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Batterie-Schnelladegerät
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Technischer Hintergrund der Erfindung Die Erfindung bezieht sich auf
ein Schnelladegerät insbesondere für eine Akkumulator-Batterie in netzunabhängigen
elektrischen Kleingeräten wie beispielsweise elektrische Rasierer.
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Schnelladegeräte dieser Art umfassen einen Wechselrichter, dem eine
Gleichspannung zugeführt wird. Beim Schwingen des Wechselrichters wird in einem
Transformator im Wechselrichter Energie gespeichert und eine Spannung in einer Sekundärwicklung
des Transformators induziert.
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Dabei wird die an die Sekundärseite angeschlossene Batterie geladen.
Dies wird benützt zum schnellen Wiederaufladen
speziell von Alkalibatterien
in netzunabhängigen elektrischen Geräten wie beispielsweise elektrischen Rasierern.
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Stand der Technik Schnelladegeräte sind beispielsweise bekannt aus
der DE-OS 31 04 688, die der JP-OS 115 141/81 entspricht.
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Dort ist ein Ladegerät mit einem AC/DC-Wandler, der an ein öffentliches
Netz angeschlossen ist, beschrieben. Die Batterie wird zum Laden normalerweise mit
freiliegenden Anschlüssen mit einem Ladeteil des Wandlers verbunden.
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Im einzelnen enthält das Schnelladegerät in Form eines Wandlers einen
Brückengleichrichter, der an ein öffentliches Netz angeschlossen ist, einen Wechselrichter,
dem eine Gleichspannung aus dem Gleichrichter zugeführt wird, ein Ladeteil, das
mit einer induzierten Spannung aus dem Wechselrichter gespeist wird und einen Ladestrom
erzeugt, und einen Wechselrichter-Steuerkreis, der die Ladespannung an der Batterie
mit einer Bezugsspannung vergleicht und die dem Ladeteil zugeführte Ausgangsspannung
des Wechselrichters vermindert, wenn die Ladespannung die Bezugsspannung übersteigt.
Der Wechselrichter umfaßt unter anderem einen Übertrager und einen Schalttransistor.
Der Kollektor des Transistors ist an eine Primärwicklung des Transformators angeschlossen,
seine Basis an eine mitkoppelnd wirkende Bückl,opplungswicklung.
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Sobald der Gleichrichter am Netz angeschlossen ist, fließt ein Steuerstrom
in die Basis des Schalttransistors, durch den kollektor des Transistors beginnt
ein Strom zu fließen.
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Durch die Mitkopplung über die Rückkopplungswicklung des Transformators
wird darauf der Transistor schnell leitend.
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Im Ladekreis liegt eine Diode in Sperrichtung zu dem Strom, der in
der Sekundärwicklung des Transformators während der Leitphase des Transistors induziert
wird. Es fließt dann kein Ladestrom in die Batterie. Da sowohl der Kollektorstrom
als auch die Kollektor-Emitter-Spannung ansteigen, beginnt die der Primärwicklung
zugeführte Spannung abzufallen. Der Steuerstrom des Transistors durch die RücEropplungswicklung
fällt entsprechend ab. Die Mitkopplung durch die Rückkopplungswicklung fördert den
Abfall des Steuerstroms, und der Transistor wird schnell nichtleitend. In diesem
Augenblick wird die bis dahin im Transformator gespeicherte Energie in der Sekundärwicklung
induziert und der Ladestrom in der Durchlaßrichtung der Diode im Ladeteil erzeugt
und in die Batterie gespeist. Dies wird bei jeder Schwingung des Wechselrichters
wiederholt, die Batterie wird so aufgeladen.
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Das Schnelladegerät der DE-OS 31 04 688 kann die Aufgabe des Schnelladens
lösen. Oft kommt es jedoch bei derartigen Wandler-Schnelladegeräten vor, daß die
Ausgangsklemmen des Ladeteils offen zugänglich gelassen werden. Die Primärseite
des Transformators, also seine Wechselrichterseite, weist die gleiche Leerlaufspannung
auf wie die Sekundärseite des Transformators mit dem Ladeteil, damit der Wechselrichter-Steuerkreis
auf der Primärseite die Ladespannung mit der Bezugsspannung vergleichen kann. Wenn
ein Benützer nun aber zufällig die Ausgangsklemmen des Ladeteils mit feuchten Fingern
berührt, erhält er einen elektrischen Schlag, und dies ist seile unangenehm.
