DE3810397A1 - Power supply for an electrical device - Google Patents

Power supply for an electrical device

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Abstract

A power supply having at least two series-connected batteries for an electrical device or the like, with the purpose of allowing uninterrupted replacement of an element or ensuring the operational reliability of the power supply. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgung mit mindestens zwei in Reihe geschalteten Elementen zur Strom- bzw. Spannungsversor­ gung für ein elektrisches Gerät oder dergleichen.The invention relates to a power supply with at least two elements connected in series to supply current or voltage supply for an electrical device or the like.

Zum Betrieb elektrischer und elektronischer Geräte (14) werden als Elemente (1, 1′) zur Strom- bzw. Spannungsversorgung, insbe­ sondere für einen mobilen Einsatz, Batterien und Akkumulatoren verwendet. Im folgenden sollen unter dem Begriff Batterien auch Akkumulatoren eingeschlossen sein. In vielen elektronischen Geäten sind elektronische Speicher vorhanden, deren Speicherin­ halt für die Funktionsfähigkeit des Gerätes unbedingt erhalten bleiben muß. Auch bestimmte Schaltkreise, wie zum Beispiel Uhren­ schaltkreise oder programmierbare Taschenrechner, sollen ihre Information nicht verlieren, da sie anderenfalls neu program­ miert oder eingestellt werden müssen. In all diesen Fällen ist auch in Ruhezeiten die Energieversorgung sicherzustellen, um zu verhindern, daß die Informationen verlorengehen.For the operation of electrical and electronic devices ( 14 ) are used as elements ( 1 , 1 ') for the current or voltage supply, in particular special for mobile use, batteries and accumulators. In the following, the term batteries should also include accumulators. In many electronic devices there are electronic memories, the memory content of which must be preserved for the device to function properly. Certain circuits, such as clock circuits or programmable calculators, should not lose their information, since they would otherwise have to be reprogrammed or set. In all these cases, the energy supply must be ensured even during rest periods to prevent the information from being lost.

Ein besonderes Problem tritt beim Austausch der Batterien (1, 1′) (dieser Begriff soll in der weiteren Ausführung die Akkumula­ toren einschließen) auf, weil zwischen der Entnahme der alten Zelle und der Neubestückung die Stromversorgung unterbrochen ist. Das Problem wird derzeit durch zusätzliche Pufferbatterien gelöst, die jedoch auch nach einer gewissen Betriebszeit ausge­ wechselt werden müssen.A particular problem occurs when the batteries are replaced ( 1 , 1 ') (this term is intended to include the accumulators in the further version) because the power supply is interrupted between the removal of the old cell and the replacement. The problem is currently solved by additional backup batteries, which, however, must also be replaced after a certain operating time.

Das gleiche Problem ergibt sich, wenn eine Batterie (1, 1′) de­ fekt oder fehlerhaft kontaktiert ist.The same problem arises when a battery ( 1 , 1 ') is de fectly or incorrectly contacted.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jedem Element (1, 1′) eine Diode (11, 11′) in Sperrichtung parallel geschaltet ist.This object is achieved according to the invention in that each element ( 1 , 1 ') has a diode ( 11 , 11 ') connected in parallel in the reverse direction.

Weiterbildungen und besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further developments and special refinements of the invention are can be found in the subclaims.

Das Wesen der Erfindung soll anhand der in den Zeichnungen darge­ stellten Ausführungsbeispielen für eine Stromversorgung mit Bat­ terien näher erläutert werden. Es zeigenThe essence of the invention is based on the Darge in the drawings presented embodiments for a power supply with Bat teries are explained in more detail. Show it

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel gemäß Erfindung; Figure 1 shows an embodiment according to the invention.

Fig. 2 und 3 eine durch Leutdioden erweiterte Schaltung nach Fig. 1 und Fig. 2 and 3, an advanced by Leutdioden circuit of Figure 1. And

Fig. 4 ein Behältnis zur Aufnahme der Batterien in schematischer Darstellung. Fig. 4 shows a container for receiving the batteries in a schematic representation.

