DE3829720A1

DE3829720A1 - BATTERY CHARGER

Info

Publication number: DE3829720A1
Application number: DE3829720A
Authority: DE
Inventors: Bojan Kragic; Milan S Bogdanovic
Original assignee: GBM ELECTRONIC IMPORT EXPORT G
Current assignee: GBM ELECTRONIC IMPORT EXPORT G
Priority date: 1988-09-01
Filing date: 1988-09-01
Publication date: 1990-03-15
Also published as: WO1990003059A1

Abstract

A charger (1) for batteries (2) contains a series circuit consisting of a switch element, a choke and the battery to be charged. A direct-current voltage is applied to the series circuit. The switch element is controlled by a pulse-width modulator (70). The pulse width is adjusted in function of the difference between the battery voltage and a predetermined charging voltage. The battery is charged with a charging current whose frequency is equal to that of the series resonance circuit constituted by the battery and the choke.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ladegerät für wiederauflad bare Batterien mit einem von Wechselspannung gespeisten Gleichrichter.The invention relates to a charger for recharging bare batteries with one powered by AC voltage Rectifier.

Die Anwender von Batterien sind immer daran interessiert, daß ihre Batterien in einem möglichst kurzen Ladezyklus ohne Schaden für die Batterien aufgeladen werden. Die Batterien sollen mit möglichst kurzen Unterbrechungszeiten für die Energieversorgung zur Verfügung stehen. Um diese Forderungen der Batterieanwender zu erfüllen, streben die Batteriehersteller danach, die chemischen Prozesse bei der Batterieladung entsprechend zu verbessern. Die Hersteller von Bleiakkumulatoren reduzieren beispielsweise den Gehalt an Antimon in der Legierung der Batteriegitter und ersetzen es durch Kalzium, wodurch das Niveau des Elektrolysepotentials bedeutend angehoben wird. Ähnliche Bestrebungen sind bei Nickel-Cadmium-Batterien festzustellen, die mit gesinterten Platten ausgestattet werden, die bei einer Überladung nicht zerstört werden. Hermetisch verschlossene Batterien werden mit qualitativ hochwertigen Katalysatoren ausgestattet. Andere Verbesserungen werden ebenfalls eingeführt. Battery users are always interested in that their batteries in the shortest possible charging cycle without Damage to the batteries being charged. The batteries with the shortest possible break times for the Power supplies are available. To these demands The battery manufacturers strive to meet the battery users after that, the chemical processes involved in battery charging to improve accordingly. The manufacturer of lead acid batteries reduce, for example, the content of antimony in the Alloy the battery grids and replace it with calcium, making the level of electrolysis potential significant is raised. Similar efforts are underway Determine nickel-cadmium batteries with sintered ones Plates that are not equipped with overloading be destroyed. Hermetically sealed batteries are included high quality catalysts. Other Improvements are also being introduced.

Die Batterieladegerätehersteller tendieren immer mehr dazu, ihre Ladegeräte nach dem Prinzip der stabilisierten Ladespannung arbeiten zu lassen.Battery charger manufacturers are increasingly tending to theirs Chargers based on the principle of stabilized charging voltage to let work.

Es gibt derzeit folgende Ladesysteme:The following charging systems are currently available:

1. chargers with stabilized output voltage,
2. pulse chargers,
3. voltage stabilizing and current limiting chargers,
4. AC chargers.

Alle diese Ladegeräte versuchen die Probleme auf verschiedene Weise durch Regelung der Spannung oder durch Strombegrenzung mit dem Ziel zu lösen, den Ladezyklus zu verkürzen.All of these chargers try the problems on different ones Way by regulating the voltage or by limiting the current with the goal of reducing the charging cycle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ladegerät für wiederaufladbare Batterien mit einem von Wechselspannung gespeisten Gleichrichter dahingehend weiterzuentwickeln, daß bei möglichst geringen Abmessungen und möglichst geringem Gewicht des Ladegerätes die zu ladenden oder wieder aufzuladenden Batterien ohne Beschädigung mit einem möglichst kurzen Ladezyklus mit minimalem Energieverbrauch aufgeladen werden können.The invention has for its object a charger for rechargeable batteries with one of AC voltage to further develop the fed rectifier so that at the smallest possible dimensions and the lowest possible weight the charger to be charged or recharged Batteries without damage with a short as possible Charging cycle can be charged with minimal energy consumption can.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Drossel in Reihe mit der jeweils zu ladenden Batterie und einem pulsbreitenmoduliert gesteuerten Schaltelement angeordnet ist, daß parallel zu der Reihenschaltung der Drossel und der Batterie eine gegenüber der Eingangsgleichspannung in Sperrichtung gepolte Diode angeordnet ist und daß in die Batterie ein Ladestrom eingespeist wird, dessen Frequenz an die Resonanzfrequenz des vom kapazitiven Widerstand der Batterie und der Induktivität der Drossel gebildeten Reihenresonanz kreises angepaßt ist. The object is achieved in that a Choke in series with the battery to be charged and one switching element controlled by pulse width modulation is arranged, that parallel to the series connection of the choke and the Battery one versus the input DC voltage in Reverse polarized diode is arranged and that in the A charging current is fed in, the frequency of which is connected to the battery Resonance frequency of the capacitive resistance of the battery and the inductance of the choke series resonance circle is adjusted.