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Technisches Gebiet der Erfindung Eine Hauptaufgabe der Erfindung ist
daher, ein Schnelladegerät zu schaffen, das den oben genannten Nachteil des Stands
der Technik vermeidet. Für einen Benützer, der die Ausgangsklemmen des Ladeteils
mit feuchten Fingern berührt, soll auf keinen Fall die Gefahr eines elektrischen
Schlags bestehen. Der Benützer soll das netzunabhängige elektrische Gerät bequem
ohne irgendeine Schwierigkeit verwenden können.
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Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Schnelladegerät
für eine Akkumulator-Batterie auf der Sekundärseite eines Transformators liegt.
Im Ladeteil wird ein Ladestrom durch Schwingungen eines Wechselrichters au; der
Primärseite des Transformators erzeugt, sobald der Schaltkreis an eine Netzspannung
angeschlossen wird.
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Die Ausgangsschwingungen des Wechselrichters werden über einen Wechselrichter-Steuerkreis
mit Hilfe eines Sensorsignals gesteuert, das aus einem Vergleich zwischen der gespeicherten
Batterie-Energie und einem Bezugswert gewonnen wird. Der übertrager ist ein als
Trenntransformator ausgebildeter Abwärtstransformator. Alle Sensor- und Steuersignale
werden vom Ladeteil auf der Sekundärseite zur Primärseite über galvanisch getrennte
Verbindungen übertragen.
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Andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden
Beschreibung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den
Zeichnungsfiguren erläutert.
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Zeichnung Figur 1 ist ein Stromlaufplan eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
eines Schnelladegeräts; Figur 2 ist ein Stromlaufplan eines zweiten Ausführungsbeispiels
der Erfindung; Figur 3 ist ein Stromlaufplan eines dritten Ausführungsbeispiels
der Erfindung; Figur 4 ist ein Ersatzschaltbild eines Spannungssensors im Schaltkreis
nach Figur 3; Figur 5 ist ein Blockschaltbild eines Zeitgebers im Schaltkreis nach
Figur 3; Figur 6 ist ein Stromlaufplan eines vierten Ausführungsbeispiels eines
Schnelladegeräts nach der Erfindung; und Figur 7 ist ein Stromlaufplan eines fünften
Ausführungsbeispiels der Erfindung.
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Im folgenden wird die Erfindung unter Bezug auf die gezeigten bevorzugten
Ausführungsbeispiele beschrieben.
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Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten ausgewählten Ausführungsbeispiele
beschränkt, sie deckt vielmehr alle Anderungen, Abwandlungen und gleichwertige Anordnungen
innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche ab.
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Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen Figur 1 zeigt einen
Stromlaufplan eines Schnelladegeräts 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Bin Wechselsitrom aus einem öffentlichen Spannungsnetz 11 wird in einem Gleichrichter
12 gleichgerichtet und dann einem Wechselrichter 15 mit einem ersten Abwärtstransfornator
13 und einem Schalttransistor 14 zugeführt. Ein Ladekreis 16
ist
mit einer Sekundärwicklung des Transformators 13 verbunden. Eine Akkumulator-3atterie
17 ist an den Ladekreis 16 und über einen Schalter 18 an einen Sensorkreis 19 angeschlossen.
Dadurch wird die Ladespannung der Batterie 17 durch den Sensorkreis 19 abgefühlt,
wenn der Schalter 18 geschlossen ist. Wenn der Sensorkreis 19 feststellt, daß die
Batteriespannung kleiner als eine Bezugsspannung ist, wird ein Transistor 20 eingeschaltet
und ein Sensorsignal über einen zweiten Transformator 21 an einen Wechselrichter-Steuerkreis
22 gegeben. Dieser Steuerkreis 22 schaltet darauf den Transistor 14 im Wechselrichter
15 ein und der Wechselrichter 15 schwingt bei jeder Halbwelle des Netzstroms. Durch
dieses Schwingen wird ein Strom in der Sekundärwicklung des ersten Transformators
13 induziert, wobei die Spannung im Transformator herabgesetzt wird. Der induzierte
Strom wird mit dem Gleichrichter 23 im Ladekreis 16 gleichgerichtet und der Batterie
17 zugeführt, die dadurch geladen wird.