In Fig. 1 wird der Verbraucher (14) durch parallel zu ihm liegen­ de und in Reihe geschaltete Batterien gespeist, von denen zwei Batterien (1, 1′) in der Figur dargestellt sind. Zu jeder Batte­ rie (1, 1′) liegt parallel und in Sperrichtung eine Diode (11, 11′), wobei durch die gewählte Polung die Batterie lediglich mit dem zu vernachlässigenden Sperrstrom der Dioden belastet ist. Solange die Batterien angeschlossen sind, liegt an den Dioden also eine Spannung in Sperrichtung und das Gerät befindet sich im ungestörten Betriebszustand. Wird jedoch zum Beispiel die Bat­ terie (1) entfernt, so liegt an der Diode (11) eine Spannung in Durchlaßrichtung. Über diese Verbindung ist der Verbraucher mit der Batterie (1′) verbunden. Die Versorgungsspannung reduziert sich dabei um die Spannung der Batterie (1) und die Durchlaßspan­ nung der Diode (11). Da die meisten Schaltkreise bzw. elektroni­ schen Speicher auch bei erheblicher Unterspannung nicht ihre In­ formation verlieren, ist damit ein unterbrechungsfreier Aus­ tausch einer Batterie gewährleistet. Nach Wiedereinsetzung der Batterie (1) liegt wieder die volle Versorgungsspannung an den Verbraucher (14).In Fig. 1, the consumer ( 14 ) by parallel and de series batteries are fed, two of which batteries ( 1 , 1 ') are shown in the figure. To each battery ( 1 , 1 ') is parallel and in the reverse direction a diode ( 11 , 11 '), the battery being loaded only with the negligible reverse current of the diodes due to the selected polarity. As long as the batteries are connected, the diodes have a voltage in the reverse direction and the device is in undisturbed operating state. However, if, for example, the bat tery ( 1 ) is removed, there is a forward voltage across the diode ( 11 ). The consumer is connected to the battery ( 1 ') via this connection. The supply voltage is reduced by the voltage of the battery ( 1 ) and the forward voltage of the diode ( 11 ). Since most circuits or electronic memory do not lose their information even when there is considerable undervoltage, an uninterrupted replacement of a battery is guaranteed. After the battery ( 1 ) has been reinserted, the full supply voltage is again at the consumer ( 14 ).

Abgesehen von einem unterbrechungsfreien Austausch einer Batte­ rie ist durch die Parallelschaltung der Dioden die Versorgung auch bei anderweitigen Fehlern sichergestellt. Zum Beispiel für den Fall, daß durch eine Rüttelbelastung der Kontakt zu einer Batterie zeitweise unterbrochen ist oder die Batterie defekt wird.Except for an uninterrupted replacement of a battery The supply is due to the parallel connection of the diodes also ensured in the event of other errors. For example for the case that the contact with a The battery is temporarily interrupted or the battery is defective becomes.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Betriebs­ zustand der Stromversorgung dadurch signalisiert werden kann, daß die Diode eine Leuchtdiode ist. Die Leuchtdiode leuchtet dann auf, wenn die Batterie entfernt wurde oder beispielsweise ein Batteriekontakt defekt ist. Diese Anordnung eignet sich für Geräte mit kleinem Ruhestrom. Gegebenenfalls muß die Leuchtdiode mit einem Vorwiderstand beschaltet werden, dessen Wert vom Ar­ beitsstrom der Leuchtdiode und vom Ruhestrom des Gerätes abhängt.A further development of the invention is that the operation status of the power supply can be signaled that the diode is a light emitting diode. The LED lights up when the battery has been removed or, for example a battery contact is defective. This arrangement is suitable for Devices with a small quiescent current. If necessary, the LED be connected with a series resistor, the value of which from Ar current of the LED and the quiescent current of the device.

