen Ende des Widerstandes 45 in der Teilerschaltung unter den Bezugsspannungsschwellenwert der Z-Diode 50 fällt, spricht der Komparator 55 darauf an, indem er seinen Ausgang 70 auf den Zustand der niedrigen Impedanz zur Ableitung von Strom umschaltet. Wenn der Ausgang 70 Strom ableiten kann, fliesst der Vorstrom von der Leitung 63 über den Emitterbasisschaltkreis des anderen Transistors 71, dessen Basisstrombegrenzungswiderstand 72 mit dem Stromableitungsausgang des Komparators 55 verbunden ist. Dadurch wird der Transistor 71 durchgeschaltet, so dass er Strom von der Leitung 63 über einen Widerstand 73 und die zweite Leuchtdiode LED 32 leitet, deren Kathode über die Leitung 74 und die Diode 47 an Masse liegt. Wenn die Leuchtdiode LED 32 Licht aussendet, wird der LASCR 33 aktiviert, so dass er Steuersignale zum Steueranschluss 23 des vorher nicht leitenden SCR 22 leitet. Wenn an seinem Steueranschluss ein Steuersignal liegt, wird der SCR 2 2 während abwechselnder Halbzyklen leiten, wenn der Ausgang 13 des Wechselstromgenerators positiv wird.

Wenn die SCR 24 und 22 während abwechselnder Halbzyklen der Wechselstromzyklen vom Wechselstromgenerator leiten,

-VS-

erfolgt eine Vollwellengleichstromladung der Batterie 10 und wird mehr Energie der Batterie geliefert, um sie schneller wenigstens auf die Klemmenspannung zu bringen, bei der der Regler feststellt, dass die niedrigere HaIbwellenladestromstärke wieder eingestellt werden sollte. Wenn natürlich die Batterie Ladung wieder gewinnt und wenn ihre Spannung wieder anzusteigen beginnt, wird der Komparator 55 umschalten und die Leuchtdiode LED 3 2 ausschalten. Das führt dazu, dass der SCR 22 nicht mehr

TO leitet, während der SCR 24 weiter den Halbwellenladegleichstrom leitet. Wenn die Batteriespannung um einen weiteren Schritt zunimmt/ was anzeigt, dass sie sich dem vollgeladenen Zustand nähert, wird der Komparator 54 umschalten und bewirken, dass die Leuchtdiode LED 27 ausschaltet, in welchem Fall der SCR 24 in seinen nicht leitenden Zustand umschaltet, so dass der gesamte Ladestrom zur Batterie unterbrochen wird.

Es sei gleichfalls darauf hingewiesen, dass ein Widerstand 75 zur Verbindung mit positivem Pol mit dem Ausgang des Komparators 55 verbunden ist, und dass ein Rückkopplungswiderstand zwischen seinen Eingang und Ausgang geschaltet ist. Sie haben denselben Zweck wie die Widerstände 6 6 und 67, die zum Komparator 54 gehören,und müssen nicht nochmals beschrieben werden.

Wenn der Zündschlosschalter 41 geöffnet wird, um die Maschine anzuhalten, wird die Vorspannungs- und Bezugsspannungsschaltung einschliesslich der Widerstände 42, 48 und 49 der Z-Diodi 50 und der Diode 47 von der Batterie abgetrennt, so dass diese Schaltung keine Energie mehr zieht.Darüberhinaus wird der Vorstrom vom Transistor 40 abgenommen, so dass dieser sperrt, um einen Batteriestromabfluss durch die Teilerschaltung 43 bis 46 zu vermeiden,und wird die Batterie- - spannung von der Sammelleitung 63 genommen, so dass die anderen Bauteile des Reglers keinen Strom von der Batterie ziehen. COPY

-X-

Eines der Probleme bei dem bekannten Batterieladesystem mit Permanentmagnetwechselstromgenerator besteht darin, dass dann, wenn zufällig ein Batterieanschluss verlorengeht oder abgetrennt wird, während der Wechselstromgenerator arbeitet, die Spannung an den Generatorausgängen auf einen so hohen Wert ansteigen kann, bei dem die Schaltungsbauteile beschädigt werden können. Als weiteres Ergebnis der erfindungsgemässen Ausbildung wird jedoch der Wechselstromgenerator von der Reglerschaltung innerhalb einer Hälfte eines Wechselstromzyklus isoliert. Da die Generatorausgangsspannung während des ersten Halbzyklus nach dem Auftreten der Abtrennung der Batterie auf Null geht, fällt die Basisvorspannung am isolierenden Schalttransistor aus, da keine Batteriespannungsversorgung vorliegt. Das führt dazu, dass der Transistor 40 während des Halbzyklus sperrt und gesperrt bleibt, um dadurch die Energieversorgung von allen anderen aktiven Schaltungsbauteilen abzunehmen. Diese Funktion verhindert, dass die SCR 24 und 22 nach dem ersten Halbzyklus durchgeschaltet werden, da kein Lichtsignal den LASCR 26 und 33 gegeben werden kann. Während eines Halbzyklus, bei dem entweder der SCR 24 oder der SCR 22 noch anschliessend an die Abtrennung der Batterie leitet, führt die Z-Diode 77 die Energie im Wechelstromgenerator zur Masse ab, so dass die Ausgangsspannung des" Wechselstromgenerator immer auf einen annehmbaren Pegel geklemmt oder auf einem solchen Pegel gehalten ist. Die Z-Diode 77 bricht bei einer Spannung über der Spannung der vollgeladenen Batterie, beispielsweise bei etwa 20 V durch.

