DE3517628A1

DE3517628A1 - Ladeeinrichtung

Info

Publication number: DE3517628A1
Application number: DE19853517628
Authority: DE
Inventors: Kaoru Hikone Shiga Furukawa; Hironobu Shijonawate Osaka Sakaue
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1984-06-11
Filing date: 1985-05-15
Publication date: 1985-12-19
Also published as: DE3517628C2; JPS611228A; US4633159A; JPH0357694B2

Description

PRINZ, LEISER, BUNKE & PARTNER

Patentanwälte European Patent Attorneys

München Stuttgart ''

15. Mai 1985

MATSUSHITA ELECTRIC WORKS, LTD.
1048, Oaza-Kadoma, Kadoma-shi
Osaka 571 / Japan

Unser Zeichen: M 1623

Ladeeinrichtung

Technischer Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Ladeeinrichtung für Akkumulatoren, insbesondere zum Einbau in kleine Geräte wie beispielsweise netzunabhängige elektrische Rasierapparate, in die auch der zu ladende Akkumulator mit eingebaut ist.

Ladeeinrichtungen der erwähnten Art enthalten mindestens einen Gleichrichter und einen Wandler. Ein Wechselstrom aus einer V/echselspannungsquelle wird durch einen Gleichrichter gleichgerichtet, eine so gewonnene konstante Spannung wird dem Wandler zugeführt. Der Wandler umfaßt

-Jt -

einen Transformator. Die im Transformator gespeicherte Energie wird aufgrund von Schwingungen des Wandlers in der Sekundärwicklung des Transformators induziert. Die Batterie, die an die Sekundärwicklung angeschlossen ist, wird durch diese Energie geladen. Die Ladeeinrichtung mit einem solchen Wandler wird zum Laden speziell von Alkali-Akkumulatoren benützt, beispielsweise in netzunabhängigen elektrischen Rasierapparaten.

Stand der Technik

Bekannte Ladeeinrichtungen dieser Art sind beispielsweise in der JP-OS 39137/81 und der US-PS 4422032 beschrieben. Bei der in der JP-OS beschriebenen Einrichtung wird über einen an das Wechselspannungsnetz angeschlossenen Gleichrichter mit Dioden und einem Glättungskondensator ein gleichgerichteter Strom gewonnen. Die gleichgerichtete Spannung wird durch einen Spannungswählsehalter einem Wandler zugeführt. Am Spannungswählschalter wird eine konstante Spannung abgenommen, wenn die Netzspannung 200 V oder 100 V beträgt. Im ersten Fall wird die Spannung mit Hilfe eines Widerstandes vermindert, im zweiten Fall wird der Widerstand überbrückt. Der Wandler umfaßt einen Transformator zum Speichern von Energie und einen Schalttransistor. Die Primärwicklung des Transformators ist an den Kollektor des Schalttransistors angeschlossen. Eine Rückkopplungswicklung, die mit der Primärwicklung im Sinn einer Mitkopplung gekoppelt ist, ist an die Basis des Schalttransistors angeschlossen. Über eine Diode und die Sekundärwicklung des Transistors ist ein Akkumulator mit der Ladeeinrichtung verbunden.

-2-

Wenn eine Netzspannung an die Ladeeinrichtung angelegt wird, fließt deshalb ein Steuerstrom in die Basis des Transistors durch den Gleichrichter, den Spannungswählschalter und einen Anlaufwiderstand. Auch zum Kollektor des Transistors beginnt ein Strom zu fließen. Die Rückkopplungswicklung des Transformators bewirkt eine Mitkopplung, daher wird der Transistor schnell leitend. Die Diode in der Ladeeinrichtung liegt während der Leitfähigkeit des Transistors in Bezug auf den in der Sekundärwicklung des Transformators induzierten Strom in Sperrichtung. Zur Batterie fließt daher kein Strom. Wenn sowohl der Kollektorstrom als auch die Kollektor-Emitter-Spannung ansteigen, beginnt andererseits die über der Primärwicklung stehende Spannung abzufallen. Der durch die Rückkopplungswicklung fließende Steuerstrom des Transistors geht dementsprechend zurück. Die Mitkopplung durch die Rückkopplungswicklung unterstützt den Rückgang des Steuerstroms. Der Transistor wird daher schnell nichtz-leitend. In diesem Augenblick wird die Energie, die bis dahin im Transformator gespeichert wurde, in der Sekundärwicklung induziert. Der induzierte Strom fließt bezüglich der Diode wieder in normaler Richtung und speiet so die Batterie. Dieser Vorgang wiederholt sich bei den Schwingungen des Transistors und ergibt die Batterieaufladung.

