DE3633638A1 - Charging equipment - Google Patents

Charging equipment

Info

Publication number
DE3633638A1
DE3633638A1 DE19863633638 DE3633638A DE3633638A1 DE 3633638 A1 DE3633638 A1 DE 3633638A1 DE 19863633638 DE19863633638 DE 19863633638 DE 3633638 A DE3633638 A DE 3633638A DE 3633638 A1 DE3633638 A1 DE 3633638A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
input
charger according
control
winding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19863633638
Other languages
German (de)
Inventor
Reinhard Dr Blaser
Detlef Feder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Magtron Magneto Elektronische Geraete GmbH
Original Assignee
Magtron Magneto Elektronische Geraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Magtron Magneto Elektronische Geraete GmbH filed Critical Magtron Magneto Elektronische Geraete GmbH
Priority to DE19863633638 priority Critical patent/DE3633638A1/en
Publication of DE3633638A1 publication Critical patent/DE3633638A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/1563—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators without using an external clock
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/06—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
    • H02M7/066—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode particular circuits having a special characteristic
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter

Abstract

The invention relates to charging equipment, which is characterised in that it is simple in structure and inexpensive to manufacture and also exhibits a small construction space. In the charging equipment according to the invention, especially the regulation expenditures and consequently also the expenditures for electronics are small as compared to the previously known charging equipment.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ladegerät mit einem, eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung aufweisenden Transformator, einer Gleich­ richterschaltung, die mit der Sekundärwicklung verbunden ist, und einer Regelschaltung, die den Ladungszustand einer mit der Gleich­ richterschaltung verbundenen Batterie regelt, wobei an die Primär­ wicklung eine Wechselspannung anlegbar ist.The invention relates to a charger with a primary winding and a transformer having a secondary winding, an equal rectifier circuit connected to the secondary winding, and a control circuit, the state of charge one with the same rectifier circuit regulates battery, being connected to the primary an AC voltage can be applied to the winding.

Beispielsweise ist in der DE-OS 25 24 790 ein derartiges Ladegerät beschrieben, bei dem die Wechselspannung einer Wechselspannungsquel­ le über einen Transformator an eine der zu ladenden Batterie vorge­ schaltete Gleichrichterschaltung übertragen wird. Außerdem ist eine Regelschaltung vorgesehen, die in Abhängigkeit von einem Vergleich einer Bezugsspannung mit einer der Batteriespannung proportionalen Spannung ein der Batterie vorgeschaltetes Steuerelement zur Regelung der Batterieladung ansteuert. For example, in DE-OS 25 24 790 such a charger described, in which the AC voltage of an AC voltage source le via a transformer to one of the batteries to be charged switched rectifier circuit is transmitted. Besides, one is Control circuit provided depending on a comparison a reference voltage with a proportional to the battery voltage Voltage a control element upstream of the battery for regulation controls the battery charge.  

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Ladegerät mit einem vergleichsweise niedrigen Regelaufwand zu schaffen. Wei­ terhin soll das erfindungsgmäße Ladegerät einfach im Aufbau und preisgünstig in der Herstellung sein sowie einen geringen Bauraum benötigen.The object of the present invention is a charger to create with a comparatively low control effort. Wei terhin the inventive charger should be simple in structure and be inexpensive to manufacture and require little space need.

Diese Aufgabe wird durch ein Ladegerät der eingangs genannten Art gelöst, bei dem der Transformator eine Steuerwicklung aufweist, an die ein Steuersignal anlegbar ist, durch das die Kopplung zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung des Transformators steuerbar ist und bei dem die Regelschaltung das Steuersignal in Abhängigkeit von einem Vergleich zwischen einem Soll-Wert und der Batteriespannung und einem die Batteriespannung repräsentierenden Ist-Wert erzeugt.This task is performed by a charger of the type mentioned solved, in which the transformer has a control winding which can be applied a control signal through which the coupling between the primary winding and the secondary winding of the transformer is controllable and in which the control circuit in the control signal Dependence on a comparison between a target value and the Battery voltage and one representing the battery voltage Actual value generated.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Ladegerätes besteht darin, daß es infolge seiner einfach aufgebauten Regelschaltung vergleichsweise kostengünstig und relativ klein herstellbar ist.There is a significant advantage of the charger according to the invention in that it is due to its simple control circuit is comparatively inexpensive and relatively small to manufacture.

Vorteilhafterweise ist bei dem erfindungsgemäßen Ladegerät die Ladezeit aufgrund des hohen Anfangsladestromes sehr kurz.Advantageously, in the charger according to the invention Charging time very short due to the high initial charging current.

Durch eine spannungsbegrenzte Ladung kann vorteilhafterweise eine Überladung vermieden werden. A voltage-limited charge can advantageously be used Overloading can be avoided.  