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enn die Spannung der Batterie 17 größer als die im Sensorkreis 19
eingestellte Bezugsspannung wird, wird die Ausangsspannung des Sensorkreises 19
vermindert und der Tias ist or 20 ausgeschaltet. Der 1;7echselrichter-Steuerlrueis
22 schaltet infolgedessen den Schalttransistor 14 im Wechselrichter 15 aus, die
Aufladung durch den Ladekreis 16 wird beendet.
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Im Schnelladegerät 10 von Figur 1 sind der Wechselrichter 15 und der
Wechselrichter-Steuerkreis 22 auf der Primärseite ind der Ladekreis 16 und der Sensorkrei
19 auf der Sekundärseite des ersten Abwärtstransformators 13 angeordnet. Das Sensorsignal
des Sensorkreises 19 auf der Sekundärseite
wird durch den zweiten
Transformator 21 dem Wechselrichter-Steuerkreis 22 auf der Primärseite zugeführt.
Da speziell der zweite Transformator 21 als nicht galvanisches Verbindungselement
wirkt, ist der Ladeteil mit dem Ladekreis 16 und der Sensor 19 auf der Sekundärseite
des ersten Transformators 13 durch die beiden Trenntransformatoren 13 und 21 von
der Primärseite, auf der das Ladegerät ans Netz 11 angeschlossen ist, getrennt.
Jede Gefahr, daß der Benutzer einen elektrischen Schlag bekommt, kann vermieden
werden.
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Figur 2 zeigt ein Schnelladegerät 30 in einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Das Ladegerät 30 enthält einen Gegentakt-Wechselrichter 33 mit zwei
Schalttransistoren 31 und 32. Ein Transformator 34 ist mit einer Primärwicklung
versehen, die durch eine Anzapfung in zwei Wicklungsteile 341 und 342 aufgeteilt
ist und die den Transistoren 31 und 32 entsprechen. Weiter ist eine Sekundärwicklung,
die ebenfalls durch eine Anzapfung in zwei Wicklungsteile 343 und 344 geteilt ist,
vorgesehen. Als eine besondere Anordnung des Ausführungsbeispiels ist weiter eine
Einzelwicklung 345 im Nitkopplungssinn mit der Primärwicklung des Transformators
34 gekoppelt und gemeinsam für die beiden Schalttransistoren 31 und 32 benützt.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Wechselstrom aus einem öffentlichen
Netz 35 durch einen Gleichrichter 36 gleichgerichtet und dem Gegentakt-Wechselrichter
33 mit dem Transformator 34 und den Schalttransistoren 31 und 32 zugeführt. Einer
dieser Transistoren 31, 32 wird dann eingeschaltet. Im vorliegenden Fall fließt
der Basisstrom der Transistoren 31 und 32, wenn der Transistor 31 eingeschaltet
ist, über die ückkopplunswicklung 345, einen
Widerstand 37, den
Transistor 31 und den einen Transistor 39 der beiden Transistoren 39 und 34 in einen
Wechselrichter-Steuerkreis 38 und wieder zurück zur Rückkopplungswicklung 345.
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Wenn der Transistor 32 eingeschaltet ist, fließt der Basisstrom über
die Rückkopplungswicklung 545, den Transistor 32, den anderen Transistor 40 der
beiden Transistoren 39 und 40 in den Wechselrichter-Steuerkreis 38, den Widerstand
37 und wieder zurück zur Rückkopplungswicklung 345. Die Schalttransistoren 31 und
32 im Wechselrichter 33 werden abwechselnd nacheinander ein- und ausgeschaltet.
Die Transistoren 39 und 40 im Wechselrichter-Steuerkreis 38 liefern hier den Basisstrom
für die Schalttransistoren 31 und 32 im Wechselrichter 33. Im einzelnen wird im
Wechselrichter-Steuerkreis 38 der Emitter-Strom der Transistoren 31 und 32 im Wechselrichter
33 durch einen Widerstand 41 abgefühlt. Wenn der Spannungsabfall über dem Widerstand
41 größer als die Basis-Emitter-Spannung der Transistoren 39 und 40 wird, dann wird
der Basisstrom der Schalttransistoren 31 und 32 abgeleitet. Der Widerstandswert
des Widerstands 41 bestimmt also die Ausgangsspannung des Wechselrichters 33 und
damit den Ladestrom, der in einem Ladekreis 42 durch den Transformator 34 erzeugt
wird.