Um eine optische Anzeige auch bei größeren Ruheströmen des Ver­ brauchers zu ermöglichen, dient eine erweiterte Schaltung nach Fig. 2 und 3. Parallel zu jeder Diode (11, 11′) ist eine weitere Leuchtdiode (12, 12′) geschaltet. Die Leuchtdioden (12, 12′) sind gegebenenfalls mit einem Vorwiderstand (13, 13′) versehen. Je nach Polung der Leuchtdiode wird angezeigt, ob die Batterie in Funktion ist oder nicht. In Fig. 2 sind die Leutdioden (12, 12′) gegensinnig zu den Dioden (11, 11′) angeordnet. Die Leucht­ dioden (12, 12′) leuchten dann, wenn die zugehörige Batterie (1 oder 1′) die Spannung abgibt. Bei Unterbrechung verlöschen sie. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind die zusätzlichen Dioden (12, 12′) gleichsinnig zu den Dioden (11, 11′) geschal­ tet, so daß sie bei Unterbrechung der Stromversorgung der zugehö­ rigen Batterie aufleuchten. In diesem Fall sind also zusätzliche Leutdioden im normalen Betriebsfalle nicht eingeschaltet. Diese Anordnung setzt voraus, daß der Spannungsabfall im Strompfad der Dioden (11, 11′) mindestens so groß ist wie an den Leuchtdioden (12, 12′).In order to enable an optical display even with larger quiescent currents of the consumer, an extended circuit according to FIGS. 2 and 3 is used. In parallel to each diode ( 11 , 11 '), a further light-emitting diode ( 12 , 12 ') is connected. The light emitting diodes ( 12 , 12 ') are optionally provided with a series resistor ( 13 , 13 '). Depending on the polarity of the light emitting diode, it is shown whether the battery is working or not. In Fig. 2, the light-emitting diodes ( 12 , 12 ') are arranged in opposite directions to the diodes ( 11 , 11 '). The LEDs ( 12 , 12 ') light up when the associated battery ( 1 or 1 ') emits the voltage. If they are interrupted, they go out. In the embodiment of Fig. 3, the additional diodes ( 12 , 12 ') in the same direction to the diodes ( 11 , 11 ') are switched, so that they light up when the power supply to the associated battery is interrupted. In this case, additional light-emitting diodes are not switched on in normal operation. This arrangement requires that the voltage drop in the current path of the diodes ( 11 , 11 ') is at least as large as at the light emitting diodes ( 12 , 12 ').

Fig. 4 zeigt ein Behältnis, das für eine Stromversorgung mit zwei Batterien so ausgebildet ist, daß nicht beide Batterien gleichzeitig entfernt werden und somit die Schaltung wirkungslos wird. Das Behältnis besteht aus zwei Fächern (5, 5′) mit jeweils einem Deckel (8, 8′). Der Deckel (8) ist entfernbar, während der Deckel (8′) nur in der Nut (9) verschiebbar ist. Zur Entnahme der Batterie (1) kann der Deckel (8) entfernt werden. Der Deckel (8′) ist in seitlichen Nuten (9) derart gelagert, daß er nur nach Entfernen des Deckels (8) verschoben werden kann. Auf diese Weise wird ein versehentliches Entnehmen beider Batterien vermie­ den. Fig. 4 shows a container which is designed for a power supply with two batteries so that both batteries are not removed at the same time and thus the circuit is ineffective. The container consists of two compartments ( 5 , 5 '), each with a lid ( 8 , 8 '). The lid ( 8 ) is removable, while the lid ( 8 ') can only be moved in the groove ( 9 ). The cover ( 8 ) can be removed to remove the battery ( 1 ). The cover ( 8 ') is mounted in lateral grooves ( 9 ) such that it can only be moved after removing the cover ( 8 ). In this way, accidental removal of both batteries is avoided.

Die Geometrie des Batteriefachs (5, 5′) kann durch einen Abstand­ halter (10, 10′) so gestaltet werden, daß bei falschem Einlegen der Batterie (1, 1′) kein Kontakt zwischen dem Minuspol (2, 2′) und der Kontaktfeder für den Pluspol (7, 7′) entstehen kann. Da­ mit kann ein Kurzschluß der Batterie über die Diode verhindert werden. The geometry of the battery compartment ( 5 , 5 ') can be designed by a spacer ( 10 , 10 ') so that when the battery is inserted incorrectly ( 1 , 1 ') no contact between the negative pole ( 2 , 2 ') and the Contact spring for the positive pole ( 7 , 7 ') can arise. As a short circuit of the battery can be prevented with the diode.