Die Frequenz der Ausgangswechselspannung des Wechselstromgenerators steht in Bezug zu der vorliegenden Drehzahl der Maschine, so dass Impulse mit der Frequenz des Generators zur Verwendung in einem nicht dargestellten Tachometer 5 zur Verfügung stehen,um eine Anzeige der Drehzahl der Maschine

332956Q

zu liefern. Die Tachometerausgangsschaltung enthält einen Widerstand 80 mit hohem Wert, einen Widerstand 81, einen Transistor 82 und Widerstände 83, 84 und 85. Der Transistor 82 ist normalerweise in Vorwärtsrichtung durch den Spannungsabfall über dem Widerstand 81 vorgespannt, der mit der Batterierspannungsversorgungsleitung 6 3 verbunden ist. Der Transistor 82 ist durchgeschaltet und der Gleichstrom fliesst von der Leitung 63 durch den Widerstand und die Widerstände 83 und 85 zur Masse. Wenn die Maschine den Wechselstromgenerator 11 betreibt, wird ihre Ausgangsklemme 40 bei jedem Halbzyklus natürlich positiv. Die Halbwellenimpulse werden durch den Transistor 82 verstärkt und jeder Impuls bringt den Transistor zur Sättigung, so dass Rechteckwellenimpulse am Ausgang 86 erzeugt werden. Diese Rechteckwellenimpulse haben eine Amplitude, die im wesentlichen gleich der Batteriespannung ist. Der Tachometer selbst ist nicht dargestellt, er kann jedoch von herkömmlicher Bauart sein, die die Rechteckwellenimpulse, die am Ausgang 86 mit einer Frequenz herausgekommen, die der Drehzahl der Maschine entspricht, integriert und eine analoge Spannung entwickelt, die ein Messgerät betreibt, das in Einheiten der Drehzahl der Maschine geeicht ist.

Ein anderes Ausführungsbeispiel des Reglers ist in Fig. 2 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel ermöglicht alle Funktionen des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels und hat den Vorteil einer Kostenverringerung insofern, als die bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel verwandten LASCR 26 und 33 bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel fehlen. Da die SCR 24 und 22 in der Leitung liegen, die zur positiven Seite der Batterie 10 bei dem in Fig. T dargestellten Ausführungsbeispiel führt, mussten die LASCR vorgesehen werden, um die SCR erfolgreich anzusteuern oder zu schalten. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die SCR in der Leitung, die von

332956Q

- VZT-

- 30·

der negativen Seite der Batterie ausgeht, so dass sie direkt angesteuert werden können. Diese SCR sind als SCR 122 und 124 in Fig. 2 dargestellt.

Bauteile in Fig. 2, die mit denen in Fig. 1 identisch sind, haben die gleichen Bezugszeichen. Neue Bauteile haben Bezugszeichen über 100. Bauteile, die Gegenstücke in Fig. 1 haben, jedoch umgesetzt sind, haben die in Fig. 1 angegebene Bezugszahl plus 100.

In Fig. 2 dient ein Halbleiterschalter in Form eines Transistors 140 zur Isolation oder dazu, einen Stromfluss in die Reglerschaltung zu verhindern, um dadurch einen unnötigen Stromabfluss auszuschliessen, wenn die Maschine nicht läuft und der Wechselstromgenerator 11 nicht arbeitet. Der Emitter des Transistors 140 ist mit der positiven Klemme der Batterie 10 verbunden und sein Kollektor ist mit dem oberen Ende des Spannungsteilers 4 3 bis 46 und der Hauptenergieleitung 63 des Reglers verbunden. Wenn somit der Transistor" 140 sperrt, kann sowohl in den Teilern als auch in die andere Reglerschaltung kein Strom fliessen. Der Transistor 140 wird durch das Durchschalten und Sperren des Transistor 141 durchgeschaltet und gesperrt. Wenn der Zündschlosschalter 41 geschlossen ist, wie es dann der Fal'l ist, wenn die Maschine angelassen wird oder läuft, fliesst Strom von der Batterie durch die Widerstände 142 und 143 und spannt der Spannungsabfall über dem Widerstand 143 den Transistor 141 in Vorwärtsrichtung vor, so dass dieser Transistor durchschaltet. Daraufhin fliesst Strom von der Batterie durch die Widerstände 144 und 145. Der Spannungsabfall über dem Widerstand 144 spannt den Transistor 140 in Vorwärtsrichtung vor, so dass dieser durchschaltet und die Batteriespannung an der Sensorschaltung aus den Teilern 43 bis 46 und der Leitung 63 liegt. Der Vorteil dieser 5 Isolierschaltung mit Schaltfunktion und zwei Transistoren,

. 3Λ·

verglichen mit dem einzigen Transistor 40 bei dem in Fig. dargestellten Ausführungsbeispiel, besteht darin, dass der Transistor 141 gesättigt wird und somit sicherstellt, dass der Transistor 140 durchgeschaltet bleibt, selbst wenn ein ungewöhnlicher Spannungsabfall durch die viel Strom verbrauchenden Schaltungen erzeugt werden kann, die vom Zündschalter 141 versorgt werden.

In Fig. 2 sind zwei Dioden 120 und 121 und zwei SCR 122 und 124 in der Ladeschaltung für die Batterie 10 vorgesehen.