Die oben erwähnte Ladeeinrichtung der JP-OS kann in den Gebieten benützt werden, in denen eine Netzspannung von 100 V oder 200 V verwendet wird. In anderen Gebieten jedoch sind zusätzlich zu 100 V und 200 V viele verschiedene Netzspannungen im Gebrauch, beispielsweise 110 V, 120 V, 127 V, 220 V und 240 V. Soll die Ladeeinrichtung mit

dera automatischen Spannungswählschalter wie in der JP-OS an die Verwendung bei allen diesen sieben unterschiedlichen Netzspannungen angepaßt werden, wird offensichtlich die Zahl der Teile spürbar ansteigen und eine komplizierte Schaltung, hohe Kosten und einen großen Energieverbrauch verursachen. V/enn in einer Ladeeinrichtung nach der JP-OS eine so hohe Zahl von Spannungswählschaltern lediglich in Reihe geschaltet werden, um einem derart weiten Netzspannungsbereich gewachsen zu sein, ist es schwierig, von den Spannungswählschaltern eine konstante Ausgangsspannung zu erhalten. Darüberhinaus wird der Wandler mit dem Wählschalter in seinem Schwingverhalten in nachteiliger Weise unstabil.

Technisches Gebiet der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es vor allem, eine Ladeeinrichtung mit einem Wandler zum Laden eines Akkumulators in elektrischen Rasierern und ähnlichen netzunabhängigen kleinen elektrischen Geräten zu schaffen, die den Ladevorgang in einem weiten Bereich von Netzspannungen mit einer einfachen Schaltung und mit einer höheren Wirtschaftlichkeit als bisher bekannte Ladeeinrichtungen mit im wesentlichen gleicher Punktion verwirklichen und die darüberhinaus eine zu jeder Zeit gleichmäßige Batterieladung mit einem Wandler mit stabilem Schwingverhalten sicherstellen kann.

Entsprechend der Erfindung kann diese Aufgabe gelöst werden durch einen Nebenschlußtransistor, der zwischen die Basis und den Emitter eines im Wandler enthaltenen Schalttransistors geschaltet ist. Der Nebenschlußtransistor ist mit seinem

Kollektor an die Basis und mit seiner Basis an den Emitter des Schalttransistors angeschlossen. Zwischen die Basis und den Emitter des Nebenschlußtransistors ist ein Stromfühlerwiderstand eingefügt. Der Widerstand liegt in Serie mit dem Emitter des Schalttransistors und parallel zu einer Referenzspannungsquelle. Wenn die Spitze des Kollektorstroms des Schalttransistors einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird der Nebenschlußtransistor leitend und verkleinert den Basisstrom des Schalttransistors. Dadurch nimmt der Kollektorstrom des Schalttransistors ab. Die Schwingungen des Schalttransistors werden daher stabilisiert.

Andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung erläutert.

Zeichnung

Figur 1 ist ein Stromlaufplan eines Ausführungsbeispiels einer Ladeeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung.

Figur 2 zeigt die Kurvenform verschiedener Signale, die an verschiedenen Punkten der Ladeeinrichtung nach Figur auftreten können. Es werden die Signale für verhältnismäßig niedrige Netzspannungen den entsprechenden Signalen für relativ hohe Netzspannungen gegenübergestellt, wobei die hohen Netzspannungen den Kollektorstrom des Schalttransistors erhöhen.

Figur 3 zeigt schematisch das Verhältnis der Eingangsnetzspannung zum Ausgangsladestrom bei der Ladeeinrichtung* nach Figur 1.

Figur 4- ist ein Stromlaufplan eines anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels.

Figur 5 ist ein Stromlaufplan eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung.