Die Erfindung beruht auf dem Prinzip, die Batterie mit einer Drossel zu einem Reihenresonanzkreis zu verbinden, in dem ein Ladestrom mit der Resonanzfrequenz fließt. Über das Schalt element wird der Drossel ein Strom zugeführt, der die in der Batterie gespeicherte Energie und die ohmschen Verluste im Resonanzkreis abdeckt. Aufgrund der Arbeitsweise im Resonanz kreis ist eine optimale Anpassung des Stroms an die Anzahl der für den Stromtransport verfügbaren Ionen in der Elektrolytlösung gewährleistet. Es wird daher nicht zuviel Strom transportiert, der zu einer Zersetzung des Elektrolyten oder zu einer Beschädigung der Batteriegitter führen könnte. Im übrigen wirkt die Drossel auch als Glättungseinrichtung für die über das pulsbreitenmodulierte Schaltelement fließenden Stromimpulse. Der durch die Batterie fließende Ladestrom hat keine steil ansteigenden oder steil abfallenden Flanken, so daß die Beanspruchung der Platten und deren Zuleitungen durch Kräfte gleichmäßiger und geringer wird. Der Strom durch die Batterie wird automatisch an die für den Stromtransport verfügbaren Ionen so angepaßt, daß die Aufladung ohne Beschädigung der Batterie mit dem maximal möglichen Strom erfolgt. Es wird der Strom auf die vom Entladungszustand der Batterie abhängigen Zahl der Ladungsträger abgestimmt. Daher können keine von zu hohen Strömen hervorgerufenen elektrolytischen Zersetzungen auftreten, die die Menge des vorhandenen Elektrolyten reduzieren würden. Die pulsbreitenmodulierte Stromerzeugung reduziert überdies die Stromwärmeverluste in dem oder den Leistungs schaltelementen. Daher ergibt sich ein hoher Wirkungsgrad des Ladegerätes.The invention is based on the principle of having a battery Connect choke to a series resonant circuit in which a Charging current flows with the resonance frequency. About switching element, a current is supplied to the inductor which Battery stored energy and ohmic losses in the Covers resonance circuit. Because of the way it works in resonance circle is an optimal adjustment of the current to the number of ions available for electricity transport in the electrolyte solution guaranteed. So not too much electricity is transported, which leads to decomposition of the electrolyte or to a Damage to the battery grids could result. Otherwise works the choke also as a smoothing device for that over the pulse width modulated switching element flowing current pulses. The charging current flowing through the battery has no steep rising or steeply falling flanks, so that the Stress on the plates and their supply lines due to forces becomes more even and smaller. The current through the battery is automatically sent to those available for electricity transport Ions adjusted so that the charge without damaging the Battery with the maximum possible current. It will be the Current depending on the state of discharge of the battery Number of load carriers matched. Therefore, none of them can high currents caused electrolytic decomposition occur that reduce the amount of electrolyte present would. The pulse width modulated power generation is reduced moreover, the electricity heat losses in the or the power switching elements. Therefore, the efficiency of the Charger.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die über das Schaltelement fließenden Ströme in ihrer Frequenz an die Resonanzfrequenz des Reihenresonanzkreises angepaßt. Die Batterie ändert ihren kapazitiven Widerstand während der Aufladung. Bei geringer Aufladung ist der kapazitive Widerstand anders als bei höherer Aufladung. Dies bedeutet, daß die Resonanzfrequenz vom Ladezustand der Batterie abhängt. Unter Kapazität der Batterie ist hierbei der auf elektrostatischen Einflüssen beruhende Quotient zwischen elektrischer Ladung und angelegter Spannung zu verstehen. Die Resonanzfrequenz fo ergibt sich aus folgender Gleichung:In a preferred embodiment, the currents flowing through the switching element are adapted in frequency to the resonance frequency of the series resonance circuit. The battery changes its capacitive resistance during charging. With a low charge, the capacitive resistance is different than with a higher charge. This means that the resonance frequency depends on the state of charge of the battery. The capacity of the battery is to be understood here as the quotient between electrical charge and applied voltage, based on electrostatic influences. The resonance frequency fo results from the following equation:

fo = ¹/₂ π, fo = ^_1/2 π,

worin L die Induktivität der Drossel und C die Kapazität der Batterie sind.where L is the inductance of the choke and C is the capacity of the battery.