Wenn nur der SCR 122 angesteuert wird, fliesst der Batterieladestrom von dem Wechselstromgeneratoranschluss 13 jedesmal, wenn dieser positiv wird, durch die Diode 121, die Batterie 10, den SCR 122 und über die Leitung 126 zurück zum dann negativen Anschluss 14 des Wechselstromgenerators.Die Batterie wird somit mit halbwellengleichgerichtetem Gleichstrom geladen, wenn der SCR 122 angesteuert ist und der SCR 124 nicht leitet. Wenn auch der SCR 124 angesteuert ist, fliesst immer dann, wenn der Ausgang 14 des Wechselstromgenerators für einen Halbzyklus positiv wird, Ladestrom vom Anschluss 14 durch die Diode 21, die Batterie 10, den SCR 124 und die Leitung 128 zurück zum dann negativen Anschluss 13 des Wechselstromgenerators. Das liefert eine zusätzliche Halbwellenaufladung, so dass insgesamt eine vollwellengleichgerichtete Gleichstromaufladung der Batterie erfolgt, wenn beide SCR 122 und 124 in den leitenden Zustand geschaltet sind.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des Reglers werden die getasteten Spannungen an den Verbindungspunkten 56 und 58 durch den Einsteilwiderstand 44 wie beim im vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiel festgelegt. Die Spannungen an den Verbindungspunkten 56 und 58 sind proportional zur Spannung über den Klemmen der Batterie 10, wenn der isolierende Transistor zum Teiler 43 bis 46 durchgeschaltet ist. Die Z-Diode 50 liefert die stabile Bezugsspannung am Verbindungspunkt 51, mit der die Spannungen

332956Q

-3a-

an den Teilerverbindungspunkten 56 und 58 verglichen werden. Die proportionale oder wahrgenommene Spannung am Verbindungspunkt 58 des Teilers liegt am nicht invertierenden Eingang eines !Comparators 54 und die wahrgenommene Spannung am Verbindungspunkt 56 liegt am nicht invertierenden Eingang eines Komparators 55, wie bei dem im vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiel. Die Bezugsspannung der Z-Diode 50 liegt an den invertierenden Eingängen der Komparatören 54 und 55. Die Komparatoren bilden Einrichtungen zum Vergleichen der beiden verschiedenen wahrgenommenen und die Batteriespannung wiedergebenden Spannungspegel an den Verbindungspunkten 56 und 58 mit der Bezugsspannung der Z-Diode am Verbindungspunkt 51.

Wenn die Spannung am Verbindungspunkt 58 in der Teilerschaltung unter die Bezugsspannung der Z-Diode fällt, was anzeigt, dass die Batterie 10 geladen werden muss, schaltet der Komparator 54 um und kommt sein Ausgang 60 in den Zustand niedriger Impedanz,in .dem er Strom ableiten kann. Das bewirkt, dass ein Steuertransistor 61 durchschaltet, wie es bei dem im vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiel der Fall ist. Wenn der Transistor 61 leitet, liefert er ein Steuersignal über einen Widerstand 64 und eine Diode 127 dem Steueranschluss 123 des SCR 122, so dass der SCR 122· durchschaltet. Ein Kondensator 146 und ein Widerstand 147 filtern das Signal. Wenn der SCR 122 leitet, wird bei jeder Hälfte des Wechselstromzyklus dann, wenn der Ausgang 13 des Wechselstromgenerators positiv wird und der Anschluss 14 negativ wird, die Batterie 10 mit halbwellengleichgerichtetem 0 Gleichstrom geladen. Dieser Ladestrom fliesst vom Ausgang des Wechselstromgenerators über die Diode 121, die Batterie 10, den SCR 122 und zurück zu dem dann negativen Anschluss 14 des Wechselstromgenerators.

'33·

Wenn die wahrgenommene Batteriespannung noch tiefer fällt, ι dass eine höhere Ladestromstärke wirksam werden sollte, fällt die Spannung am Teilerverbindungspunkt 56 dementsprecl ab, was dazu führt, dass der Ausgang 70 des Komparators 55 auf den Zustand der niedrigen Impedanz umschaltet, um Strom abzuführen. Das bewirkt, dass der Transistor 71 durchschaltet und ein Steuersignal über den Widerstand 73 und die Diode 132 an den Steueranschluss 125 des SCR"124 legt, so dass der SCR 124 leitend wird. Ein Kondensator 148 und ein Widerstand 149 dienen als Filterschaltung. Wenn der SCR 124 zusammen mit dem SCR 122 leitet, erfolgt eine Ladung der Batterie mit einem vollwellengleichgerichteten Gleichstrom. Nun wird die Batterie bei jedem halben Wechselstromzyklus, wenn der Ausgang 14 des Wechselstromgenerators positiv wird, mit der anderen Hälfte des Wechselstromzyklus aufgeladen, so dass eine Aufladung mit vollwellengleichgerichtetem Gleichstrom erfolgt. Das heisst mit anderen Worten dass ein Halbwellengleichstrom vom positiven Anschluss 14 durch die Diode 120, die Batterie 10, den SCR 124 und zurück zum negativen Anschluss 13 des Wechselstromgenerators fliessi

Die Tachometerversorgungsschaltung bei dem bevorzugten und in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst einen Widerstand 80, einen Transistor 82 und Widerstände 81, 83, 84 und 85 und ist im Aufbau und in der Funktion der gleiche wie bei dem im vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 dargestellt ist.

Claims

Patentanwälte Dipl.-I^q.-H:%'J?ickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. LiSKA , Dipl.-Phys. Dr. J. Prechtel MÜNCHKN86 I 6. .A(;g. ,·..- TAClI 860820 ' '"'v ' 8000 POSI MOIILSIRASSE 22 TEUTON (089) 98 0352 TKII1X 522 62t TIiIJiGRAMM PATKNTWIiICKMANN MÜNCHEN Outboard Marine Corporation 100 Sea-Horse Drive Waukegan, 111. 60085 U.S.A. P/ht. PATENTANSPRÜCHE