Figur 6 zeigt Kurvenformen von Signalen, die an einzelnen Punkten der Ladeeinrichtung von Figur 5 auftreten; es werden voneinander verschiedene Betriebszustände miteinander verglichen.

Figur 7 ist ein Stromlaufplan eines anderen Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung.

Figur 8 ist ein Stromlaufplan eines weiteren anderen Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung.

Figur 9 zeigt schematisch eine Beziehung zwischen der Eingangsnetzspannung und dem Ausgangsladestrom der Ladeeinrichtung nach Figur 8.

Figur 10 schließlich zeigt noch ein weiteres Beispiel einer Ladeeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Bezug auf in der Zeichnung gezeigte bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben. Die Erfindung soll nicht auf die vorgestellten Ausführungsbeispiele beschränkt sein, sie soll vielmehr

alle Ausgestaltungen, Weiterbildungen und gleichwertige Anordnungen, die im Rahmen der Ansprüche möglich sind, abdecken.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung gezeigt, in der ein Wechselstrom durch einen Schutzwiderstand R^ aus einem öffentlichen Netz kommt und durch eine Gleichrichterschaltung mit einer Diode D^ und einem Kondensator C^ gleichgerichtet und geglättet wird. Die so gewonnene Spannung wird dann an eine nachgeschaltete Stufe als gleichgerichtete Spannung V zugeführt. Der Ausgang der Gleichrichterschaltung ist an ein Ende der Primärwicklung L^ eines Transformators T angeschlossen. Das andere Ende der Wicklung L^ ist mit dem Kollektor eines Schalttransistors Q,. verbunden. Zwischen die Basis des Transistors Q. und den Ausgang der Gleichrichterschaltung ist ein Anlaufwiderstand Ro eingefügt. Der Emitter des Transistors Q_x, ist an die Basis eines Nebenschlußtransistors Q~ angeschlossen, der Kollektor dieses Nebenschlußtransistors Qo ist an die Basis des Schalttransistors Q,- angeschlossen. Der Emitter des Nebenschlußtransistors Qp liegt an einer ersten Zenerdiode Z^, die eine Referenzspannungsquelle bildet.

Die Basis des Schalttransistors Q^, ist weiter über einen Beschleunigungskondensator Go und einen Vorwiderstand R^ an ein Ende einer Rückkopplungswicklung L^ angeschlossen. Die Wicklung L, ist im Mitkopplungssinn mit der Primärwicklung L^ des Transformators T gekoppelt. Das andere

Ende der Rückkopplungswicklung L^ ist an die Zenerdiode Z_x, angeschlossen. An die Verbindung zwischen dem Emitter des Transistors Q_x, und der Basis des Transistors Q- ist ein Ende eines Stromfühlerwiderstands R₁. angeschlossen. Das andere Ende dieses Widerstands R₇, ist an eine Klemme eines Akkumulators SB und außerdem an die Verbindung zwischen der Rückkopplungswicklung L^ und der Zenerdiode Z_x, angeschlossen. Die Verbindung zwischen dem Emitter des Nebenschlußtransistors Qp und der Zenerdiode Z_x, ist mit dem Kollektor eines Spannungsschalttransistors Q-, verbunden, der eine Spannungsfühleraufgäbe erfüllt. An die Basis des Transistors Q-, ist eine zweite Zenerdiode Z^ angeschlossen, die über einen Spannungsbegrenzerv/iderstand R₁- an die Verbindung zwischen dem Vorwiderstand R, und dem Beschleunigungskondensator Co angeschlossen ist. Der Emitter des Schalttransistors Q, ist mit der Verbindung zwischen der Rückkopplungswicklung L^ des Transformators T und der ersten Zenerdiode Z_x, verbunden.

Über den Enden der Primärwicklung L_x, des Transformators T liegt eine Diode Dp und eine Parallelschaltung aus einem Widerstand R_x- und einem Kondensator C^, um die Spannungsspitzen abzufangen, die in der Primärwicklung L_x, erzeugt werden. Ein Ende einer Sekundärwicklung Lo des Transformators T liegt über eine Gleichrichterdiode D^ an der Verbindung zwischen dem Stromfühlerwiderstand R₇, und der Akkumulatorbatterie SB. Das andere Ende der Sekundärwicklung Lp ist an die Verbindung zwischen der Gleichrichterschaltung und der anderen Anschlußklemme der Akkumulatorbatterie SB verbunden, dadurch bilden die Sekundärwicklung Lp und die Gleichrichterdiode D^ einen Ladepfad für die Akkumulatorbatterie SB.