Vorzugsweise erzeugt ein mit dem Schaltelement verbundener Pulsbreitenmodulator eine hochfrequente Impulsfolge, deren Frequenz mit zunehmender Aufladung abnimmt. Dies hat den Vorteil, daß die Drossel, die schnell aufgeladen wird und sich wieder entlädt, ein geringeres Gewicht und geringere Ab messungen trotz der Verarbeitung hoher Ströme haben kann.Preferably produces one connected to the switching element Pulse width modulator a high-frequency pulse train, the Frequency decreases with increasing charging. This has the Advantage that the throttle that is quickly charged and up unloads again, lower weight and lower ab measurements despite processing high currents.

Bei einer günstigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die an der Batterie anstehende Spannung an ein Potentiometer angelegt ist, dessen Abgriff an einen Eingang eines Operationsverstärkers angeschlossen ist, dessen anderer Eingang von einer Referenz spannung beaufschlagt ist und dessen Ausgang mindestens mit einem die Impulsbreite des Pulsbreitenmodulators steuernden Schaltglied verbunden ist.In a favorable embodiment it is provided that the voltage applied to the battery is applied to a potentiometer is its tap to an input of an operational amplifier is connected, the other input of a reference voltage is applied and its output at least with a controlling the pulse width of the pulse width modulator Switching element is connected.

Vorzugsweise ist das Schaltelement ein Leistungstransistor. Dieses Bauteil kann mit Hochfrequenz ein- und ausgeschaltet werden. Darüber hinaus lassen sich steile Schaltflanken erzielen, so daß die Schaltverlustleistung sehr gering ist. Der Leistungstransistor wird vorzugsweise über eine Spannungsstabilisierungsschaltung mit gleichbleibender Steuerspannung beaufschlagt. Vorzugsweise ist dem Gleichrichter ein Transformator vorgeschaltet, vor dem ein Filter angeordnet ist. Das Filter verhindert, daß die durch den hochfrequenten Betrieb des Pulsbreitenmodulators auftreten den Oberwellen in das Wechselspannungsnetz übertreten. Zugleich wirkt das Filter als Energiespeicher, durch das die Spannung des Ladegerätes vergleichmäßigt wird. Mit dem Transformator wird eine galvanische Entkopplung und eine verlustarme Anpassung des Ladespannungsbereichs an die Netzspannung erreicht.The switching element is preferably a power transistor. This The component can be switched on and off at high frequency. In addition, steep switching edges can be achieved, so that the switching power loss is very low. The power transistor is preferably via a voltage stabilization circuit supplied with constant control voltage. Preferably a rectifier is connected upstream of the rectifier, in front of the a filter is arranged. The filter prevents the through the high-frequency operation of the pulse width modulator occur the harmonics in the AC network. At the same time the filter acts as an energy store through which the voltage the charger is equalized. With the transformer becomes a galvanic decoupling and a low loss Adaptation of the charging voltage range to the mains voltage reached.

Die an der Batterie anstehende Spannung kann mit einem Spannungsmesser festgestellt werden. Ebenso ist es günstig, in Reihe mit der Batterie ein Amperemeter anzuordnen, um den Ladestrom messen zu können. Mit den beiden Meßgeräten läßt sich der Ladezustand der Batterie visuell kontrollieren.The voltage at the battery can be measured with a Tension meter can be determined. It is also convenient to Arrange an ammeter with the battery to measure the To be able to measure charging current. With the two measuring devices check the battery charge level visually.