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Mit der oben beschriebenen Anordnung kann eine getrennte Batterie
47, die mit ihren Eingangsklemmen 45 und 46 an Ausgangsklemmen 43 und 44 des Ladekreises
42 angeschlossen wird, schnell geladen werden. Wenn die Batterie 47 an das Schnelladegerät
30 angeschlossen wird, kann außerdem die Spannung der Batterie 47 durch einen Sensor
48 abgefühlt werden. Wenn im einzelnen eine durch die Widerstände 50 und 51 geteilte
Spannung einer Zenerdiode 49 im Sensor 48 höher als die durch Widerstände 52 und
53 geteilte Spannung
über den beiden Anschlüssen der Batterie 47
ist, dann gibt ein Komparator 54 eine hohe Ausgangsspannung ab.
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Eine Photodiode 56 in einem Optokoppler 55 wird dadurch leitend und
ein gegenüberliegender Phstotransistor 57 eingeschaltet. Ein an den Emitter des
Phototransistors 57 angeschlossener Widerstand 58 im Wechselrichter-Steuerkreis
38 bildet dann einen Nebenschluß zum oben genannten Widerstand 41, der den Emitter-Strom
der Schalttransistoren 31 und 32 abfühlt. Der Widerstand 58 verkleinert den Widerstandswert
des Sensorwiderstands 41 daher wesentlich.
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Dementsprechend steigt die durch den Widerstandswert des Widerstands
41 bestimmte Ausgangsspannung des Wechselrichters 33 an. Sobald die Ladespannung
für die Batterie größer als eine durch die Zenerdiode 49 vorgegebene Bezugs spannung
wird, gibt andererseits der Komparator 54 eine kleine Ausgangsspannung ab und schaltet
die Photodiode 56 nichtleitend. Der Phototransistor 57 wird ausgeschaltet, und die
Ausgangsspannung des Wechselrichters 33 wird wieder lediglich vom Widerstand 41
abhängig gemachte Mit dem vorgegebenen Widerstandswert des Widerstands 41 wird unter
diesen Umständen die Ausgangsspannung des Wechselrichters 33 niedrig genug, um keinen
nachteiligen Einfluß auf die Batterie 47, die über den Ladekreis 42 aufgeladen wird,
auszuüben, Selbst bei einer Überladung bleibt die Lebensdauer der Batterie erhalten.
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Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Gegentakt-Wechselrichter
33 und der Wechselrichter-Steuerkreis 38 auf der Primärseite des Abwärtstransformators
34 angeordnet.
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Der Ladekreis 42 und der Sensor 48 liegen auf der Sekundärseite des
Transformators 34. Das Sensorsignal des Sensors 48 auf der Sekundärseite wird durch
den Optokoppler 55 dem Wechselrichter-Steuerkreis 38 auf der Primärseite zugeführt.
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Der Optokoppler 55 bildet zusammen mit dem Transistor 34 eine galvanisch
getrennte Verbindung. Der Transformator und der Optokoppler können also den Ladeteil
einschließlich des Ladekreises 42 und den Sensor 48 von der Primärseite wirksam
galvanisch trennen, jedoch die beiden Seiten wirksam miteinander verkoppeln.
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Figur 3 zeigt einen Stromlaufplan eines Schnelladegeräts 60, eines
dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Die im wesentlichen gleichen Bauelemente
wie in Figur 2 sind mit den gleichen Bezugszeichen, aber um 30 erhöht, bezeichnet.