Gemäß einem weiteren Vorteil der Erfindung können mehrere und ver­ schiedene Batterien parallel geladen werden.According to a further advantage of the invention, several and ver different batteries are charged in parallel.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das vorliegende Ladegerät bei Zwischenschaltung eines geeigneten Filtergliedes auch als Gleichspannungsquelle einsetzbar ist.Another significant advantage of the invention is that the present charger with the interposition of a suitable one Filter element can also be used as a DC voltage source.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Regel­ schaltung einen Komparator auf, an dessen einen Eingang eine dem Soll-Wert der Batteriespannung entsprechende Spannung und an dessen anderen Eingang eine dem Ist-Wert der Batteriespannung entsprechende Spannung anlegbar sind. An dem Ausgang des Komparators entsteht dabei als Steuersignal ein durch die Brummkomponente des Ist-Wertes pulsbreitenmoduliertes Signal. Eine derartige Regelschaltung ist besonders einfach zu realisieren. Besonders vorteilhaft ist es, den anderen Eingang des Komparators mit dem Ausgang eines Spannungstei­ lers zu verbinden, dessen einer Eingang mit einer Leitung verbunden ist, die zur Gleichrichterschaltung führt und an der eine die Bat­ teriespannung repräsentierende Spannung anliegt, und dessen anderer Eingang mit einem festen Potential bzw. Masse verbunden ist. Durch Ausbildung eines zwischen der Leitung und dem Ausgang des Spannungs­ teilers vorgesehenen Widerstandes als Potentiometer läßt sich vor­ teilhafterweise die Ladeschlußspannung zur Anpassung an unterschied­ liche Batteriearten variieren. In a particularly preferred embodiment, the rule connect a comparator at one input to the one Target value of the battery voltage corresponding voltage and at its other input one corresponding to the actual value of the battery voltage Voltage can be applied. At the output of the comparator arises thereby as a control signal by the hum component of the actual value pulse width modulated signal. Such a control circuit is particularly easy to implement. It is particularly advantageous other input of the comparator with the output of a voltage section lers to connect, whose one input is connected to a line which leads to the rectifier circuit and on which the Bat voltage representing voltage is present, and its other Input is connected to a fixed potential or ground. By Formation of a between the line and the output of the voltage divider provided resistance as a potentiometer can be partially the final charge voltage to adapt to difference Battery types vary.  

Besonders vorteilhaft ist auch eine Weiterbildung, bei der der eine Eingang des Komparators mit dem Ausgang eines weiteren Spannungstei­ lers verbunden ist, dessen einer Eingang vorzugsweise mit der Lei­ tung und dessen anderer Eingang vorzugsweise mit dem festen Poten­ tial bzw. Masse verbunden sind, wobei zwischen dem festen Potential bzw. Masse und dem einen Eingang des Komparators eine Zenerdiode als Teil des Spannungsteilers angeordnet ist. Mit einem derartigen Spannungsteiler läßt sich der Soll-Wert am einen Eingang besonders präzise einstellen.A further development in which the one Input of the comparator with the output of another voltage section lers is connected, one input preferably to the Lei device and its other input, preferably with the fixed pot tial or ground are connected, between the fixed potential or ground and the one input of the comparator as a Zener diode Part of the voltage divider is arranged. With such a Voltage dividers can be the setpoint at an input in particular set precisely.

Vorzugsweise wird durch die Impulse des Steuersignales eine Transi­ storschaltung angesteuert, die eine elektrische Verbindung zwischen der Leitung und dem festen Potential bzw. Masse über die Steuerwick­ lung des Transformators herstellen kann. Dadurch, daß die Steuer­ wicklung des Transformators von der genannten Leitung aus versorgt wird, kann vorteilhafterweise zwischen einem Anfangsladezustand und einem nachfolgenden Ladezustand der Batterie automatisch unterschie­ den werden. Durch Vorsehung eines weiteren Potentiometers im Verbin­ dungsweg zwischen der Leitung und dem festen Potential bzw. Masse kann die Größe des während des Anfangsladezustandes über die Steuer­ wicklung fließenden Stromes zur Anpassung an unterschiedliche zu ladende Batterietypen vorteilhafterweise variiert werden. A transi is preferably caused by the pulses of the control signal interference circuit controlled, the electrical connection between the line and the fixed potential or ground via the control winding can produce the transformer. Because the tax winding of the transformer is supplied from the line mentioned can advantageously between an initial state of charge and automatically differentiate between a subsequent state of charge of the battery that will. By providing another potentiometer in the connector path between the line and the fixed potential or ground can control the size of the during the initial charge state current flowing to adapt to different charging battery types can be varied advantageously.  

Durch spezielles Parallelschalten einer Diode zur Steuerwicklung des Transformators wird die Steuerwicklung dann, wenn keine lmpulse des Steuersignals vorhanden sind, zur Herstellung definierter Bedingun­ gen kurzgeschlossen.By connecting a diode in parallel to the control winding of the The control winding becomes transformer when no pulses of the Control signals are available to create defined conditions short-circuited.

