DE3411725A1

DE3411725A1 - Batterieladegeraet

Info

Publication number: DE3411725A1
Application number: DE19843411725
Authority: DE
Inventors: Paul Nepean Ontario Kotlarewsky
Original assignee: Mitel Corp
Current assignee: Microsemi Semiconductor ULC
Priority date: 1983-06-08
Filing date: 1984-03-30
Publication date: 1984-12-13
Also published as: GB2141296A; IT1175332B; CA1199061A; DE3411725C2; FR2547468B1; GB2141296B; ES8501174A1; ES530122A0; JPH0458265B2; GB8408945D0; IT8419530A0; MX155934A; FR2547468A1; JPS609337A; US4562398A

Description

Die Erfindung betrifft ein Batterieladegerät mit einer Gleichstromquelle, an welche die zu ladende Batterie angeschlossen ist, die ihrerseits an einen Verbraucher angeschlossen ist und dieses Batterieladegerät die Batterie puffert, in dem ein Entladestrom durch den Verbraucher kompensiert wird durch einen entgegengesetzten Nachladestrom durch die Batterie.

Geladene Batterien werden häufig nachgeladen durch einen niedrigen Nachladestrom, der entgegengesetzt ist einem kleinen Entladestrom und diesen ausgleicht, wie er von der Batterie durch den Verbraucher erzeugt wird. Wird die Ladung der Batterie vermindert, dann nimmt der Entladestrom ab und gleichzeitig steigt der von der Batterie gezogene Nachladestrom an.

Es sind automatisch arbeitende Batterieladegeräte bekannt, welche die Batterie wieder aufladen und die gegen einen zu hohen Stromfluß geschlitzt sind. Hierbei wird der Ladestrom oft eingestellt durch Phasen-

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schnittsteuerschaltkreise, welche den Anteil einer Halbwelle verändern, während der die Batterie geladen wird. Diese Phasenschnittsteuerung erfolgt in Abhängigkeit des Ladezustands der Batterie.

Es sind bislang keine automatisch arbeitenden Batterieladegeräte bekannt, welche den Ladestrom wirksam begrenzen , damit das Ladegerät nicht Überlastet wird, insbesondere wenn die Batterie einen hohen Strom zieht,, was auftritt , wenn sie weitgehend entladen ist.

Bei den meisten automatischen Batterieladegeräten wird die Ladeleistung reguliert in Abhängigkeit des Stroms in einem Ausgangsschaltkreis eines Gleichstromladekreises oder in Abhängigkeit des Stromes im Primärkreis eines Wechselstromtransformators. Derartige Steuerungen arbeiten jedoch nur dann zufriedenstellend, wenn die Batterieladung im Bereich von 20 % der Normalladung liegt. Darunter jedoch arbeiten diese Batterieladegeräte nicht mehr, d.h. sie schalten ab durch Betätigung eines Stromunterbrechers.

Im wesentlichen voll aufgeladene Batterien erzeugen einen kleinen Entladestrom durch einen Verbraucher. Die bekannten Batte'riel adegerate weisen üblicherweise keine Schaltung auf, der diesen Entladestrom einer aufgeladenen Batterie wirksam kompensieren würde. Einige automatische Batterieladegeräte weisen gesteuerte Gleichrichter auf, um den Ladestrom zu einer zu ladenden Batterie zu steuern in Abhänggikeit mit Signalen, die von einem Phasensteuerkreis erzeugt werden. Dieser Steuerkreis verwendet eine kapazitive Vorrichtung, welche geladen und entladen wird entsprechend der Batteriespannung. Ist die Batterie je-

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doch voll geladen, dann wird nur ein geringer Entladestrom erzeugt, so daß die kapazitive Vorrichtung nur selten geladen und entladen wird, und zwar nicht synchron mit der Wechselstromquelle, was dazu führt, daß der Entladestrom nicht wirksam kompensiert wird.

Ein weiterer Nachteil bekannter Batterieladegeräte besteht darin, daß die Ladung der einzelnen Zellen der zu ladenden Batterie nicht ausgeglichen wird.