1.J Regler zum Regeln des Ladens einer Batterie von den Wechselstromausgangsklemmen eines PermanentmagnetwechselStromgenerators, gekennzeichnet durch eine erste und eine zweite Halbwellengleichrichterschaltungseinrichtung (22, 24), eine Einrichtung (43-46), die Spannungen wahrnimmt, die der Klemmenspannung der Batterie (10) entsprechen, und eine Einrichtung (54, 55), die auf die Wahrnehmungseinrichtung (43-46) anspricht, wenn diese eine Spannung wahrnimmt, die um einen bestimmten Betrag unter der Klemmenspannung der vollgeladenen Batterie (10) liegt, indem sie die erste Halbwellengleichrichterschaltungseinrichtung (24) in eine Reihenschaltung zwischen die Ausgangsklemmen (13, 14) des Wechselstromgenerators legt, um die Batterie (10) mit einem Halbwellengleichstrom mit einer ersten Stromstärke aufzuladen, und die auf die

■■■■·■■ 332956g

Wahrnehmung einer Spannung, die um einen weiteren vorbestimmten Betrag niedriger ist, anspricht, indem sie die zweite Halbwellengleichrichterschaltungseinrichtung (22) in eine andere Reihenschaltung zwischen die Ausgangsklemmen (13, 14) des Wechselstromgenerator legt, um die Batterie (10) mit einem Vollwellengleichstrom in Verbindung mit der ersten Halbwellengleichrichterschaltungseinrichtung (24) zu laden.

2. Reglerschaltung zum Regeln des Ladens einer Batterie von den Wechselstromausgangsklemmen eines Permanentmagnetwechselstromgenerator, gekennzeichnet durch eine erste Ladeschaltung, die eine erste Gleichrichtereinrichtung (24) zum Leiten eines Stromes von einer der Klemmen des Generators (11) zur positiven Klemme der Batterie (10) und eine zweite Gleichrichtereinrichtung (20) zum Leiten des Stromes von der negativen Klemme der Batterie (10) zur anderen Klemme des Wechselstromgenerators (11) enthält, eine zweite Ladeschaltung, die eine erste Gleichrichtereinrichtung (22) zum Leiten des Stromes von einer der Klemmen des Generators (11) zur positiven Klemme der Batterie (10) und eine zweite Gleichrichtereinrichtung (21) zum Leiten des Stromes von der negativen Klemme der Batterie (10) zur anderen Klemme des Generators (11) enthalt, wobei wenigstens eine der Gleichrichtereinrichtungen (22, 24) in der ersten sowie in der zweiten Ladeschaltung auf dem Empfang von Steuersignalen anspricht und vom nicht leitenden in den leitenden Zustand umschaltet, und eine Einrichtung (54, 55), die auf den Abfall der Batteriespannung auf einen ersten vorbestimmten Pegel unter der Ausgangsspannung der Batterie, wenn diese voll geladen ist, ansprechend so arbeitet, dass sie die Steuersignale zum Umschalten der einen Gleichrichtereinrichtung (24) in der ersten Ladeschaltung in den leitenden Zustand liefert, um dadurch die Batterie (10) mit einem Halbwellengleichstrom aufzuladen, und auf einen Abfall der Batteriespannung

unter den ersten vorbestimmten Pegel auf einen niedrigeren vorbestimmten Pegel ansprechend so arbeitet, dass sie die Steuersignale zum Umschalten der einen Gleichrichtereinrichtung (22) in der zweiten Ladeschaltung in den leitenden Zustand liefert, um die Batterie (10) mit einem Vollwellengleichstrom in Verbindung mit der Gleichrichtereinrichtung (24) in der ersten Ladeschaltung zu laden.

TO

3. Reglerschaltung zum Regeln des Ladestromflusses zu den Klemmen einer Batterie, wobei der Strom von den Ausgangsklemmen eines Permanentmagnetwechselstromgenerators kommt, gekennzeichnet durch eine erste und eine zweite Halbwellengleichrichterschaltungseinrichtung, die mit den Klemmen (13, 14) des Wechselstromgenerators gekoppelt sind und von denen jede eine Steuereinrichtung enthält, die so arbeitet, dass sie die Batterie (10) in der Schaltungseinrichtung jeweils anschliesst und abtrennt, damit ein Ladestrom durch die Batterie fliessen kann und ein Fliessen des Ladestromes durch die Batterie verhindert wird, wobei die Reglerschaltung eine Einrichtung zum Zuführen der Batteriespannung, eine Batteriespannungswahrnehmungseinrichtung (43-46) und eine Einrichtung (54,55) aufweist, die darauf anspricht, dass wahrgenommen wird, dass die Batteriespannung um einen bestimmten Betrag unter der Batteriespannung im vollgeladenen Zustand liegt, indem sie die Steuereinrichtung so betätigt, dass die Batterie (10) in die erste Gleichrichterschaltung geschaltet wird, um dadurch die Batterie (10) mit einem halbwellengleichgerichteten Gleichstrom zu laden, und die darauf anspricht, dass wahrgenommen -wird, dass die Batteriespannung um einen zusätzlichen Betrag unter dem genannten ersten vorbestimmten Betrag liegt, indem sie die zweite Steuereinrichtung so betätigt, dass die Batterie (10) in die zweite Halbwellengleichrichterschaltung geschaltet wird, um dadurch zu bewirken, dass die Batterie (10) mit einem vollwellengleichgerichteten Gleichstrom geladen wird.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass die erste Halbwellengleichrichterschaltungseinrichtung einen gesteuerten Gleichrichter (22) enthält, der die Steuereinrichtung umfasst und zwisehen eine Klemme (13) des Generators und eine Batterieklemme geschaltet ist, und die zweite Halbwellengleichrichterschaltung einen gesteuerten Gleichrichter (24) enthält, der die Steuereinrichtung umfasst und zwischen die andere Klemme (14) des Generators und die Batterieklemme geschaltet ist, wobei jeder der gesteuerten Gleichrichter (22, 24) einen Steueranschluss (23, 25) aufweist, und auf ein Signal anspricht, das an seinem Steueranschluss (23, 25) liegt, indem er vom nicht leitenden in den leitenden Zustand umschaltet, und dass ein Halbleiterschalter (40), der mit einem Punkt verbunden ist, der von der Batterieklemme versorgt wird, wobei der Schalter (40) ein Steuerelement aufweist, das dann, wenn es mit einem Steuersignal versorgt wird, den Schalter (40) leitend macht, um die Reglerschaltung von der Batterie (10) zu versorgen,und beim Fehlen eines Steuersignales den Schalter (40) nicht leitend macht, um die Reglerschaltung gegenüber der Batterie (10) zu isolieren, eine Schaltung, die einen Schalter (41) enthält, um das Steuersignal von der Batterie (10) zu liefern und das Steuersignal zu unterbrechen, wobei ein Abtrennen der Batterie (10) eine Unterbrechung des Steuersignales bewirkt und dazu führt, dass der Halbleiterschalter (40) in seinen nicht leitenden Zustand umschaltet, um die Versorgungsspannung von der Reglerschaltung abzunehmen und dadurch zu verhindern, dass Steuersignale den gesteuerten Gleichrichtereinrichtungen (22, 24) nach der ersten Halbwelle der Spannung des Wechsolstromgenerators auf das Abtrennen der Batterie (10) folgend geliefert werden, und eine Z-Diode (77) vorgesehen sind, die parallel zur Batterie geschaltet ist und eine Durchbruchsspannung aufweist, die grosser als die der Batterie (10) ist, wenn diese voll