Als mit der Sekundärwicklung verbundene Gleichrichterschaltungen können bevorzugte Ausführungsformen des vorliegenden Ladegerätes Diodenbrücken oder Doppelweggleichrichter aufweisen.As rectifier circuits connected to the secondary winding can preferred embodiments of the present charger Have diode bridges or full-wave rectifiers.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform des vorliegenden Ladegerätes, bei der parallel zu dem anderen Eingang des Kompara­ tors, an dem eine dem Ist-Wert der Batteriespannung entsprechende Spannung anliegt, und den das feste Potential bzw. Masse führenden Anschluß ein Kondensator geschaltet ist. Durch diesen Kondensator kann vorteilhafterweise das Ende des Ladungszustandes einer zu ladenden Batterie bestimmt werden.An embodiment of the present is particularly advantageous Charger, parallel to the other entrance of the Kompara tors, on which one corresponds to the actual value of the battery voltage Voltage is present, and the one that carries the fixed potential or ground Connection a capacitor is connected. Through this capacitor can advantageously lead to the end of the charge state charging battery can be determined.

Das vorliegende Ladegerät kann auch als Spannungskonstanthalter verwendet werden, wenn die Ausgangsanschlüsse der Gleichrichter­ schaltung mit einer Filter- bzw. Glättungsschaltung verbunden wer­ den. An den Ausgängen der Filter- bzw. Glättungsschaltung kann dann die konstante Spannung abgegriffen werden.The present charger can also be used as a voltage stabilizer used when the output connections of the rectifier circuit connected to a filter or smoothing circuit the. Then at the outputs of the filter or smoothing circuit the constant voltage can be tapped.

Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. In the following the invention and its configurations in Connection in connection with the figures explained.  

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 das Schaltbild eines erfindungsgemäßen Ladegerätes, Fig. 1 is a circuit diagram of a charging device according to the invention,

Fig. 2A bis 2C Kurven zur Erläuterung der Funktionsweise der Regelschaltung des Ladegerätes der Fig. 1 und Figs. 2A to 2C curves for explaining the operation of the control circuit of the charger of FIG. 1 and

Fig. 3 die Ausgangskennlinien des erfindungsgemäßen Ladege­ rätes. Fig. 3 advises the output characteristics of the Ladege invention.

In an sich bekannter Weise weist das vorliegende Ladegerät einen Transformator 1 auf, an dessen Primärwicklung 4 die Wechselspannung einer Wechselspannungsquelle bzw. des Netzes 13, 14 anlegbar ist. Die Sekundärwicklung 3 des Transformators 1 ist über eine Gleichrich­ terschaltung 5 mit den Anschlüssen 7, 8 einer Batterie 6 verbindbar. Vorzugsweise besteht die Gleichrichterschaltung 5 aus einer Dioden­ brücke, in deren Zweigen die Dioden 9, 10, 11 und 12 angeordnet sind. Die Ladung der Batterie 6 erfolgt dadurch, daß die an der Primär­ wicklung 4 des Transformators anliegende Wechselspannung zur Sekun­ därwicklung 3 übertragen wird und nach erfolgter Gleichrichtung durch die Diodenbrücke 9 bis 12 die Batterie 6 speist.In a manner known per se, the present charger has a transformer 1 , on the primary winding 4 of which the AC voltage of an AC voltage source or of the network 13 , 14 can be applied. The secondary winding 3 of the transformer 1 can be connected via a rectifier circuit 5 to the connections 7 , 8 of a battery 6 . Preferably, the rectifier circuit 5 consists of a diode bridge, in the branches of which the diodes 9 , 10 , 11 and 12 are arranged. The battery 6 is charged in that the AC voltage applied to the primary winding 4 of the transformer is transmitted to the secondary winding 3 and, after rectification by the diode bridge 9 to 12, feeds the battery 6 .

An der Stelle der üblichen auf der Sekundärseite vorgesehenen Regel­ schaltung erfolgt bei vorliegendem Ladegerät, bei dem der Transfor­ mator 1 eine zusätzliche Steuerwicklung 2 aufweist, die durch ein Steuersignal derart beaufschlagbar ist, daß der Kopplungsfaktor des Transformators 1 zwischen den Werten 0 und 1 beliebig veränderbar ist, die Regelung durch Ansteuerung dieser Steuerwicklung.In place of the usual control circuit provided on the secondary side takes place in the present charger, in which the transformer 1 has an additional control winding 2 , which can be acted upon by a control signal such that the coupling factor of the transformer 1 between the values 0 and 1 can be changed as desired is the regulation by controlling this control winding.

Genauer gesagt wird die Kopplung zwischen der Primärwicklung 4 und der Sekundärwicklung 3 durch Teilsättigung der flußführenden Kreise in Abhängigkeit von der Größe des Steuerstromes an der Steuerwick­ lung 2 verändert. Beispielsweise wird der Kopplungsfaktor umso größer, je kleiner das Steuersignal ist.More specifically, the coupling between the primary winding 4 and the secondary winding 3 is changed by partial saturation of the flux-carrying circuits depending on the size of the control current at the Steuerwick development 2 . For example, the smaller the control signal, the greater the coupling factor.