Es ist bekannt, daß die Zellen einer Batterie dazu neigen, sich unterschiedlich schnell zu entladen, wodurch die einzelnen Zellenspannungen unterschiedlich werden. Beispielsweise beträgt die ideale Spannung einer sechs Zellen aufweisenden 12-Volt-Bleibatterie 2,17VoIt pro Zelle. Als Ergebnis der unterschiedlichen Zellenspannungen erzeugen die stärker aufgeladenen Zellen mehr Gas und benötigen mehr Wasser. Aus diesem Grund empfehlen die Batteriehersteller oftmals, daß die Batterien geringfügig überladen werden sollen, damit sich die Ladungen in den Zellen einander anpassen.

Bei den bekannten Ladegeräten ist weiterhin der Nachteil zu verzeichnen, daß es nicht möglich ist, stark entladene Batterien gleichförmig zu laden mit einer perfekten Synchronisation zwischen dem Ladestrom und dem Phasensteuerschaltkreis.

Es besteht die Aufgabe, das eingangs genannte Batterieladegerät so zu verbessern, daß auch entladene Batterien aufladbar sind und zwar unabhängig vom jeweiligen Ladezustand und in einer solchen Weise , daß eine Beschädigung des Geräts vermieden wird.

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Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Mit dem Batterieladegerät ist es möglich, eine Batterie gleichförmig zu laden mit einer Ladeleistung, die umgekehrt proportional ist zur vorhandenen Ladung der Batterie. Hierbei ist es möglich, einen geringen Entladestrom voll zu kompensieren durch einen entgegengesetzten Nachladestrom. Weiterhin erlaubt das Batterieladegerät, die Ladung in den einzelnen Zellen der Batterie einander anzupassen, d.h. diese Ladungen auszuglei chen.

Das Batterieladegerät ermöglicht einen Nachladestrom automatisch, billig und genau zu erzeugen, weiterhin ist eine schnelle Wiederauf 1adung und ein Ladungsausgleich über einen großen Leistungsbereich hinweg möglich.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm des Batterieladesystems;

Fig. 2 ein Schaltbild des in Fig. 1 schematisch dargestellten Steuerschaltkreises und

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der aufeinanderfolgenden Betriebszustände.

Das Batterieladesystem nach Fig. 1 weist eine Gleichspannungsquelle 2 auf, welche an eine Serienschaltung aus einer Batterie 1 und einem Widerstand Rl angeschlossen ist, An die Serienschaltung von Batterie 1 und Widerstand Rl ist angeschlossen eine Last 4. An den Widerstand Rl angeschlossen ist der Eingang eines Steuerschaltkreises 3, an dessen Ausgang die Spule KlR eines Relais Kl angeschlossen ist. Die Schließkontakte KlC des Relais sind an einen Steuereingang C der Speisespannungsquelle 2 angeschlossen. Wenn diese Kontakte geschlossen werden, dann wird die Ausgangsspannung der Speisespannungsquelle auf Ladehöhe angehoben, wie dies an sich bekannt ist.

Der Ladestrom für die Batterie 1 geht durch den Widerstand Rl hindurch und wird gemessen durch den Steuerschaltkreis 3, der das Relais Kl wie nachfolgend beschrieben betätigt. Das Relais steuert die Ausgangsspannung der Speisespannungsquelle 2. Die Batterie 1 wird nachgeladen, aufgeladen oder bezüglich der Zellenladung ausgeglichen, abhängig vom Ent 1 adezustand.

Das Flußdiagramm nach Fig. 3 zeigt den Ablauf der automatischen Steuerung einer Schnell ladung und des Ausgleichs

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der ZeI1 en 1adung.

Es sei vorausgesetzt 5 daß die Batterie nach Fig. 1 normalerweise durch einen Nachladestrom aufgeladen wird, der gerade eben den normalen Restentladestrom der Zellen ausgleicht (Schritt A). Der Steuerschaltkreis erfasst, ob der Nachladestrom Ic über eine Minute hinweg um einen bestimmten Schwellwert j\l größer ist als der entgegengerichtete Entladestrom Iu (falls Ic ^> Iu + ^I» gem. Schritt B). Ist dies der Fall, dann wird ein Wiederaufladezyklus (Schritt C) eingeleitet durch Schließen des Relais Kl.Die einminütige Meßdauer dient der Verhinderung einer falschen Triggerung infolge von übergängen oder einem Rauschen im System.