j COPY

geladen ist/ um während des Halbzyklus, in dem die Batterie (10) abgetrennt wird, durchzubrechen und die Spannung des Generators abzuführen.

5. Reglerschaltung zum Regeln des Ladestromflusses zu einer Batterie von den Wechselstromausgangsklemmen eines Permanentmagnetwechselstromgenerators, gekennzeichnet durch eine erste Halbwellengleichstromladeschaltung, die eine erste Gleichrichtereinrichtung (24) zum Leiten des Stromes von einer Ausgangsklemme (14) des Generators zur positiven Klemme der Batterie (10) und eine zweite Gleichrichtereinrichtung (21) zum Leiten des Stromes von der negativen Klemme der Batterie (10) zurück zur anderer Ausgangsklemme (13) des Generators enthält, eine weitere Hallbwellengleichstromladeschaltung, die eine erste Gleichrichtereinrichtung (22) zum Leiten des Stromes von der andere Klemme (13) des Generators zur positiven Klemme der Batterie (10) und eine zweite Gleichrichtereinrichtung (20) zum Leiten des Stromes von der negativen Klemme der Batterie (10) zurück zu der einen Ausgangsklemme (14) des Generators enthält, wobei die erste Gleichrichtereinrichtung (22, 24) in jeder der beiden Ladeschaltungen eine gesteuerte Gleichrichtereinrichtung mit einem Steueranschluss (23, 25) umfasst die auf ein Steuersignal, das am Steueranschluss (23, 25) liec so anspricht, dass sie vom nicht leitenden in einen in eine Richtung leitenden Zustand umschaltet, und die Reglerschaltune einer Einrichtung (50) zum Erzeugen einer stabilen Bezugsspannung enthält, eine Einrichtung (43-46) zum gleichzeitigen Erzeugen einzelner Spannungssignale, die jeweils proportional zur Batteriespannung sind und Zuständen entsprechen, in denen die Batterie (10) unter die Spannung im vollgeladenen Zustand auf einen ersten und einen zweiten niedrigen Pegel gefallen ist, eine erste und eine zweite Komparatoreinrichtung (54, 55) die jeweils so arbeiten, dass sie die jeweiligen proportionale Spannungssignale mit der Bezugsspannung vergleichen, woboi

die Komparatoreinrichtungen (54, 55) jeweils auf das Auftreten der einzelnen proportionalen Spannungssignale unterhalb der Bezugsspannung dadurch ansprechen, dass sie ihren Ausgangszustand ändern, eine Einrichtung, die auf eine Änderung des Zustandes der ersten Komparatoreinrichtung

(54) als Folge eines entsprechenden Abfalles der Batteriespannung auf den einen Pegel oder weniger dadurch anspricht, dass sie ein Steuersignal dem gesteuerten Gleichrichter (24) in der ersten Gleichrichterschaltung liefert, um dadurch zu bewirken, dass der gesteuerte Gleichrichter (24) leitet und die Batterie (10) mit Gleichstromhalbwellen auflädt, und eine Einrichtung, die auf eine Änderung des Zustandes der zweiten Komparatoreinrichtung (55) als Folge des Abfalles der Batteriespannung auf den niedrigeren Pegel oder weniger dadurch anspricht, dass sie ein Steuersignal dem gesteuerten Gleichrichter (22) in der zweiten Gleichrichterschaltung liefert, damit dieser leitet und die Batterie (10) mit den anderen Gleichstromhalbwellen auflädt, so dass die Batterie (40) mit einem Vollwellengleichstrom aufgeladen wird, wenn ihre Spannung wesentlich unter der im voll geladenen Zustand liegt.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass die Einrichtung, die Steuersig'nale auf eine Änderung des Zustandes des ersten und zweiten Komparators (54, 55) ansprechend liefert, eine erste und eine zweite Leuchtdiode (27, 32), die erregt werden und Licht aussenden, während sich die Komparatoren (54, 55) in ihren geänderten Zuständen befinden, und Schaltungen (26, 33) umfasst, von denen jede eine Einrichtung aufweist, die durch das Licht leitend gemacht wird, und zwischen die abwechselnden Klemmen (13, 14) des Generators und die Steueranschlüsse (23, 25) des gesteuerten Gleichrichters (22, 24) jeweils geschaltet sind, um die Steuersignale daraufhin ansprechend zu liefern, dass die Leuchtdioden (27, 32) Licht aussenden.