Im folgenden wird die Regelschaltung 15 näher erläutert, die das Steuersignal zur Ansteuerung der Steuerwicklung 2 erzeugt.The control circuit 15 , which generates the control signal for controlling the control winding 2 , is explained in more detail below.

Über eine mit der Diodenbrücke 9 bis 12 verbundene Leitung 16 wird der Regelschaltung 15 ein Ist-Wert zugeführt, der die Batterie­ spannung repräsentiert. Dieser Ist-Wert wird über einen Spannungs­ teiler 17, 18, der zwischen die Leitung 16 und Masse geschaltet ist, in eine geeignete Spannung umgesetzt, die an dem Verbindungspunkt der Widerstände 17, 18 anliegt, der mit dem Eingang 19 eines Kompara­ tors 20 in Verbindung steht. An dem anderen Eingang 21 dieses Kompa­ rators 21 liegt eine Spannung an, die einem Soll-Wert entspricht, der die gewünschte Batteriespannung repräsentiert. Vorzugsweise wird dieser Sollwert durch einen Spannungsteiler erzeugt, der aus einem Widerstand 25 und einer Zenerdiode 26 besteht, wobei der Spannungs­ teiler ebenfalls zwischen der Leitung 16 und Masse vorgesehen ist und wobei der Verbindungspunkt der Zenerdiode 26 und des Widerstan­ des 25 mit dem Eingang 21 in Verbindung steht. Am Ausgang 22 des Komparators 20 wird das Steuersignal in Form von pulsbreitenmodu­ lierten Impulsen erzeugt, wobei die Modulation mit der Hilfe der Brummkomponente bewirkt wird, die in der dem Ist-Wert entsprechenden Spannung am Eingang 19 enthalten ist. Dies wird im folgenden im Zusammenhang mit den Fig. 2A bis 2C näher erläutert, wobei zu­ nächst davon ausgegangen wird, daß die Batterie 6 bereits aufgeladen ist und der Ladezustand durch Energieübertragung vom Netz 13,14 über den Transformator 1 aufrecht erhalten werden soll. In Fig. 2A bezeichnet die Kurve 30 (unterbrochene Linie) die am Diodengleich­ richter 9-12 auftretenden Halbwellen. Im Zusammenhang mit der be­ reits vorliegenden Ladespannung der Batterie ergibt sich dann etwa der Verlauf 31 (durchgezogene Linie) der an der Leitung 16 anliegen­ den Spannung. In Fig. 2B ist diese Kurve 31, die Brummkomponenten in der Größenordnung von etwa 1% aufweist, zusammen mit dem Soll-Wert 32 dargestellt. Am Ausgang 22 des Komparators 20 werden Rechteckimpulse 33 erzeugt, deren Breite der Zeitdauer entsprechen, während der die Spitzen der Kurve 31 den Ist-Wert übersteigen. Es ist ersichtlich, daß die Impulsbreite umso größer wird, je größer die Amplitudenweite der Spannungsspitzen der Kurve 31 sind. Dies bedeutet, daß die Breiten der Impulse des Steuersignales umso größer werden, je größer der Ladungszustand der Batterie 6 ist. Bei größe­ ren Impulsbreiten des Steuersignals wird der Kopplungsfaktor des Transformators daher verkleinert. Via a line 16 connected to the diode bridge 9 to 12 , the control circuit 15 is supplied with an actual value which represents the battery voltage. This actual value is converted via a voltage divider 17 , 18 , which is connected between the line 16 and ground, into a suitable voltage, which is present at the connection point of the resistors 17 , 18 , with the input 19 of a comparator 20 in Connection is established. At the other input 21 of this comparator 21 there is a voltage which corresponds to a desired value which represents the desired battery voltage. This setpoint is preferably generated by a voltage divider consisting of a resistor 25 and a Zener diode 26 , the voltage divider also being provided between the line 16 and ground and the connection point of the Zener diode 26 and the resistor 25 with the input 21 in Connection is established. At the output 22 of the comparator 20 , the control signal is generated in the form of pulse width modulated pulses, the modulation being effected with the aid of the hum component which is contained in the voltage at the input 19 corresponding to the actual value. This is explained in more detail below in connection with FIGS. 2A to 2C, it being assumed next that the battery 6 has already been charged and the state of charge is to be maintained by energy transmission from the network 13 , 14 via the transformer 1 . In Fig. 2A, the curve designated 30 (broken line) on the diode rectifier 9-12 half waves occurring. In connection with the charging voltage of the battery that is already present, this results approximately in the course 31 (solid line) of the voltage applied to line 16 . This curve 31 , which has hum components in the order of magnitude of approximately 1%, is shown in FIG. 2B together with the target value 32 . Rectangular pulses 33 are generated at the output 22 of the comparator 20 , the width of which corresponds to the time period during which the peaks of the curve 31 exceed the actual value. It can be seen that the larger the amplitude width of the voltage peaks of curve 31 , the greater the pulse width. This means that the wider the charge state of the battery 6 , the greater the width of the pulses of the control signal. With larger pulse widths of the control signal, the coupling factor of the transformer is therefore reduced.