Der Wiederauf1adezyklus (Schritt C) besteht aus einem Laden der Batterie bei hoher Spannung über eine bestimmte Zeitdauer hinweg, die von der Art der Batterie abhängig ist. Für Bleibatterien beispielsweise beträgt diese Zeitdauer bevorzugt 10 Minuten. Der Ladestrom durch den Widerstand Rl wird dann nachfolgend über eine Minute hinweg wiederum bei der Nachladespannung gemessen und festgestellt, ob der Nachladestrom Ic noch größer ist als der vorerwähnte Schwellwert (Ic > Iu + /\ I gem. Schritt B). Ist dies der Fall, dann wird das Relais Kl abermals geschlossen und der Wiederaufladezyklus wiederholt und zwar so oft, wie es nötig ist, um die volle Ladung der Batterie zu erhalten. Falls zwei oder mehr Zyklen erforderlich sind (Schritt D), was bedeutet, daß die Batterie stark entladen ist, dann

wird ein Ausgleichssignal erzeugt, welches die Notwendigkeit eines Ausgleichszyklusses (Schritt E) anzeigt. Falls ein Ausgleichsschritt notwendig ist (Schritt F) dann wird dieser 10 Minuten nach dem letzten Wiederaufladezyklus (Schritt G)

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eingeleitet, indem das Relais Kl für eine längere Zeitdauer geschlossen gehalten wird (Schritt H),wobei diese Zeitdauer vorzugsweise mindestens 100 Minuten beträgt.

Die Zeitdauer von 10 Minuten zwischen dem letzten Wiederauf 1 adezyklus und dem Ausgleichszyklus dient dazu, die Batterie zu stabilisieren. Ist der Ausgleichszyklus beendet, dann wird das Ausgleichssignal (Schritt I) gelöscht und die Batterie wird normal nachgeladen.

Nachfolgend wird die Steuerschaltung anhand der Fig. 2 erläutert.

Ein Taktgenerator 200 bekannten Aufbaus ist verbunden mit dem Takteingang eines Wiederauf 1adezählers 201, der die aufeinanderfolgenden Ausgänge Q4, Q5, Q6 und Q7 aufweist,welche mit entsprechenden Eingängen eines Oder-Gatters 203 verbunden sind. Der Ausgang des Oder-Gatters 203 ist verbunden mit dem Einschalteingang eines Schalters 204, der beispielsweise aus einem Transistor bestehen kann. Der Schalter 204 ist zwischengeschaltet zwischen einer positiven Speisespannung +V für den Schaltkreis und der Spule KlR des Relais Kl,deren anderes Ende an Masse liegt, über die Spule KlR ist in bekannter Weise eine Schutzdiode D geschaltet.

Der Ausgang des Oder-Gatters 203 ist weiterhin über die Diode 212 mit dem Invertereingang eines Operationsverstärkers 213 verbunden. Dessen Nichtinvertereingang wird auf eine bestimmte Spannung gehalten, welche zwischen der Spannung +V und Massespannung liegt und welche abgegriffen wird an der Verbindungsstelle der in Serie geschal teten Widerstände 217 und 218, die einen Spannungsteiler bilden. Der Invertereingang des Operationsver-

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stärkers 213 ist weiterhin mit dem Abgriff eines Potentiometers 214 verbunden, dessen beide andere Anschlüsse einmal über den Widerstand 216 an der Spannung +V und zum anderen über den Widerstand 215 an der Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand Rl und der Batterie 1 anliegen. Der Ausgang des Operationsverstärkers 213 ist über einen Widerstand 219 mit dem Rückstel1 eingang des Wiederaufladezählers 201 verbunden und über einen Nebenschlußkondensator 220 mit Masse. Die Kombination des Widerstandes und des Kondensators 220 bildet einen Tiefpassfilter, dessen Zeitkonstante vorzugsweise etwa 2 Sekunden beträgt, übersteigt der Nachladestrom Ic den vorerwähnten Schwellwert, der durch das Potentiometer 214 eingestellt wird, dann wird der Teil des Spannungsabfalls über den Widerstand Rl,der am Invertereingang des Operationsverstärkers 213 anliegt, größer als die Spannung am Nichtinvertereingang. Hierdurch nimmt der Ausgang des Operationsverstärkers 213 einen niederen Wert an, wodurch der Wiederauf1adezähler 201 eingeschaltet wird und Taktimpulse vom Taktgeber 200 zählt. Es ist zu erwähnen, daß der Spannungsabfall über den Widerstand Rl gleich dem Nachladestrom I abzüglich des Entladestroms I