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Im vorliegenden Fall ist im Gegensatz zur Figur 2 insbesondere die
Sekundärwicklung eines Abwärtstransformators 64 in drei Wicklungsabschnitte 643,
644 und 646 geteilt. Damit kann die dritte Hilfswicklung 646 in passender Weise
eine Leistung an einen Sensor 78 abgeben. Selbst wenn die Restspannung in einer
an den Ladekreis 72 angeschlossenen Batterie 77 niedrig ist, kann der Sensor 78
optimal angesteuert werden. Der Sensor 78 umfaßt einen IC 79, dessen Brsatzschaltbild
im einzelnen in Figur 4 gezeigt ist. Eine Eingangsspannung Vcc über die Hilfswicklung
646 an einen Anschluß 1 des Sensor-IC 79 angelegt, wird durch einen Stabilisierungstransistor
79, stabilisiert und dann durch Dioden 792 und 793 und einen Widerstand 794 und
einen Widerstand 795 und Dioden 7961 797 und 798 geteilt. Dies liefert zwischen
den Anschlüssen "1" und "4" eine Bezugs spannung Vsef" Dem Anschluß "3" des Sensor-IC
79 wird eine Spannung VBa der Batterie 77 zum Vergleichen mit der Bezugsspannung
Vref zugeführt. Wenn die Batteriespannung VBa größer ist als die Bezugsspannung
VreS, dann wird ein Transistor 799
eingeschaltet. Demzufolge nimmt
der Ausgangsanschluß "2" des IC einen niedrigen Ausgangspegel an. Zum Anschluß "2tt
fließt durch einen Widerstand 80 ein Strom. Dies schaltet einen Transistor 81 aus.
In einem Optokoppler 85 bleibt dadurch eine Photodiode 86 nichtleitend. Ein ebenfalls
im Optokoppler 85 enthaltener Phototransistor 87 schaltet aus. Ein Wechselrichter-Steuerkreis
68 umfaßt hier einen Transistor 89, der bei leitendem Phototransistor 87 leitend
ist. Wenn der Phototransistor 87 ausgeschaltet wird, wird der Transistor 89 ebenfalls
ausgeschaltet. Dann fließt kein Strom durch einen Widerstand 71, der zum Abfühlen
des Emitter-Stroms der Schalttransistoren 61 und 62 dient und mit dem Transistor
89 verbunden ist. Der Wechselrichter 63 erzeugt infolgedessen keine Ausgangs spannung
von ausreichender Höhe, die Batterie 77 zu laden. In diesem Schaltzustand kann der
Emitter-Strom der Schalttransistoren 61 und 62 durch einen Widerstand 90 fließen,
dessen Wert verhältnismäßig groß gegen den Wert des Widerstands 71 ist. Der Wechselrichter
63 schwingt weiter, und zwar so stark, daß der Wechselrichter 63 die Leistungszuführung
zum Sensor 78 über die Hilfswicklung 646 aufrecht erhalten kann. Der Sensor 78 umfaßt
eine mit dem Transistor 81 verbundene Leuchtdiode 91, sie ist leitend, wenn der
Transistor 81 leitend ist und die Batterie 77 geladen wird.
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Die Leuchtdiode 91 zeigt also an, daß der Ladevorgang Sür die Batterie
77 gerade läuft.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel umfaßt der Wechselrichter-Steuerkreis
68 weiter einen Zeitgeber 92, von dem Binzelheiten in Figur 5 gezeigt sind. Der
Zeitgeber 92 umfaßt ganz allgemein einen Zeitbasislseis 93 zur, Erzeugen eines Rezustaktes,
mehrstufige bistabile Kippschaltungen bis bis 94n zur Teilung der Taktfrequenz des
Zeitbasiskreises 9,
eine bistabile Setz- und Rücksetz-Kippschaltung
95, sowie Endtransistoren 96. Wenn das Schnelladegerät 60 an ein öffentliches Netz
65 angeschlossen ist, um das Laden der Batterie 77 zu beginnen, und danach eine
durch den Zeitgeber 92 vorgegebene Zeitspanne abgelaufen ist, liefert der Zeitgeber
92 an seinem Ausgang 116?? ein hohes Ausgangssignal. Dieses Signal schaltet einen
Transistor 97 ein. Der Basisstrom des Transistors 89 wird dadurch über eine Diode
98 abgeleitet. Der Stromfluß durch den Transistor 89 wird so begrenzt und sein Scheinwiderstand
erhöht. Dieser Scheinwiderstand wird zum Widerstandswert des Widerstands 71 addiert.
Die Ausgangsspannung des Wechselrichters 63 und gegebenenfalls der Ladestrom werden
vermindert.
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Die übrige Wirkungsweise des Ladens, des Abfühlens und der Ladesteuerung
sind bei diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen gleich wie beim Ausführungsbeispiel
nach Figur 2. Die Primärseite des Transformators 64 ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel
galvanisch getrennt von seiner Sekundärseite dadurch, daß der Transformator 64 als
Trenntransformator ausgebildet ist und ein Optokoppler 85 verwendet wird.