Auf diese Weise wird der Ladungszustand der Batterie 6 durch Ver­ größern oder Verkleinern des Kopplungsfaktors des Transformators 1 auf einen gewünschten Soll-Wert geregelt. Vorzugsweise wird in der aus der Fig. 1 ersichtlichen Weise das am Ausgang 22 des Kompara­ tors 20 anliegende Steuersignal zur Ansteuerung einer Transistor­ schaltung 27, 28 verwendet, die so ausgelegt ist, daß bei Vorhanden­ sein eines lmpulses des Steuersignales an dem Ausgang 22 des Kompa­ rators 20 ein Strom von der Leitung 16 über die Steuerwicklung 2 und den Transistor 28 zur Masse fließt. Parallel zur Steuerwicklung 2 ist vorzugsweise eine Diode 29 geschaltet, die die lnduktivität der Steuerwicklung durch Kurzschließen abmagnetisiert, wenn am Ausgang 22 des Komparators 20 eine Null-Spannung, das heißt also kein Impuls des Steuersignales anliegt.In this way, the state of charge of the battery 6 is regulated by increasing or decreasing the coupling factor of the transformer 1 to a desired target value. Preferably, the control signal present at the output 22 of the comparator 20 is used in the manner shown in FIG. 1 for driving a transistor circuit 27 , 28 , which is designed such that when there is an impulse of the control signal at the output 22 of the compa rators 20, a current flows from line 16 via control winding 2 and transistor 28 to ground. In parallel with the control coil 2, a diode 29 is connected preferably, the demagnetized the inductance of the control winding by short-circuiting if the comparator 20, that is, so no pulse of the control signal applied to a zero voltage at the output 22nd

In dem Stromflußkreis zwischen der Leitung 16 und Masse, der über den Transistor 28 und die Sekundärwicklung 2 führt, ist vorzugsweise ein Potentiometer 34 vorgesehen, durch das der während der Impulse des Steuersignales über die Steuerwicklung 2 fließende Strom zur Anpassung an die Dimensionen der zu ladenden Batterie 6 veränderbar ist.In the Stromflußkreis between line 16 and ground, which leads via the transistor 28 and the secondary winding 2, a potentiometer is preferably provided 34 through which to load the via the control winding 2 flowing during the pulses of the control signal current to adapt to the dimensions of the Battery 6 is changeable.

Dadurch, daß der die Steuerwicklung 2 durchfließende Strom bei Vorhandensein eines Impulses des Steuersignales aus der Leitung 16 abgeleitet wird, fließt dann, wenn die Batterie 6 noch nicht voll geladen ist, das heißt also bei kleiner Batteriespannung, also im Anfangsladezustand durch die Steuerwicklung 2 ein geringerer Strom als im späteren Ladezustand. Dies bedeutet, daß die Steuerwicklung 2 im Anfangsladezustand weniger stark beaufschlagt wird als im nach­ folgenden Ladezustand. Aus diesem Grunde ist der Kopplungsfaktor des Transformators 1 im Anfangsladezustand größer als im nachfolgenen Ladezustand. Die Batterie 6 wird daher besonders schnell aus dem Anfangsladezustand in den nachfolgenden Ladezustand gebracht.Characterized in that the current flowing through the control winding 2 is derived from the line 16 in the presence of a pulse of the control signal, flows when the battery 6 is not yet fully charged, that is to say with a low battery voltage, i.e. in the initial state of charge through the control winding 2 lower current than in the later state of charge. This means that the control winding 2 is subjected to less stress in the initial charge state than in the subsequent charge state. For this reason, the coupling factor of the transformer 1 is greater in the initial state of charge than in the subsequent state of charge. The battery 6 is therefore brought particularly quickly from the initial state of charge to the subsequent state of charge.