Die Funktion der Ladeeinrichtung nach Figur 1 wird im folgenden beschrieben für den Fall, daß die Ladeeinrichtung an ein Wechselspannungsnetz S mit einer Spannung zwischen 110 V und 130 V angeschlossen wird. Diese Spannung sei verschieden von derjenigen Spannung, die bei einem vorangegangenen Ladevorgang angelegt war. Beim Anschließen der Ladeeinrichtung steigt der Kollektorstrom im Schalttransistor Q. an. Darauf erscheint ein Spannungsabfall V.. über den Spannungs fühl erwiderst and R^., der an den Emitter des Transistors Q^, angeschlossen ist, und dessen Emitterspannung steigt an. Sobald der Spannungsabfall L_r größer wird als die Summe eines Spannungsabfalls V^ - der zwischen der Basis und dem Emitter des Nebenschlußwiderstands Q~ auftritt - und einem v/eiteren Spannungsabfall V, über der Zenerdiode Z^, wenn also V^ > V^ + Vj, ist, dann wird der Transistor Qp leitend. Damit wird ein Basisstrom I, des Schalttransistors Q_x, zum Transistor Q~ abgezweigt. Der Basisstrom I^ des Transistors Q. nimmt ab. Damit nimmt auch Kollektorstrom I des Transistors Q„ ab. Der Kollektorstrom I ist praktisch ein pulsierender Hochfrequenzstrom, wie er in Figur 2 gezeigt ist. Wenn der Spitzenwert des Kollektorstroms I , dessen Kurvenform gezeigt ist, einen vorbestimmten V/ert übersteigt und die Emitter spannung des Schalttransistors Oy, so weit ansteigt, daß sie der oben erwähnten Bedingung ^Vdr ^ ^Vdbe ^{+ V}dz Senügt, dann wird der Basisstrom I^ begrenzt. Folglich wird der Kollektorstrom I des Schalttransistors Q. so gesteuert, daß er den vorbestimmten V/ert nicht übersteigt.

Wenn andererseits die Ladeeinrichtung an ein Hetz mit einer Spannung zwischen 200 V und 240 V angeschlossen wird, dann wird eine Spannung über der Rückkopplungswicklung L^ des

Transformators T groß. Infolgedessen wird eine Spannung, die höher als die Durchschlagsspannung der zweiten Zenerdiode Zp ist, an die Zenerdiode Zp angelegt. Der daraufhin fließende Sperrstrom wird der Basis des Spannungschalttransistors Q- zugeleitet und macht ihn leitend. Wenn der Spannungsabfall V^, über dem Widerstand R^ größer als der Spannungsabfall V_db zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors Op während der Leitfähigkeit des Transistors Q^ wird, wenn also V^ > Vj^ ist, dann wird der Basisstrom des Schalttransistors Q^ zum Transistor Q₃, abgezweigt. Wenn die Netzspannung hoch ist, nimmt im Ergebnis der Basisstrom I, des Transistors Q₃, entsprechend ab: der Kollektorstrom I wird ebenfalls so gesteuert, daß er den vorbestimmten Wert nicht überschreitet.

Im folgenden wird jetzt die Funktion des Ausführungsbeispiels anhand der in Figur 2 gezeigten Kurvenformen beschrieben. Die auf der rechten Seite gezeigten Signale gelten für eine Netzspannung, die höher ist als die Netzspannung, die für die Signale auf der linken Seite gilt. Wegen des Spitzenwerts des Kollektorstroms des Transistors Q^, überschreitet die Spannung den vorbestimmten Wert, so daß die Ladeeinrichtung den Kollektorstrom des Transistors Q. vermindert. Solange der Transistor Q^. leitfähig bleibt, solange also die Kollektor-Emitter-Spannung V„_Q des Transistors Q. Null ist, steigt der Kollektorstrom I linear bis zu seinem Spitzenwert I an. Dieser ist ein Produkt aus dem Verstärkungsfaktor tu. und dem Basisstrom I, . Während der Leitfähigkeit des Transistors Q. wird die Gleichrichterdiode D^ bezüglich eines Ladestroms I , der in der Sekundärwicklung Lp durch die Primärwicklung L* des Transformators T induziert wird,