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Figur 6 zeigt ein Schnelladegerät 160 in einem vierten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, die im wesentlichen gleichen Bauelemente wie bei Figur 3 sind mit
den gleichen Bezugszeichen, aber um 100 erhöht, bezeichnet. Dieses huswührungsbeispiel
unterscheidet sich merklich von dem von Figur 3 dadurch daß ein Zeitgeber 192 auf
der Serundärseite des Transformators 164 vorgesehen ist. Der Zeitgeber 192 erhält
hier seine Versorgungsleistung aus
einer Hilfswicklung 1646 des
Transformators 164 ähnlich wie beim Transformator 64, der im einzelnen in Verbindung
mit Figur 3 beschrieben ist. Wenn eine vorbestimmte Zeit nach dem Beginn des Ladevorgangs
verstrichen ist, liefert der Zeitgeber 192 an seinem Ausgangsanschluß l'6" einen
hohen Ausgangspegel. Dadurch wird eine Photodiode in einem weiten Optokoppler 199
leitend, und ein Phototransistor im Optokoppler 199 wird eingeschaltet. Parallel
zur gollektor-Emitter-Strecke des Transistors 189, der eingeschaltet wird, liegt
die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 197. Gleichzeitig mit dem Einschalten
des Transistors 189 wird der Transistor 197 nicht mehr angesteuert und schaltet
aus. Die Emitter-Ströme der Schalttransistoren 161 und 162 in einem Wechselrichter
163 fließen im wesentlichen nur durch einen Widerstand 171, der mit dem Transistor
189 verbunden ist und den Scheinwiderstand des Transistors 189 erhöht. Der Emitter-Strom
der Transistoren 161 und 162 überschreitet dann die Durchbruchspannung von Zer:.erdioden,
die mit den Basen der Transistoren 169 und 170 in einem Wechselrichter-Steuerkreis
168 verbunden sind. enn die Transistoren 161 und 162 leitend werden, werden die
Transistoren 169 und 170 eingeschaltet. Diese bilden dann einen Nebenschluß. Dadurch
wird der Kollektor-Strom der Schalttransistoren 161 und 162 und auch der Ladestrom
vermindert.
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Das Ausführungsbeispiel umfaßt weiter eine erste mit einem Transistor
181 verbundene Beuchtdiõde 191, die während des Ladevorgangs eingeschaltet wird,
sowie eine zweite Leuchtdiode 200, die beim Abschluß des Ladevorga:s eingeschaltet
wird. Die zweite Leuchtdiode 200 ist mit einem Transistor 201 verbunden, dessen
Basis an den
Ausgangsanschluß "6 des Zeitgebers 192 angeschlossen
ist.
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Wenn der Zeitgeber 192 an seinem Ausgang '5" einen hohen Ausgangspegel
liefert, wenn also die festgelegte Ladezeit verstrichen ist und der Ladestrom verringert
wird, dann wird der Transistor 201 eingeschaltet und die erste Leuchtdiode 191 ausgeschaltet.
Die zweite Leuchtdiode 200 wird eingeschaltet und zeigt den Abschluß des Ladevorgangs
an. Da beim Ausführungsbeispiel nach Figur 6 der Zeitgeber 192 auf der Sekundärseite
des Transformators 164 liegt, kann die Wärme, die wahrscheinlich durch Bauteile
des Zeitgebers, wie zum Beispiel Widerstände, erzeugt wird, im Vergleich zum Ausführungsbeispiel
nach Figur 3 weiter gehend vermindert werden. Dort nämlich liegt der Zeitgeber auf
der Primärseite des Transformators und wird direkt mit der Netzspannung gespeist.
Da die Leuchtdioden 191 und 200 beide auf der Sekundärseite des Transformators on
der Primärseite galvanisch getrennt angeordnet sind, besteht im wesentlichen keine
Gefahr eines elektrischen Schlags, selbst wenn die außen freiliegenden Leuchtdioden
beispielsweise brechen sollten.
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Die übrigen Funktionen des Aufladen, des Abfühlens und des Ladungssteuerns
sind bei diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen die gleichen wie beim Ausführungsbeispiel
nach Figur 3. Auch hier ist die Primärseite des Abwärtstransformators 164 von der
Sekundärseite eben durch den Transformator 164 und die beiden Optokoppler 185 und
199 galarisch getrennt.