c ^a u

ist. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Zähler 201 um einen 14-stufigen Binärzähler. Die Taktfolge sollte so sein, daß etwa nach einer Minute die Ausgänge des Zählers folgende Zustände aufweisen:

Q9, Q8, Q7, Q6, Q5, Q4
0 0 0 0 0 1

Bei diesen Ausgängen nimmt der Ausgang des Oder-Gatters 203 einen hohen Wert an ₉ wodurch der Schalter 204 betätigt wird, was bewirkt, daß durch die Relaisspule KlR ein Strom fließt. Hiermit beginnt der erste Nach!adezyklus.

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Das Oder-Gatter 203 kann aus einer geeigneten Anzahl von Dioden , beispielsweise 4, bestehen, deren Anoden mit den entsprechenden Ausgängen des Zählers 201 verbunden sind und deren Kathoden zusammengeschaltet sind, wobei letztere den Ausgang des Gatters bilden.

Die hohe Ausgangsspannung des Oder-Gatters 203 wird auch an den Invertereingang des Operationsverstärkers 213 angelegt, wodurch der Ausgang dieses Verstärkers 213 und demzufolge auch der Rückstelleingang RST des Zählers 201 auf einem niederen Wert gehalten wird, so daß der Zähler 201 ohne Unterbrechung weiterzählt.

Nach etwa 10 Minuten sind die Ausgänge des Zählers wie folgt:

Q9, Q8, Q7, Q6, Q5, Q4 0 0 1111

Beim nächsten Takt nehmen die Ausgänge Q4, Q5, Q6 und Q7 einen niederen Wert an was dazu führt, daß der Ausgang des Oder-Gatters 203 ebenfalls einen ni ederen Wert annimmt, wodurch der Schalter 204 geöffnet wird und somit den ersten Wiederauf 1adezyk1 us beendet. Gleichzeitig fällt die hohe Ausgangsspannung vom Oder-Gatter 203 am Invertereingang des Operationsverstärkers 213 ab. Falls der Nachladestrom nunmehr geringer ist als der Schwellwert, dann nimmt der Ausgang des Operations· Verstärkers 213 einen hohen Wert an, was dazu führt, daß der Zähler 201 nicht weiterzählt. Ist jedoch der Nachladestrom I immer noch größer als der Schwellwert, was bedeutet, das die Batterie nicht voll wieder aufgeladen wurde, dann bleibt der Ausgang des Operationsverstärkers

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213 auf einem niederen Wert , wodurch der Zähler 201 seine Zählung fortsetzt , wobei nach einer Minute ein zweiter Wiederauf1adezyklus beginnt.

Der durch den Widerstand 219 und den Kondensator 220 gebildete Tiefpassfilter verhindern daß fehlerhafte übergangssignale dem Rückstel1 eingang des Zählers 201 zugeführt werden. Zählt beispielsweise der Zähler 201 nicht und tritt ein momentaner Spannungsstoß beim Ladestrom I auf, beispielsweise infolge einer plötzlichen Änderung der Last 4 dann nimmt der Ausgang des Operationsverstärkers 213 kurzzeitig einen niederen Wert an. Die im Kondensator 220 gespeicherte Ladung hält jedoch den Rückstel1 eingang des Zählers 201 auf einem hohen logischen Wert. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel filtert der Tiefpassfilter fehlerhafte Ausgangssignale des Operationsverstärkers 213, die etwa 2 Sekunden dauern.