35Ί7628

gesperrt; der Strom I fließt nicht zu der Batterie SB. Sobald der Kollektorstrom des Transistors Q_x. den Spitzenwert erreicht und der Transistor Qy, nicht leitend wird, wird die Kollektor-Emitter-Spannung V__ des Transistors Q. verhältnismäßig niedrig. Hierauf wird die Energie, die in der Primärwicklung Ly, gespeichert wurde, in der Sekundärwicklung Lo induziert. Dadurch fließt der Ladestrom

I durch die Diode D- in seiner normalen Richtung und die ο t>

Batterie SB wird geladen. Dieser Betrieb kann bei ,jedem nichtleitenden Zustand des Transistors Qy. wiederholt werden, bis die Akkumulatorbatterie SB vollständig geladen ist.

Wenn sich die Netzspannung von einem V/ert zum anderen ändert, dann wird die Kollektor-Emitter-Spannung V während der Leitfähigkeit des Transistors Qy, verhältnismäßig hoch. Der Spannungsabfall Y, über dem Spannungsfühlerwiderstand E, kommt in den Sättigungsbereich, beispielsweise nach der Formel V, > ^ah_e + ^dz" "°^ΘΓ Basisstrom I. des Transistors Qy. fällt ab und vermindert den Kollektorstrom I . Schließlich wird die Leitfähigkextsperiode des Transistors Qy, verkürzt. Im Ergebnis wird der Betrag der Energie, die im Transformator T während jedes Leitfähigkeits-Nichtleitfähigkeits-Zyklus des Transistors Qy. gespeichert wurde, im Durchschnitt im wesentlichen gleich hoch wie für den Fall, daß die Netzspannung verhältnismäßig niedrig ist. Der Ladestrom für die Akkumulatorbatterie SB wird daher im wesentlichen konstant gehalten.

Sogar wenn die Netzspannung zwischen den Werten 100 V und 200 V schwankt, kann der Ladestrom I , der in der Sekundärwicklung Lp des Transformators T induziert wird, im wesentlichen auf einem konstanten durchschnittlichen Wert gehalten werden. Dies wird durch die richtige Auswahl der Betriebsspannung der

- -jar -

spannungsfühlenden Zenerdiode Z^, die beispielsweise bei einem Spannungswert von etwa 160 V umschaltet, der Betriebsspannung der Zenerdiode Zp und des Widerstandswerts des Strombegrenzerwiderstands R₁- erreicht. Man sieht dies in Figur 3, wo die Netzspannung im Bereich zwischen 100 V und 240 V oder mehr schwankt.

In Figur 4- ist ein anderes Ausführungsbeispiel gezeigt, gleiche Bauelemente sind mit gleichen Bezugszeichen wie in Figur 1 versehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Zenerdiode Zy,, die an den Emitter des Nebenschlußtransistors Q₂ von Figur 1 angeschlossen ist, durch einen weiteren Transistor Q^, der als Referenzspannungsquelle für den Transistor Qo dient und mit ihm in einer Darlington-Schaltung verbunden ist, ersetzt. Mit dieser Anordnung des Transistors Q.kann die gleiche Funktion erreicht werden wie mit der Zenerdiode Z* von Figur 1, da die Basis-Emitter-Verbindung der Transistoren Q. und Q^ dafür benützt wird. Die übrige Anordnung und die Funktion sind im wesentlichen die gleichen wie beim Ausführungsbeispiel von Figur 1. Die Batterie SB kann mit dem im wesentlichen gleichen Ladestrom I geladen werden, wenn die Ladeeinrichtung an verschiedene Netzspannungen angeschlossen wird.