Vorzugsweise ist in Reihe zur Steuerwicklung 2 ein Potentiometer 34 geschaltet, durch das eine Anpassung an verschiedene zu ladende Batterietypen möglich ist. Genauer gesagt kann durch Verändern des Widerstandswertes des Potentiometers 34 die Größe des während des Anfangsladezustandes über die Steuerwicklung 2 fließenden Stromes verändert werden.A potentiometer 34 is preferably connected in series with the control winding 2 , by means of which an adaptation to different types of batteries to be charged is possible. More specifically, by changing the resistance value of the potentiometer 34, the size of the current flowing through the control winding 2 during the initial state of charge can be changed.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Ladegerätes ist ein Widerstand, beispielsweise der Widerstand 17 des Spannungs­ teilers 17, 18 als Potentiometer ausgebildet. Dadurch kann die Lade­ schlußspannung zur Anpassung an unterschiedliche Batteriearten variiert werden. Genauer gesagt wird durch Verändern des Wider­ standswertes des Potentiometers der Wert der den Ist-Wert der Bat­ terieladung repräsentierenden Spannung am Anschluß 19 des Kompa­ rators 20 verändert. Auf diese Weise kann das Steuersignal am Aus­ gang 22 des Komparators 20 dahingehend verändert werden, daß der Endladezustand der Batterie 6 früher oder später erreicht wird. Wie dies obenstehend bereits erwähnt wurde, liegt der Soll-Wert am Eingang 21 des Komparators 20 durch Vorsehung der Zenerdiode 26 fest.In a preferred embodiment of the present charger, a resistor, for example the resistor 17 of the voltage divider 17 , 18 is designed as a potentiometer. As a result, the charging voltage can be varied to adapt to different types of batteries. More specifically, by changing the resistance value of the potentiometer, the value of the voltage representing the actual value of the battery charge at the terminal 19 of the comparator 20 is changed. In this way, the control signal at the output 22 of the comparator 20 can be changed so that the final charge of the battery 6 is reached sooner or later. As already mentioned above, the target value at the input 21 of the comparator 20 is determined by the provision of the Zener diode 26 .

Aus der Fig. 3 geht die Beziehung hervor, die zwischen der auf der Ordinate aufgetragenen Batteriespannung und dem auf der Abszisse aufgetragenen Ladestrom besteht. Es ist ersichtlich, daß der Lade­ strom bei zunehmender Batteriespannung abnimmt. Der horizontale Teil der dick ausgezogenen Kurve entspricht einem erreichten Endladezu­ stand der Batterie, der am Potentiometer 17 einstellbar ist. Dabei wird eine Ladung vorzugsweise beendet, wenn du/dt einen definierten Grenzwert unterschreitet. Dies wird durch Parallelschalten des Kondensators 35 zum Widerstand 18 des Spannungsteilers 17, 18 er­ reicht. Genauer gesagt wird der Kopplungsfaktor des Transformators 1 auf Null gesteuert, wenn sich der Kondensator 35 schneller entlädt, als er über die Leitung 16 nachgeladen wird.From Fig. 3, the relationship shows that exists between the plotted on the ordinate battery voltage and the charging current plotted on the abscissa. It can be seen that the charging current decreases with increasing battery voltage. The horizontal part of the thick curve corresponds to an Endladezu reached the battery, which is adjustable on the potentiometer 17 . A charge is preferably ended when you / dt falls below a defined limit. This is achieved by connecting the capacitor 35 in parallel to the resistor 18 of the voltage divider 17 , 18 . More specifically, the coupling factor of transformer 1 is controlled to zero if capacitor 35 discharges faster than it is recharged via line 16 .

An der Stelle des Brückengleichrichters 5 können auch andere Gleich­ richterschaltungen, z.B. ein Doppelweggleichrichter vorgesehen werden.In the place of the bridge rectifier 5 , other rectifier circuits, for example a full-wave rectifier, can also be provided.

Es ist auch denkbar, das vorliegende Gerät als Spannungskonstanthal­ ter einzusetzen. In diesem Fall muß zwischen den dann als Ausgangs­ klemmen dienenden Anschlüssen 13, 14 und der Gleichrichterschaltung 5 eine an sich bekannte Glättungsschaltung vorgesehen werden. It is also conceivable to use the present device as a voltage constant ter. In this case, a smoothing circuit known per se must be provided between the terminals 13 , 14 then serving as output terminals and the rectifier circuit 5 .

Für die erfindungsgemäße unterbrechungsfreie Stromversorgungsein­ richtung kann sich in besonders vorteilhafter Weise ein Transforma­ toraufbau gemäß der DE-OS 34 23 160 eignen.For the uninterruptible power supply according to the invention direction can be a transforma in a particularly advantageous manner gate structure according to DE-OS 34 23 160 are suitable.

Claims (14)