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Tn figur 7 ist ein Schnelladegerät 260 als ein fünftes Ausführungsbeispiel
der Erfindung gezeigt. Die Hauptteile sind dabei identisch mit denen des Ausführungsbeispiels
nach
Figur 6. Die im wesentlichen gleichen Bauelemente sind mit den gleichen Bezugszeichen
wie in Figur 6 aber um 100 erhöht, bezeichnet. Ein Unterschied zum AusPührungsbeispiel
nach Figur 6 liegt im Sensor 278, er enthält Mittel zum Erkennen einer unvollständigen
Verbindung der Eingangsklemmen 275 und 276 einer Batterie 277 mit den Ausgangsklemmen
273 und 274 eines Ladekreises 272.
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Im einzelnen ist ein Transistor 281 im Sensor 278 an einen Transistor
302 angeschlossen, der durch eine AusgarlSsspannun£ einer Hilfswicklung 2646 in
der Sekundärwicklung des Transformators 264 gesteuert werden kann. Die Basis dieses
Transistors 302 ist mit dem Kollektor eines weiteren Transistors 303 verbunden,
dessen Basis mit einer Zenerdiode 304 verbunden ist. Solange die Batterie 277 nicht
an den Ladekreis 272 angeschlossen ist, steigt eine aus dem Transformator 264 über
den Ladekreis 272 dem Sensor 278 zugeführte Spannung an und überschreitet die Durchbruchspannung
der Zenerdiode 704. Der Transistor 303 wird dadurch eingeschaltet. Der Basisstrom
des Transistors 302 wird damit vom Transistor 30y abgeleitet. Der Transistor 302
schaltet dann aus und der Transistor 281 wird nichtleitend, die Sensorfunktion eines
IC 279 und die Steuerfunktion für einen Wechselrichter 263 durch einen Zeitgeber
292 werden im wesentlichen nicht ausgeübt, und die beiden Leuchtdioden 291 und 300
erhalten keine Betriebsspannung, so daß sie nicht ansprechen. Somit wird signalisiert,
daß das Ladegerät beispielsweise infolge eines unvollständigen Anschlusses der Batterie
277 nicht ladebereit ist.
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Die übrigen Funktionen des Aufladens, hbfühleas und Ladungssteuerns
beim Ausführlrigsbeispiel nach Figur 7 sind im wesentlichen die gleichen wie bei
den Ausführurigsbeispie'eyJ
nach den Figuren 2, 3 und 6. Auch im
vorliegenden Äusführung.sbeispiel ist die Primärseite des Abwärtstransformators
264 von seiner Sekundärseite galvanisch getrennt, sowohl durch den besonderen Transformator
als auch durch die beiden Optokoppler 285 und 299.
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In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der Figuren 3, 6 und
7 kann weiter der Zeitgeber seine Funktion immer vom Ausgangszustand aus beginnen,
dies wird mit Hilfe der bistabilen Setz- und Rücksetz-Kippschaltung von Figur 5,
zu Anfang des Ladevorgangs betätigt, erreicht.
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Die vorliegende Erfindung kann außerdem vielfach abgewandelt werden.
In den geschilderten Ausführungsbeispielen fühlt der Sensorkreis die Spannung an
der Akkumulator-Batterie ab, um den Wechselrichter über den Wechselrichter-Steueritreis
und damit die Ladeausgangsspannung zu steuern.
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Die Steuerung der Ladeausgangsspannung kann aber stattgessen auch
über ein Sensorsignal für die Temperatur der zu ladenden Batterie erfolgen.
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gemäß der Erfindung, die im einzelnen anhand der fünf Ausführungsbeispiele
beschrieben wurde, sind die Schalthreise auf der Primärseite des Abwärtstransformators
nicht direkt, sondern indirekt über die galvanisch getrennten Verbindungen mit den
Schaltkreisen auf der Sekundärseite des Transformators verbunden. Dadurch karin
der beachtliche Nutzeffekt erzielt werden, daß bei dem Schnelladegerät, bei dem
die Schaltkreise au: den beiden Seiten des Transformators zuverlässig -volJeinander
getrennt sind, ein elektrischer Schlag wirksam verhindert wird.
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