Figur 5 zeigt noch ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, auch hier sind gleiche Bauelemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in den Figuren 1 und 4 bezeichnet. Dieses Ausführungsbeispiel ist dem Ausführungsbeispiel von Figur 4- ähnlich bezüglich des Transistors Q^, der in Darlington-Schaltung mit dem Nebenschlußtransistor Qo verbunden und als Referenzspannungsquelle benützt ist. Das Ausführungsbeispiel unterscheidet sich davon aber durch eine

Serienschaltung einer Diode D^, und eines Widerstands die parallel zum Beschleunigungskondensator Co geschaltet ist. Dies verhindert, daß der Gleichrichterstrom durch den Anlaufwiderstand Ro zum Kondensator Co fließt. Bei dieser Anordnung fließt der Steuerstrom zur Basis des Schalttransistors Q^. teilweise auch durch den Widerstand R₇ und die Diode D,.. Die Kollektor-Emitter-Spannung V_n„ ist Null während der Leitfähigkeit des Schalttransistors Q^. Der Kollektorstrom I steigt - wie bei den Kurvenformen der Signale auf der rechten Seite von Figur 6 gezeigt linear an. Der Widerstand R₇ ist parallel zum Beschleunigungskondensator Co geschaltet, im Gegensatz zur linken Seite von Figur 6, wo lediglich der Beschleunigungskondensator Co allein verwendet ist. Wie in Figur 6 gezeigt, kann im Ergebnis der Basisstrom I des Transistors Q,- erheblich vermindert werden. Dadurch erhält man eine verlustarme Ladeeinrichtung, bei der die nicht für den Ladevorgang verwendete Energie minimiert wurde. Weiter kann die Größe des Kondensators Cp durch eine Verminderung seiner Kapazität verkleinert werden, so daß auch die Gesamtabmessungen der Ladeeinrichtung weitgehend minimiert werden können. Die übrige Anordnung und die Funktion des Ausführungsbeispiels nach Figur 5 sind im wesentlichen die gleichen wie die der Ausführungsbeispiele nach Figur 1 und 4-.

Falls man die Ausführungsbeispiele nach den Figuren 1, 4- und 5 nur für eine Netzspannung von beispielsweise 100 V verwenden will, können der Spannungsschalttransisitor Qo, die Zenerdiode Zo und der Widerstand Rc- selbstverständlich weggelassen werden. In einem in Figur 7 gezeigten Ausführungsbeispiel sind diese drei Elemente aus dem Schaltkreis von Figur 5 entfernt, so daß der Schaltkreis ohne weiteres in

den Gebieten benutzt werden kann, in denen die Netzspannung 100 V, 110 V, 120 V oder 12? V beträgt. Die Ladeeinrichtung weist dann einen geringen Leistungsverlust auf. ·

In Figur 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das eine Variante des Ausführungsbeispiels nach Figur 1 darstellt. Gleiche Bauelemente wie in Figur 1 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. An den Emitter des Nebenschlußtransistors Qp ist eine Vielzahl von Zenerdioden Z^ bis Z_-1 angeschlossen, die Referenzspannungsquellen bilden. Weiter sind Sehaltgruppen, von denen jede einen Transistor Q,. bis Q^_n? Zenerdioden Zp,, bis Z^_n und Widerstände R₁-. bis R(-_Q enthält und die die Spannungsschaltfunktion erfüllen, vorgesehen. Die Gruppen sind an die Zenerdioden Z^ bis Z^, angeschlossen. Die Betriebsdaten der Zenerdioden I^ bis Zy, , der Transistoren Q,. bis Qz_n* der Zenerdioden Ζρ,ι bis Zo_n und der Widerstände Rc,. bis R₁-sind so ausgewählt, daß die Betriebsspannung der einzelnen Schaltgruppen variiert. Dadurch erreichen die Schaltgruppen nacheinander ihre Betriebsspannung, und es ist möglich, die Ladeeinrichtung mit hoher Genauigkeit an eine Vielzahl von Netzspannungen anzupassen. Auf diese V/eise erhält man für jede Netzspannung den gleichen durchschnittlichen Ladestrom, wie es in Figur 9 gezeigt ist.