1. Ladegerät mit einem eine Primärwicklung und eine Sekundär­ wicklung aufweisenden Transformator, einer Gleichrichterschal­ tung, die mit der Sekundärwicklung verbunden ist und einer Regelschaltung, die den Ladungszustand einer mit der Gleich­ richterschaltung verbundenen Batterie regelt, wobei an die Primärwicklung eine Wechselspannung anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (1) eine Steuerwicklung (2) aufweist, an die ein Steuersignal anlegbar ist, durch das die Kopplung zwischen der Primärwicklung (4) und der Sekundär­ wicklung (3) des Transformators (1) steuerbar ist, und daß die Regelschaltung (15) das Steuersignal in Abhängigkeit von einem Vergleich zwischen einem Soll-Wert der Batteriespannung und einem die Batteriespannung repräsentierenden Ist-Wert er­ zeugt.1. charger with a primary winding and a secondary winding having a transformer, a rectifier circuit which is connected to the secondary winding and a control circuit which controls the state of charge of a battery connected to the rectifier circuit, an AC voltage being able to be applied to the primary winding, thereby characterized in that the transformer ( 1 ) has a control winding ( 2 ) to which a control signal can be applied, through which the coupling between the primary winding ( 4 ) and the secondary winding ( 3 ) of the transformer ( 1 ) can be controlled, and that Control circuit ( 15 ) generates the control signal as a function of a comparison between a target value of the battery voltage and an actual value representing the battery voltage. 2. Ladegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung (15) einen Komparator (20) aufweist, an dessen einen Eingang (21) eine dem Soll-Wert der Batteriespannung entsprechende Spannung und an dessen anderen Eingang (19) eine dem Ist-Wert der Batteriespannung entsprechende Spannung anlegbar sind, und an dessem Ausgang (22) als Steuersignal ein durch die Brummkomponente des Ist-Wertes pulsbreitenmodulier­ tes Signal anliegt.2. Charger according to claim 1, characterized in that the control circuit ( 15 ) has a comparator ( 20 ), at one input ( 21 ) of a voltage corresponding to the target value of the battery voltage and at the other input ( 19 ) one of the actual -Value of the battery voltage corresponding voltage can be applied, and at its output ( 22 ) as a control signal a pulse width modulated signal is present by the hum component of the actual value. 3. Ladegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Eingang (19) des Komparators (20) mit dem Ausgang eines Spannungsteilers (17, 18) verbunden ist, dessen einer Eingang mit einer Leitung (16) verbunden ist, die zur Gleichrichter­ schaltung (5) führt und an der eine die Batteriespannung repräsentierende Spannung anliegt und dessen anderer Eingang mit einem festen Potential verbunden ist.3. Charger according to claim 2, characterized in that the other input ( 19 ) of the comparator ( 20 ) is connected to the output of a voltage divider ( 17, 18 ) whose one input is connected to a line ( 16 ) leading to the rectifier circuit ( 5 ) leads and to which a voltage representing the battery voltage is present and whose other input is connected to a fixed potential. 4. Ladegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Eingang des Spannungsteilers (17, 18) mit Masse verbun­ den ist.4. Charger according to claim 3, characterized in that the other input of the voltage divider ( 17 , 18 ) is connected to ground. 5. Ladegerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen der Leitung (16) und dem Ausgang des Spannungs­ teilers (17, 18) vorgesehener Widerstand (17) als Potentiometer ausgebildet ist.5. Charger according to claim 3 or 4, characterized in that a between the line ( 16 ) and the output of the voltage divider ( 17 , 18 ) provided resistor ( 17 ) is designed as a potentiometer. 6. Ladegerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der eine Eingang (21) des Komparators (20) mit dem Ausgang eines weiteren Spannungsteilers (25, 26) verbunden ist. 6. Charger according to one of claims 2 to 5, characterized in that the one input ( 21 ) of the comparator ( 20 ) is connected to the output of a further voltage divider ( 25 , 26 ). 7. Ladegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Eingang des weiteren Spannungsteilers (25, 26) mit der Leitung (16) und der andere Eingang des Spannungstei­ lers (25, 26) mit dem festen Potential bzw. Masse verbunden sind und daß zwischen dem festen Potential bzw. Masse und dem einen Eingang (21) des Komparators (20) eine Zenerdiode (26), die Teil des weiteren Spannungsteilers (25, 26) ist, angeordnet ist.7. Charger according to claim 6, characterized in that the one input of the further voltage divider ( 25 , 26 ) to the line ( 16 ) and the other input of the voltage divider ( 25 , 26 ) are connected to the fixed potential or ground and that a zener diode ( 26 ), which is part of the further voltage divider ( 25 , 26 ), is arranged between the fixed potential or ground and the one input ( 21 ) of the comparator ( 20 ). 8. Ladegerät nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Vorliegen eines Impulses des Steuersignals über eine Transistorschaltung (27, 28) eine elektrische Verbin­ dung zwischen der Leitung (16) und dem festen Potential bzw. Masse über die Steuerwicklung (2) hergestellt wird.8. Charger according to one of claims 2 to 8, characterized in that in the presence of a pulse of the control signal via a transistor circuit ( 27 , 28 ) an electrical connec tion between the line ( 16 ) and the fixed potential or ground via the control winding ( 2 ) is manufactured. 9. Ladegerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Verbindungsweg zwischen der Leitung (16) und dem festen Poten­ tial bzw. Masse ein weiteres Potentiometer (30) angeordnet ist.9. Charger according to claim 8, characterized in that a further potentiometer ( 30 ) is arranged in the connection path between the line ( 16 ) and the fixed potential or mass. 10. Ladegerät nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß parallel zur Steuerwicklung (2) eine Diode derart geschaltet ist, daß die Steuerwicklung (2) kurzge­ schlossen wird, wenn kein Impuls des Steuersignales an der Steuerwicklung (2) vorhanden ist. 10. Charger according to one of claims 2 to 9, characterized in that a diode is connected in parallel with the control winding ( 2 ) in such a way that the control winding ( 2 ) is short-circuited when there is no pulse of the control signal on the control winding ( 2 ) is. 11. Ladegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Gleichrichterschaltung (5) eine Diodenbrücke (9 bis 12) vorgesehen ist.11. Charger according to one of claims 1 to 10, characterized in that a diode bridge ( 9 to 12 ) is provided as a rectifier circuit ( 5 ). 12. Ladegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Gleichrichterschaltung (5) ein Doppelweg­ gleichrichter vorgesehen ist.12. Charger according to one of claims 1 to 10, characterized in that a full-wave rectifier is provided as a rectifier circuit ( 5 ). 13. Ladegerät nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß parallel zum anderen Eingang (19) des Kompara­ tors (20) und dem das feste Potential bzw. Masse führenden Anschluß ein Kondensator (31) geschaltet ist, dessen Entladung das Ende des Ladungszustandes der Batterie (6) bestimmt.13. Charger according to one of claims 3 to 12, characterized in that a capacitor ( 31 ) is connected in parallel with the other input ( 19 ) of the comparator gate ( 20 ) and the connection carrying the fixed potential or ground, the discharge of which Determines the end of the state of charge of the battery ( 6 ). 14. Verwendung eines Ladegerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 12 als Spannungskonstanthalter, wobei die Ausgangsanschlüsse (7, 8) der Gleichrichterschaltung mit einer Glättungsschaltung verbunden sind, an deren Ausgängen die konstante Spannung abnehmbar ist.14. Use of a charger according to one of claims 1 to 12 as a voltage stabilizer, wherein the output connections ( 7 , 8 ) of the rectifier circuit are connected to a smoothing circuit, at the outputs of which the constant voltage can be removed.
DE19863633638 1985-10-12 1986-10-03 Charging equipment Withdrawn DE3633638A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19863633638 DE3633638A1 (en) 1985-10-12 1986-10-03 Charging equipment