7. Regler zum Regeln des Ladens einer Batterie von den Ausgangsklemmen einer Wechselstromquelle, gekennzeichnet durch eine erste^un(ä eine zweite Halbwellengleichrichterschaltungseinrichtung, eine erste Einrichtung, die wahrnimmt, dass die Batteriespannung um einen ersten gewählten Betrag unter der vollen Batteriespannung liegt,und die darauf ansprechend ein erstes Steuersignal erzeugt, eine zweite Einrichtung, die wahrnimmt, dass die Batteriespannung um einen zweiten gewählten Betrag, der grosser als der erste gewählte Betrag ist, unter der vollen Batteriespannung liegt,und die darauf ansprechend ein zweites Steuersignal erzeugt, und eine Einrichtung, die auf die Erzeugung des ersten Steuersignales dadurch anspricht, dass die die erste Halbwellengleichrichter-Schaltungseinrichtung in eine Reihenschaltung zwischen die Klemmen der Wechselstromquelle und die Batterie legt, um die Batterie mit einem Halbwellengleichstrom zu laden, und die auf die Erzeugung des zweiten Steuersignales dadurch anspricht, dass sie die zweite Halbwellengleichrichterschaltungseinrichtung in eine andere Reihenschaltung zwischen die Klemmen der Wechselstromquelle legt, um die Batterie in Verbindung mit der ersten Halbwellengleichrichterschaltungseinrichtung mit einem Vollwellengleich- · strom zu laden.

8. Regler zum Regeln des Ladens einer Batterie von einer Wechselstromquelle mit einer ersten und einer zweiten Klemme, gekennzeichnet durch eine erste Ladeschaltung, die eine erste Gleichrichtereinrichtung zum Leiten eines Stromes von der ersten Klemme der Wechselstromquelle zur positiven Klemme der Batterie und eine zweite Gleichrichtereinrichtung zum Leiten des Stromes von der negativen Klemme der Batterie zur zweiten Klemme der Wechselstromquelle enthält, eine zweite Ladeschaltung,

die eine erste Gleichrichtereinrichtung zum Leiten des Stromes von der zweiten Klemme der Wechselstromquelle zur negativen Klemme der Batterie und eine zweite Gleichrichtereinrichtung zum Leiten des Stromes von der positiven Klemme der Batterie zur ersten Klemme der Wechselstromquelle enthält, wobei eine der Gleichrichtereinrichtungen in jeder der beiden Ladeschaltungen auf den Empfang eines Steuersignales dadurch anspricht, dass sie vom nicht leitenden in den leitenden Zustand umschaltet, eine Einrichtung, die wahrnimmt, dass die Batteriespannung um einen ersten gewählten Betrag unter der vollen Batteriespannung liegt,und die darauf ansprechend ein erstes Steuersignal erzeugt, eine zweite Einrichtung, die wahrnimmt, dass die Batteriespannung um einen zweiten gewählten Betrag, der grosser als der erste gewählte Betrag ist, unter der vollen Batteriespannung liegt, und die darauf ansprechend ein zweites Steuersignal erzeugt, und eine Einrichtung, die auf die Erzeugung des ersten Steuersignales ansprechend so arbeitet, dass sie das erste Steuersignal an die eine Gleichrichtereinrichtung in der ersten Ladeschaltung legt, um eine Ladung der Batterie mit einem Halbwellengleichstrom zu bewirken, und die auf die Erzeugung des zweiten Steuersignales ansprechend so arbeitet, dass sie das zweite Steuersignal an die eine Gleichrichtereinrichtung in der zweiten Ladeschaltung legt, um in Verbindung mit dem Laden der Batterie durch die erste Ladeschaltung ein Laden der Batterie mit einem Vollwellengleichstrom zu bewirken.

9. Regler zum Regeln des Ladestromflusses zu den Klemmen einer Batterie von den Ausgangsklemmen einer Wechselstromquelle, gekennzeichnet durch eine erste und eine zweite Halbwellengleichrichterschaltungseinrichtung, die mit den Ausgangsklemmen der Wechselstrom-

quelle verbunden sind und von denen jede eine Steuereinrichtung enthält, die so arbeitet, dass sie die Batterie mit der Wechselstromquelle verbindet und von der Wechselstromquelle abtrennt, um den Ladestromfluss durch die Batterie zu ermöglichen oder zu verhindern,und eine Reglerschaltung, die eine Einrichtung zum Zuführen der Batteriespannung, eine erste Einrichtung, die wahrnimmt, dass die Batteriespannung um einen ersten gewählten Betrag unter der vollen Batteriespannung liegt, und die darauf ansprechend ein erstes Steuersignal erzeugt, eine zweite Einrichtung, die wahrnimmt, dass die Batteriespannung um einen zweiten gewählten Betrag, der grosser als der erste gewählte Betrag ist, unter der vollen Batteriespannun· liegt, und die darauf ansprechend ein zweites Steuersignal erzeugt, und eine Einrichtung aufweist, die auf die Erzeugu] des ersten Steuersignales ansprechend die Steuereinrichtung so betreibt, dass die Batterie in die erste Gleichrichterschaltung geschaltet wird, um dadurch die Batterie mit dem halbwellengleichgerichteten Gleichstrom zu laden,und die auf die Erzeugung des zweiten Steuersignales ansprechenc die Steuereinrichtung so betreibt, dass die Batterie in die zweite Halbwellengleichrichterschaltung geschaltet wird, um dadurch die Batterie mit dem vollwellengleichgerichteten Gleichstrom zu laden.