In Figur 10 ist noch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das eine Variante des Ausführungsbeispiels nach Figur 4 ist. Es beruht im wesentlichen auf den gleichen Vorstellungen wie das Ausführungsbeispiel von Figur 8. Gleiche Bauelemente wie in Figur 4- sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Eine Vielzahl von weiteren Transistoren Q^ bis On sind als Referenzspannungsquellen in Darlington-

Schaltung nacheinander an den Nebenschlußtransistor (X, angeschlossen. Weiter sind Schaltgruppen mit Transistoren Qu* ^is Q^_n > Zenerdioden Zo^ bis Zo_n und V/iderständen Rcxi bis Rc_n mit den entsprechenden Transistoren Q^ bis Om in Darlington-Schaltung verbunden. Wenn die Betriebsdaten der Schaltgruppen wie beim Ausführungsbeispiel nach Figur 8 geeignet ausgewählt sind, kann die Ladeeinrichtung im wesentlichen den gleichen mittleren Ladestrom bei irgendeiner der zahlreichen Netzspannungen liefern. Man erreicht dadurch für die Akkumulatorbatterie SB gleichmäßige Ladebedingungen.

Claims

PRINZ, LEISER, BUNKE & PARTNER

Patentanwälte · European Patent Attorneys München Stuttgart

15. Mai 1985

MATSUSHITA ELECTRIC WORKS, LTD.
1048, Oaza-Kadoma, Kadoma-shi
Osaka 571 / Japan

Unser Zeichen; M 1629

Patentansprüche

1. Ladeeinrichtung mit einem Transformator, dessen mit einer gleichgerichteten Spannung gespeiste Primärwicklung mit dem Kollektor eines Schalttransistors verbunden ist, von dem eine mit der Primärwicklung im Mitkopplungssinn gekoppelte Rückkopplungswicklung an die Basis des Schalttransistors angeschlossen ist und dessen Sekundärwicklung an eine Akkumulatorbatterie über eine Diode, die bezüglich eines während der Nichtleitfähigkeit des Schalttransistors in der Sekundärwicklung induzierten Ladestroms in Durchlaßrichtung geschaltet ist, angeschlossen ist, und mit Mitteln, den Ladestrom bei verschiedenen Netzspannungen im wesentlichen auf einem mittleren Wert konstant zu halten, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel einen Nebenschlußtransistor, dessen Kollektor und dessen Basis an die Basis und den Emitter des Schalttransistors angeschlossen sind, einen Spannungsfühlerwiderstand, der an den Emitter des Nebenschlußtransistors angeschlossen

ist, und eine Konstantspannungsquelle, die zwischen der Basis und dem Emitter und parallel zum Stromfühlerwiderstand liegt, umfaßt.

2. Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantspannungsquelle eine Zenerdiode ist.

3. Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantspannungsquelle ein Transistor ist, der in Darlington-Schaltung mit dem Webenschiußtransistor verbunden ist.

4·. Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, "₍ daß die ^üclTlropplungswicklung des Transformators über eine weitere Konstantspannungsquelle an einen v/eiteren Transistor

angeschlossen ist, dessen Kollektor und dessen Emitter mit den Anschlüssen der ersten, parallel zum Stromfühlerwiderstand liegenden, Konstantspannungsquelle verbunden sind.

5. Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungswicklung des Transformators über einen Beschleunigungskondensator an die Basis des Schalttransistors angeschlossen und ein Strombegrenzungswiderstand parallel zum Beschleunigungskondensator gelegt ist.

6. Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantspannungsquelle eine Vielzahl von Zenerdioden mit abgestuft verschiedenen Durchbruchspannungen umfaßt.

?'. Ladeeinricht-inr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantspannungsquelle eine Vielzahl von Transistoren,

BAD ORIGINAL

die in Darlington-Schaltung an den Nebenschlußtransistor angeschlossen sind, umfaßt.

8. Ladeeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein v/eiterer Transistor über die Zenerdioden gelegt und mit seiner Basis über eine v/eitere Konstantspannungsquelle an die Rückkopplungswicklung des Transformators angeschlossen ist.

9. Ladeeinrichtung nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Transistor mit jedem der Transistoren in Darlington-Schaltun?: verbunden und mit seiner Basis über eine weitere Konstantspannungsquelle an die Rückkopplungswicklung des Transformators angeschlossen ist.