Pos.  1 Batterie, Batteriezelle
Pos.  2 Minuspol, flacher Fuß an der Batterie
Pos.  3 Pluspol, erhabener Kopf an der Batterie
Pos.  4 Gehäuse, Gerätegehäuse
Pos.  5 Batteriefach
Pos.  6 Kontaktfeder für flachen Minuspol
Pos.  7 versenkte Kontaktfeder für erhabenen Pluspol
Pos.  8 Batteriefachdeckel
Pos.  9 seitliche Nut für Batteriefachdeckel
Pos. 10 Abstandshalter
Pos. 11 Diode
Pos. 12 Leuchtdiode
Pos. 13 Vorwiderstand
Pos. 14 VerbraucherPos. 1 battery, battery cell
Pos. 2 negative pole, flat foot on the battery
Pos. 3 positive pole, raised head on the battery
Pos. 4 housing, device housing
Pos. 5 battery compartment
Pos. 6 contact spring for flat negative pole
Pos. 7 recessed contact spring for raised positive pole
Pos. 8 battery compartment cover
Item 9 lateral groove for battery compartment cover
Pos. 10 spacers
Pos. 11 diode
Pos. 12 LED
Pos. 13 series resistor
Pos. 14 consumers

Figur 1 bis 4Figure 1 to 4

Claims (7)

1. Stromversorgung mit mindestens zwei in Reihe geschalteten Elementen zur Strom- bzw. Spannungsversorgung für ein elek­ trisches Gerät oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Element (1, 1′) eine Diode (11, 11′) in Sperrich­ tung parallel geschaltet ist.1. Power supply with at least two series-connected elements for current or voltage supply for an elec trical device or the like, characterized in that each element ( 1 , 1 '), a diode ( 11 , 11 ') is connected in parallel in the blocking direction . 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode (11, 11′) eine Leuchtdiode ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the diode ( 11 , 11 ') is a light emitting diode. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenzeichnet, daß in Reihe zu der Leuchtdiode ein Vorwiderstand geschaltet ist.3. Arrangement according to claim 2, characterized by that a series resistor is connected in series with the LED is. 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Diode (11, 11′) eine Leuchtdiode (12, 12′) paral­ lel geschaltet ist.4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that to the diode ( 11 , 11 ') a light emitting diode ( 12 , 12 ') is connected in parallel. 5. Verwendung der Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Stromversorgung einer elektronischen Schaltung mit einem oder mehreren elektronischen Speichern und/oder elektroni­ schen Schaltkreisen.5. Use of the arrangement according to one of claims 1 to 4 to power an electronic circuit with a or more electronic memories and / or electroni circuits. 6. Behältnis zur Aufnahme der Elemente für eine Stromversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Behältnis derart ausgebildet ist, daß jeweils nur ein Element entnommen werden kann.6. Container for holding the elements for a power supply according to one of claims 1 to 5, characterized, that the container is designed such that only an element can be removed. 7. Behältnis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behältnis paarweise ein erstes und zweites Fach (5, 5′) vorgesehen sind, daß das erste Fach (5) einen ent­ fernbaren Deckel (8) und das zweite Fach einen verschiebba­ ren Deckel (8′) aufweist derart, daß der verschiebbare Dec­ kel (8′) nur verschoben werden kann, wenn der Deckel (8) des ersten Fachs (5) entfernt ist.7. A container according to claim 6, characterized in that pairs of first and second compartments ( 5 , 5 ') are provided in the container, that the first compartment ( 5 ) has a removable cover ( 8 ) and the second compartment is a displaceable ren Lid ( 8 ') has such that the displaceable Dec angle ( 8 ') can only be moved if the lid ( 8 ) of the first compartment ( 5 ) is removed.
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