10. Schaltung zum Regeln des Ladestromflusses zu den Klemmen einer Batterie, wobei der Strom von den Ausgangsklemmen eines Permanentmagnetwechselstromgenerators kommt, gekennzeichnet durch eine erste Halbwellengleichrichterschaltungseinrichtung, die mit den Anschlüssen des Wechselstromgenerators verbunden ist und eine Steuereinrichtung aufweist, die so arbeitet, dass sie die Batterie in die erste Schaltungseinrichtung schaltet und von der ersten Schaltungseinrichtung trennt, um einen Ladestromfluss durch die Batterie zuzulassen oder zu verhindern, wobei die Steuereinrichtung der ersten Hnlbwnllengleich-

richterschaltung einen ersten gesteuerten Gleichrichter aufweist, der zwischen einen Anschluss des Wechselstromgenerators und einer Batterieklemme geschaltet ist und wobei der erste gesteuerte Gleichrichter einen ersten Steueranschluss aufweist und auf ein daran anliegendes Signal dadurch anspricht, dass er von einem nicht leitenden in den leitenden Zustand umschaltet, eine zweite HalbwellengleichrichterSchaltungseinrichtung, die mit den Anschlüssen des Wechselstromgenerators verbunden ist und eine Steuereinrichtung aufweist, die so arbeitet, dass sie die Batterie in die zweite Schaltungseinrichtung schaltet und von der zweiten Schaltungseinrichtung abtrennt, um einen Ladestromfluss durch die Batterie zuzulassen oder zu verhindern, wobei die Steuereinrichtung der zweiten Halbwellengleichrichterschaltung einen zweiten gesteuerten Gleichrichter aufweist, der zwischen den anderen Anschluss des Wechselstromgenerators und die eine Batterieklemme geschaltet ist,und wobei der zweite gesteuerte Gleichrichter einen zweiten Steueranschluss aufweist und auf ein daran anliegendes Signal dadurch anspricht, dass er von einem nicht leitenden in einen leitenden Zustand umschaltet, eine Reglerschaltung, die eine Einrichtung zum Zuführen der Batteriespannung und einen Halbleiterschalter mit einem Steuerelement aufweist, das dann, wenn es mit einem Steuersignal versorgt wird, den Schalter leitend macht, um die Spannung von der Batterie der Reglerschaltung zuzuführen, und das beim Fehlen eines Steuersignales den Schalter nicht leitend hält, um die Reglerschaltung gegenüber der Batterie zu isolieren, einen Schalter, der zwischen die 0 Batterie und das Steuerelement geschaltet ist und wahlweise zwischen einer Anschlusstellung zum Zuführen eines Steuersignales von der Batterie und einer Trennstellung zum Unterbrechen der Zuführung des Steuersignales betreibbar ist, wobei die Abtrennung der Batterie eine Unterbrechung 5 des Steuersignales bewirkt und dadurch der Halbleiterschalter

332956Q

in den gesperrten Zustand kommt, so dass die Batteriespannung von der Reglerschaltung abgenommen ist, eine Z-Diode, die parallel zur Batterie geschaltet ist und eine Durchbruchsspannung aufweist, die grosser als die Spannung der vollgeladcnen Batterie ist, um durchzubrechen und die Spannung des Wechselstromgenerators abzuführen, eine Batteriespannungssensoreinrichtung und eine Einrichtun die auf die Wahrnehmung, dass die Batteriespannung um einen bestimmten Betrag unter der Spannung der vollgeladenen Batterie liegt, dadurch anspricht, dass sie die Steuereinrichtung betätigt, um die Batterie in die erste Gleichrichterschaltung zu schalten und dadurch die Batterie mit einem halbwellengleichgerichteten Gleichstrom zu laden, und die auf die Wahrnehmung, dass die Batteriespannung um einen zusätzlichen Betrag unter dem vorbestimmten Betrag liegt, dadurch anspricht, dass sie die Steuereinrichtung so betätigt, dass die Batterie in die zweite Halbwellengleichrichterschaltung geschaltet wird, um dadurch die Batterie mit einem vollwellengleichgerichteten Gleichstrom zu laden.

11. Regler zum Regeln des Ladestromflusses zu einer Batterie von den Ausgangsklemmen einer Wechselstromquelle, gekennzeichnet durch eine erste Halbwellengleichstromladeschaltung, die eine erste Gleichrichtereinrichtung zum Leiten des Stromes von einer der Ausgangsklemmen der Wechselstromquelle zur positiven Klemme der Batterie und eine zweite Gleichrichtereinrichtung zum Leiten des Stromes von der negativen Klemme der Batterie 0 zurück zu der anderen Ausgangsklemme der Wechselstromquclle enthält, eine zweite Halbwellengleichstromladeschaltung, die eine erste Gleichrichtereinrichtung zum Leiten des Stromes von der anderen Ausgangsklemme der Wechselstromquelle zur positiven Klemme der Batterie und eine zweite Gleichrichtereinrichtunq zum Leiten des Stromes von der