Am Ende des zweiten Wiederaufladezyklusses lauten die Ausgänge des Zählers 201 wie folgt:

Q9_S Q8, Q7, 06, Q5₅ Q4 0-11111

Beim nächsten Takt nehmen die Ausgänge Q4, Q5, Q6, Q7 und Q8 des Zählers 201 einen niederen Wert an, während ■ gleichzeitig der Ausgang Q9 einen hohen Wert annimmt. Hierdurch wird der Schalter 204 geöffnet und somit der zweite Wiederauf1adezyklus beendet. Die zuvor hohe logische Spannung am Invertereingang des Operationsverstärkers 213 fällt wie zuvor beschrieben ab. Falls der Nachladestrom immer noch größer ist als der vorerwähnte Schwellwert, dann bleibt der Ausgang des Operations· Verstärkers 213 auf einem niederen Wert, wodurch ein

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dritter Wiederauf1adezyk1 us eingeleitet wird. Die Wiederholung der Wiederauf1adezyklen wird solange fortgesetzt, bis die Batterie ganz aufgeladen ist.

Der Ausgang Q9 ist über eine Diode 211 verbunden mit dem Rückstelleingang R eines Ein-Bitspeichers 222. Bei dem Speicher 222 kann es sich um eine Verk1inkungsschaltung, um einen Schmitt-Trigger usw. handeln zur Speicherung ei nes Bits.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Speicher 222 einen Operationsverstärker 230 auf, der zusammen mit weiteren Schaltungsbauteilen einen Schmitt-Trigger bildet. Wird die Steuerschaltung eingeschaltet und damit an Spannung gelegt, dann tritt am Nichtinvertereingang des Operationsverstärkers 230 eine positive Spannung auf. Dieser Nichtinvertereingang ist über einen Widerstand mit· der Spannung +V und über einen Widerstand 228 mit Masse verbunden. Der Invertereingang des Operationsverstärkers 230 ist ebenfalls über einen Widerstand 223 mit +V und über einen Widerstand 224 mit Masse verbunden. Die letztgenannten Widerstände entsprechen bezüglich ihrer Widerstandswerte denjenigen der Widerstände 227 und 228. Nach einer bestimmten Zeit-, dauer ist der Kondensator 225 , der zwischen dem Invertereingang des Verstärkers 230 und Masse geschaltet ist, auf die gleiche Spannung aufgeladen wie sie der Nichtinvertereingang aufweist. Da der Nichtinvertereingang ursprünglich positiver ist als der Invertereingang nimmt der Ausgang des Verstärkers 230 einen hohen logischen Wert an, der über einen Widerstand 229 rückgekoppelt wird auf den Nichtinvertereingang. Der Ausgang des Verstärkers 230 bleibt auf diesem hohen Wert, bis eine ausreichend hohe Spannung in der Leitung R auftritt, die mit dem Inve^ter-

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eingang des Operationsverstärkers 230 verbunden ist. Tritt dies auf,.dann wird die Ausgangsspannung des Verstärkers 230 auf einen negativen Wert verändert, der auf den Nichtinvertereingang rückgekoppelt wird. Der Ausgang des Verstärkers 230 wird somit auf einem niederen Spannungswert gehalten.

Wenn der Ausgang Q9 des Zählers 201 einen hohen Wert annimmt, dann wird der Speicher 222 zurückgestellt und speichert somit ein logisches Signal Null.

Der Ausgang des Speichers 222 d.h. der Ausgang des Verstärkers 230 ist verbunden mit einem Eingang eines Oder-Gatters 208. Dessen anderer Eingang ist verbunden mit dem Ausgang Q7 des Wiederaufladezählers 201. Der Ausgang des Oder-Gatters 208 ist verbunden mit dem Rückstelleingang RST eines zweiten Zählers 202 , der nachfolgend als Ausgleichszähler bezeichnet wird. Der Ausgleichszähler 202 zählt Takte des Taktgenerators 200, wenn der Ausgang des Oder-Gatters 208 einen niederen Wert aufweist. Er zählt hierbei im Tandem mit dem Wiederauf 1adezähler 201. Die Ausgänge Q8, Q9 und QlO des Ausgleichszählers 202 sind mit entsprechenden Eingängen eines Oder-Gatters 205 verbunden, dessen Ausgang verbunden ist mit dem Einschalteingang E des Schalters über die Diode 221. Weiterhin ist dieser Ausgang verbunden über eine Pufferdiode 207 mit dem Rückstelleingang RST des Wiederaufladezählers 201.