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3536510 1985-10-12
DE19863633638 DE3633638A1 (en) 1985-10-12 1986-10-03 Charging equipment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3633638A1 true DE3633638A1 (en) 1987-04-16

Family

ID=25836942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19863633638 Withdrawn DE3633638A1 (en) 1985-10-12 1986-10-03 Charging equipment

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3633638A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0896758A1 (en) * 1996-05-03 1999-02-17 Auckland Uniservices Limited Inductively powered battery charger

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0896758A1 (en) * 1996-05-03 1999-02-17 Auckland Uniservices Limited Inductively powered battery charger
EP0896758A4 (en) * 1996-05-03 2001-04-11 Auckland Uniservices Ltd Inductively powered battery charger

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005055160B4 (en) Control circuit for current and voltage control in a switching power supply
DE2832595C2 (en)
WO1988008638A1 (en) Combined secondary circuit regulator
DE4023612C2 (en)
DE3335153C2 (en)
DE3121846C2 (en) Automatic white level balancing circuit for a color television camera
DE3123804C2 (en)
DE2328026A1 (en) SWITCH-LIKE POWER SUPPLY DEVICE
DE2433275A1 (en) SWITCH ARRANGEMENT FOR AN ARC POWER SUPPLY, IN PARTICULAR FOR WELDING
EP0233191B1 (en) Circuit for regulating the high-voltage supply of an electrostatic filter
DE2009911C3 (en) Charger for lead batteries
DE2541436A1 (en) CONSTANT CURRENT BATTERY CHARGING CIRCUIT
DE3008259C2 (en) Circuit arrangement for supplying a load with direct voltage in telecommunications systems
DE2724815C2 (en) Circuit for controlling and stabilizing the speed of a universal motor
DE2354004A1 (en) DC SUPPLY FOR GAS DISCHARGE LAMPS
DE19529333B4 (en) Self-exciting flyback converter and method of controlling a self-excited flyback converter
DE2719373C2 (en) Circuit arrangement of an X-ray generator with an electronic switch controlled by a timing control element in the primary circuit of a high-voltage transformer
DE2019181A1 (en) Power supply device with a number of controllable rectifiers, especially for arc welding
DE3633638A1 (en) Charging equipment
DE2403799A1 (en) Amplifier with AGC - has amplifier stage with gain controlled through control input
DE3418362C2 (en)
DE2427402B2 (en) Power supply arrangement for direct current consumers
DE2801993A1 (en) CHARGER FOR RECHARGING AN ACCUMULATOR
EP0024523A1 (en) Single-ended forward converter for generating electrically separated d.c. output voltages
DE1935201A1 (en) Method and device for rapid charging of batteries

Legal Events

Date Code Title Description
8141 Disposal/no request for examination