332956Q

negativen Klemme der Batterie zurück zu der einen Ausgangsklemme der Wechselstromquelle enthält, wobei eine der beiden Gleichrichtereinrichtungen in jeder der beiden Ladeschaltungen eine gesteuerte Gleichrichtereinrichtung mit einem Steueranschluss umfasst, die auf das Anliegen eines Steuersignales am Steueranschluss ansprechend so arbeitet, dass sie von einem nicht leitenden in einen in eine Richtung leitenden Zustand umschaltet, eine Einrichtung zum Erzeugen einer stabilen Bezugsspannung, eine Einrichtung zum gleichzeitigen Erzeugen eines ersten und eines zweiten Spannungssignales, die jeweils proportional zur Batteriespannung sind, eine erste und eine zweite Komparatoreinrichtung, die jeweils so arbeiten, dass sie das erste und das zweite Spannungssignal mit der Bezugsspannung vergleichen, wobei die Komparatoreinrichtungen jeweils darauf, dass ein erstes und zweites Spannungssignal auftritt, das kleiner als das Bezugssignal ist, ansprechen, indem sie in einen geänderten Ausgangszustand umschalten, eine Einrichtung, die auf das Umschalten der ersten Komparatoreinrichtung in den geänderten Ausgangszustand anspricht und ein erstes Steuersignal erzeugt, sowie das erste Steuersignal an den Steueranschluss des gesteuerten Gleichrichters in der ersten Gleichrichterschaltung legt, um dadurch zu bewirken, dass der gesteuerte Gleichrichter leitet und die Batterie mit Gleichstromhalbwellen lädt, wenn die Batteriespannung unter der dem ersten Spannungssignal ensprechenden Batteriespannung liegt, und eine Einrichtung, die auf das Umschalten der zweiten Komparatoreinrichtung in den geänderten Ausgangszustand" anspricht und ein zweites 0 Steuersignal erzeugt sowie das zweite Steuersignal an den Steueranschluss des gesteuerten Gleichrichters in der zweiten Gleichrichterschaltung legt, um dadurch zu bewirken, dass der gesteuerte Gleichrichter in der zweiten Gleichrichterschaltung leitet und die Batterie mit den anderen Gleich-

3Γ) stromhalbwellen lädt, so dass die Batterie mit einem VoIl-

332956Q

wellengleichstrom geladen wird, wenn die Batteriespannung unter der dem zweiten Spannungssignal entsprechenden Batteriespannung liegt.

12. . Reglerschaltung zum Regeln des Ladestromflusses zu einer Batterie von den Wechselstromausgangsklemmen eines Permanentmagnetwechselstromgenerators, gekennzeichnet durch eine erste Halbwellengleichstromladeschaltung, die eine erste Gleichrichtereinrichtung zum Leiten des Stromes von einer der Ausgangsklemmen des Wechselstromgenerators zur positiven Klemme der Batterie und eine zweite Gleichrichtereinrichtung zum Leiten des Stromes von der negativen Klemme der Batterie zurück zu der anderen Ausgangsklemme des Wechselstromgenerators enthält, wobei eine der beiden Gleichrichtereinrichtungen eine erste gesteuerte Gleichrichtereinrichtung mit einem ersten Steueranschluss umfasst, die auf ein am Steueranschluss liegendes Steuersignal so anspricht, dass sie von einem nicht leitendem in einen in eine Richtung leitenden Zustand umschaltet, eine zweite Halbwellengleichstromladeschaltung, die eine erste Gleichrichtereinrichtung zum Leiten des Stromes von der anderen Klemme des Wechselstromgenerators zur positiven Klemme der Batterie und eine zweite Gleichrichtereinrichtung zum Leiten des Stromes von der negativen Klemme der Batterie zurück zu der einen Ausgangsklemme des Wechselstromgenerators enthält, wobei eine der beiden Gleichrichtereinrichtungen der zweiten Ladeschaltung eine zweite gesteuerte Gleichrichtereinrichtung mit einem zweiten Steueranschluss umfasst, die auf ein am zweiten Steueranschluss liegendes Steuersignal ansprechend so arbeitet, dass sie von einem nicht leitenden in einen in eine Richtung leitenden Zustand umschaltet, eine Einrichtung zum Erzeugen einer stabilen Bezugsspannung, eine Einrichtung zum gleichzeitigen Erzeugen eines ersten und eines zweiten Spannungssignales, die jeweils einer unter die Spannung der vollgeladenen Batterie auf einen ersten

332956g

Wert und auf einen zweiten niedrigeren Wert gefallenen Batteriespannung ensprechen, eine erste und eine zweite Komparatoreinrichtung, die jeweils so arbeiten, dass sie das erste und das zweite Spannungssignal mit der Bezugsspannung vergleichen, wobei jede Komparatoreinrichtung auf das Auftreten von Spannungssignalen unter der Bezugsspannung dadurch anspricht, dass sie in einen geänderten Ausgangszustand umschaltet, eine Einrichtung, die auf das Umschalten der ersten Komparatoreinrichtung in den geänderten Ausgangszustand als Folge des Abfalles der Batteriespannung auf den ersten Wert oder weniger anspricht, um ein erstes Steuersignal dem ersten Steueranschluss zu liefern und dadurch zu bewirken, dass die erste gesteuerte Gleichrichtereinrichtung leitet und die Batterie mit Gleichstromhalbwellen lädt, wobei die Einrichtung, die das erste Steuersignal auf das Umschalten des ersten Komparators in den geänderten Ausgangszustand ansprechend liefert, eine erste Leuchtdiode umfasst, die erregt wird, um Licht auszusenden, wenn der erste Komparator in den geänderten Ausgangszustand umschaltet, und eine Einrichtung, die auf das Umschalten der zweiten Komparatoreinrichtung in den geänderten Ausgangszustand als Folge des Abfalles der Batteriespannung auf den zweiten Wert oder weniger anspricht und ein zweites Steuersignal dem zweiten Steueranschluss liefert, um dadurch zu bewirken, dass die zweite gesteuerte Gleichrichtereinrichtung leitet und die Batterie mit den anderen Gleichstromhalbwellen lädt, so dass die Batterie mit einem Vollwellengleichstrom geladen wird, wenn ihre Spannung unter dem niedrigeren Wert liegt, wobei die Einrichtung, die das zweite Steuersignal auf ein Umschalten des zweiten Komparators in den geänderten Ausgangszustand ansprechend liefert, eine zweite Leuchtdiode umfasst, die erregt wird, um Licht auszusenden, wenn der Komparator in den geänderten Ausgangszustand umschaltet.