Wenn der Ausgang Q9 des Zählers 201 einen hohen Wert annimmt und dabei der Speicher 222 zurückgesetzt wird und wenn der. Ausgang Q7 des Wiederaufladezählers 201 einen niederen Wert aufweist, dann weist der Ausgang des Oder-Gatters 208 ebenfalls einen niederen Wert auf, wodurch der Ausgleichszähler 202 eingeschaltet wird. Da beim Umschalten des Ausgangs Q9 auf

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einen hohen Wert gleichzeitig die Ausgänge Q4 und Q7 einen niederen Wert annehmen, zählt der Zähler 202 gleichzeitig zusammen mit dem Zähler 2ül. Ist die Batterie noch nicht voll aufgeladen, dann setzt der Zähler 201 seine Zählung fort. Mach etw3 10 Minuten springt der Ausgang Q7 des Zählers 201 auf einen hohen Wert, wodurch der Ausgleichszähler 202 über das Oder-Gatter 203 zurückgestellt wird. Falls jedoch die Batterie voll aufgeladen ist, wird die Zählung wie vorbeschrieben im Wiederauf 1adezähler 201 gestoppt, während der Ausgleichszähler 202 seine Zählung für etwa 10 Minuten fortsetzt, worauf dann sein Ausgang Q8 einen hohen Wert annimmt.

Als Ergebnis des hohen Werts an QS tritt am Ausgang des Oder-Gatters 205 eine hohe Spannung auf, welche an den Einschalteingang E des Schalters 204 angelegt wird,wodurch die Spule KlR bestromt wird und damit der Ausgleichszyklus beginnt. Die hohe Spannung am Ausgang des Oder-Gatters 205 wird über die Diode 207 auch dem Rückstelleingang RST des Wiederauf 1adezählers 201 zugeführt, wodurch sichergestellt ist, daß dessen Ausgang Q7 auf einem niederen Wert bleibt, so daß es möglich ist, daß der Ausgleichszähler 202 ohne Unterbrechung seine Zählung für weitere 100 Minuten fortsetzt, wonach dessen Ausgänge Q8, Q9 und QlO einen niederen Wert und der Ausgang QIl einen hohen Wert annimmt.

Weisen die Ausgänge Q8, Q9 und QlO des Zählers 202 einen niederen Wert auf, dann weist auch der Ausgang des Oder-Gatters 205 einen niederen Wert auf, wodurch der Schalter 204 öffnet und somit der Ausgleichszyklus beendet ist. Gleichzeitiq springt der Ausgang QH des

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Zählers 202 auf einen hohen Wert, so daß über die Diode 210 ein hoher Spannungswert dem Stelleingang S des Speichers 222 zugeführt wird. Der Ausgang dieses Speichers nimmt somit einen hohen Wert an, wodurch der Ausgleichszähler 202 zurückgestellt wird über das Oder-Gatter 208 , wobei dieser Schaltzustand aufrecht erhalten bleibt, bis der Ausgang Q9 des Wiederauf 1adezählers 201 wiederum auf einen hohen Wert springt.

Die Speisespannungsquelle 2 liefert also einen Nachladestrom I , um den Entladestrom I der Batterie 1 auszugleichen. Ist die Batterie 1 entladen, zieht sie somit einen größeren Nachladestrom als bei ^;vol1 geladenem Zustand der Batterie. Der den Stromfluß erfassende Schaltkreis 206 erfasst das Anwachsen dieses Nachladestromes. Falls dieser Nachladestrom I einen bestimmten Wert überschreitet, führt der Schaltkreis 206 ein Einschaltsignal dem Zähler 201 zu.

Der Zähler 201 zählt Taktsignale des Taiktgenerators 200 , wobei nach etwa 1 Minute ein bestimmter Ausgang einer Gruppe von Ausgängen des Zählers 201 auf einen hohen Wert springt ,wodurch der Schalter 204 geschlossen wird, damit die Spule KlR bestromt wird und ein Wiederauf 1adezyklus beginnt. Der Zähler 201 zählt für etwa 10 Minuten, wobei mindestens stets einer seiner Ausgänge hohes Potential aufweist,so daß der Schalter 204 geschlossen bleibt. Nach den etwa 10 Minuten springen alle diese Ausgänge auf niederes Potential , wodurch der Schalter 204 öffnet und somit der Wiederauf 1adezyk1 us beendet ist.

Dieser Ablauf, d.h. das Erfassen des Ladestroms für

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eine Minute und das Wiederaufladen der Batterie über 10 Minuten hinweg wird fortgesetzt , bis die Batterie voll aufgeladen wird.

Nach einer bestimmten Anzahl aufeinanderfolgender Wiederauf 1 adezyklen erzeugt der Zähler ein Kennzeichensignal, welches dem Speicher 222 zugeführt wird. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel tritt dieses kennzeichensignal nach zwei aufeinanderfolgenden Wiederaufladezyklen auf.

Sobald ein solches Kennzeichensignal dem Speicher 222 zugeführt wird und dort gespeichert wird, wird ein Einschaltsignal für den Zähler 202 erzeugt. Der Zähler 202 beginnt parallel zum Zähler 201 zu zählen. Falls innerhalb von 10 Minuten kein neuer Wiederauf 1adezyklus auftritt, springt einer der Ausgänge des Zählers 202 auf einen hohen Wert, wodurch der Schalter 204 schließt und ein Ausgleichszyklus beginnt. Der Zähler 202 zählt für weitere 100 Minuten, wobei stets mindestens ein Ausgang einen hohen Wert aufweist, so daß der Schalter 204 geschlossen bleibt. Nach etwa 100 Minuten nehmen die Ausgänge des Zählers 202 einen niederen Wert an, wodurch der Schalter 204 geöffent wird und somit der Ausgleichszyklus beendet ist. Hierbei erzeugt der Zähler 202 ein Signal, das den Speicher 222 zurückstellt.

Modifikationen der Arbeitsweise sind ohne weiteres möglich.Beispielsweise ist es möglich, die Dauer aufeinanderfolgender Wiederauf 1adezyklen unterschiedlich lang zu machen. Beispielsweise kann der erste Wiederaufladezyklus eine Minute, der zweite Wiederaufladezyklus fünf Minuten und der dritte Wiederaufladezyklus 10 Minuten dauern. Weiterhin ist es möglich, einen zusätzlichen

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Schalter und ein zusätzliches Relais vorzusehen. Bei der beschriebenen Schaltung wird der Schalter 204 durch den Zähler 201 eingeschaltet, wodurch ein Wiederaufladezyklus beginnt. Es ist möglich, daß der zusätzliche Schalter durch den Zähler 202 eingeschaltet wird, der das zusätzliche Relais betätigt, wodurch ein Stromweg, parallel zu den beschriebenen Stromweg geschaffen wird, der für die Bestromung der Batterie während des Ausgleichszyklusses dient.

Claims

Batterieladegerät mit einer Gleichstromquelle, an welche die zu ladende Batterie angeschlossen ist, die ihrerseits an einen Verbraucher angeschlossen ist und dieses Batterieladegerät die Batterie puffert, in dem ein Entladestrom durch den Verbraucher kompensiert wird durch einen entgegengesetzten Nachladestrom durch die Batterie, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß eine Steuerschaltung (3) vorgesehen ist, welche die Summe von Entlade- und Nachladestrom erfasst, diese Steuerschaltung (3) der Gleichstromquelle (2) ein Steuersignal zuführt, wenn diese Summe einen eingestellten Wert überschreitet und dabei das Steuersignal die Gleichstromquelle (2) auf hohe Ladeleistung umschaltet, die über einen ersten Zeitraum anhält, was einem ersten Wiederaufladezyklus entspricht, dieser erste Wiederaufladezyklus solange wiederholt wird bis am Ende eines Wiederaufladezyklus die Summe den eingestellten Wert unterschritten hat und diese Steuerschaltung (3) ein weiteres Steuersignal erzeugt, wenn der erste Wiederaufladezyklus mindestens einmal aufgetreten ist und dieses weitere Steuersignal einen zweiten, dem ersten entsprechenden Wiederaufladezyklus einleitet, dessen Dauer jednch erheblich langer ist als diejenige des ersten Wiederaufladezyklus.

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2. Batterieladegerät nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß die Steuerschaltung (3) das Steuersignal jeweils nach Erfassen der Summe mit Verzögerung erzeugt und bei einer Wiederholung des ersten Wiederaufladezyklus ebenfalls verzögert auftritt.
3. Batterieladegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die Steuerschaltung (3) das weitere Steuersignal mit Verzögerung nach Beendigung eines ersten Wiederaufladezyklus erzeugt.
4. Batterieladegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung

. (3) nach mindestens dem ersten der ersten Wiederaufladezyklen ein Bereitschaftssignal erzeugt, daß das weitere Steuersignal bewirkt, das mit Verzögerung nach Beendigung des letzten der ersten Wiederaufladezyklen auftritt.
5. Batterieladegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die Gleichstromquelle (2) einen Einschalteingang für die Steuersignale aufweist, der bei Auftreten der Steuersignale die Ausgangsspannung der Gleichstromquelle

(2) auf einen Wert umschaltet, der größer ist als derjenige für den Nachladestrom (Ic) und in Serie mit der Batterie (1) ein Widerstand (Rl) geschaltet ist, durch den der Entlade- und der Nachladestrom (Iu, Ic) fließt und die Steuerschaltung (3) den über diesen Widerstand (Rl) auftretenden Spannungsabfall mißt, wenn die Ausgangsspannung den niedrigeren Wert aufweist.

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6. Batterieladegerät nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η ζ e i c.h net, daß die Steuersignale der Steuerschaltung (3) ein Relais (Kl) ansteuern, bei dessen Betätigung die Gleichstromquelle (2) auf hohe Ausgangsspannungen umschaltet.
7. Batterieladegerät nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η ζ e i c h η et , daß die Ansteuerung des Relais (Kl) über einen Schalter (204) erfolgt.
8. Batterieladegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (3) einen Taktgenerator (200) und einen ersten und zweiten Zähler (201, 202) aufweist, der ersten Zähler (201) die Takte des Taktgenerators

(200) zu zählen beginnt , sobald die von der Steuerschaltung (3) erfasste Summe den eingestellten Wert überschritten hat und das Steuersignal erzeugt, wenn bei Erreichen eines ersten Zählerstands die Summe den eingestellten Wert noch überschreitet, das Steuersignal anhält, bis der erste Zähler

(201) einen zweiten Zählerstand erreicht hat, dieser erste Zähler (201) bei Erreichen eines seiner zweiten Zählerstände das Bereitschaftssignal erzeugt, das einem Spei eher(222) zugeführt wird, der hierbei den zweiten Zähler (202) einschaltet, der bei abgeschaltetem ersten Zähler (201) das weitere Steuersignal erzeugt, wenn er einen ersten Zählerstand erreicht hat und das weitere Steuersignal beendet, wenn er einen zweiten Zählerstand erreicht hat, wobei gleichzeitig das Bereitschaftssignal im Speicher gelöscht wird.

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9. Batterieladeger at nach Anspruch 8, dadurch g e kennzeichnet, daß bei Erreichen seines ersten Zählerstands der zweite Zähler (202) ein Signal erzeugt, das während des Auftretens des weiteren Steuersignals den ersten Zähler (201) am Zählen hindert.
10. Batterieladegerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Auftreten des Bereitschaftssignals der erste Zähler (201) seine Zählung fortsetzt , wenn die erfasste Summe den eingestellten Wert nach wie vor überschreitet und dieser erste Zähler (201) ein Rlickstell si gnal für den zweiten Zähler (202) erzeugt, wenn dieser erste Zähler (201) abermals seinen zweiten Zählerstand erreicht hat und hierbei dieses Rückstellsignal den zweiten Zähler (202) auf seinen Ausgangswert zurückstellt.

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