Durch das Impulspausen/Impulsdauerverhältnis des Pulsbreiten modulators ist es auch möglich, bei gleicher Ausganggleich spannung des Gleichrichters unterschiedliche Ladespannungen zu erzeugen. Mittels der Einstellung des Impulspausen/Impulsdauer verhältnisses läßt sich das Ladegerät bei gleicher Ausgangs gleichspannung an Batterien mit unterschiedlichen Spannungen anpassen.Through the pulse pause / pulse duration ratio of the pulse width modulator it is also possible to have the same output with the same voltage of the rectifier to different charging voltages produce. By setting the pulse pause / pulse duration ratio can the charger with the same output DC voltage on batteries with different voltages to adjust.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben, aus dem sich weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben. Es zeigtThe invention is based on one in one Drawing shown embodiment described in more detail, which gives further details, advantages and features surrender. It shows

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ladegerätes für wiederauflad bare Batterien, Fig. 1 is a block diagram of a charger for Rechargeable batteries bare,

Fig. 2 ein Schaltbild einer auf einer Leiterplatte angeordneten Steuerschaltung des Ladegerätes, Fig. 2 is a circuit diagram of a circuit board arranged on a control circuit of the charger,

Fig. 3 die Leiterplatte von der Seite aus, Fig. 3 shows the circuit board from the side,

Fig. 4 die Leiterplatte gemäß Fig. 3 von der anderen Seite aus und Fig. 4, the circuit board of FIG. 3 from the other side and

Fig. 5 ein typisches Diagramm des zeitlichen Verlaufs eines Ladestroms und einer Ladespannung. Fig. 5 is a typical diagram of the temporal course of a charging current and a charging voltage.

Ein Ladegerät (1) für eine wiederaufladbare Batterie (2), z. B. einen Bleiakkumulator oder Nickel-Cadmium-Akkumulator, ist über Anschlußklemmen (3), (4), beispielsweise eines Steckers, an die Netzwechselspannung anlegbar. Den Anschlußklemmen (3), (4) ist ein Filter (5) nachgeschaltet, an das eine Sicherung (6) angeschlossen ist. Mit der Sicherung (6) und dem Filter (5) ist ein Schalter (7) verbunden, der z. B. zweipolig ausgeführt ist. Mit dem Schalter (7) ist die Primärwicklung eines Transformators (8) verbunden. Parallel zu der Primärwicklung des Transforma tors (8) ist ein Anzeigeelement (9), z. B. eine Lampe oder Glimmlampe, gelegt. Dieses Anzeigeelement (9) leuchtet, wenn der Schalter (7) geschlossen ist. Es wird damit die Einschaltung des Ladegerätes gemeldet. Die Sekundärwicklung des Transformators (8) ist mit den Eingängen eines Brückengleichrichters (10) (Graetz-Gleichrichter) verbunden, der ausgangsseitig jeweils unmittelbar und über eine Drossel (11) an einen Kondensator (12) angeschlossen ist. Die eine Elektrode des Kondensators (12) steht über eine Sicherung (13) und ein Amperemeter (14) mit dem einen Pol (15) (Pulspol) der Batterie (2) in Verbindung. Die andere Elektrode des Kondensators (12) ist an einen Eingang (16) einer Steuerschaltung (17) und an die Source-Elektrode eines Leistungstransistors, insbesondere eines MOS-Transistors (18) (MOS-FET) angeschlossen, dessen Drain-Elektrode in Reihe mit einer weiteren Drossel (19) gelegt ist, die mit dem anderen Pol (20) (Minuspol) der Batterie (2) verbunden ist. An die Pole (15), (20) ist ein Spannungsmesser (21) angeschlossen. Parallel zu der Reihenschaltung aus Drossel (19), Batterie (2), Amperemeter (14) und Sicherung (13) ist eine Diode (22) gelegt, die in bezug auf die Ausgangsspannung des Brückengleich richters (10) in Sperrichtung gepolt ist. Die Gate-Elektrode des MOS-Transistors (18) ist an einen Ausgang (23) der Steuer schaltung (17) angeschlossen, die zwei Eingänge (24), (25) hat, die je mit einem Pol (15) bzw. (20) der Batterie (2) verbunden sind.A charger ( 1 ) for a rechargeable battery ( 2 ), e.g. B. a lead accumulator or nickel-cadmium accumulator, can be connected to the mains AC voltage via terminals ( 3 ), ( 4 ), for example a plug. A filter ( 5 ) is connected downstream of the connecting terminals ( 3 ), ( 4 ), to which a fuse ( 6 ) is connected. With the fuse ( 6 ) and the filter ( 5 ) a switch ( 7 ) is connected, the z. B. is bipolar. The primary winding of a transformer ( 8 ) is connected to the switch ( 7 ). Parallel to the primary winding of the transformer Tora ( 8 ) is a display element ( 9 ), for. B. a lamp or glow lamp. This display element ( 9 ) lights up when the switch ( 7 ) is closed. This indicates that the charger has been switched on. The secondary winding of the transformer ( 8 ) is connected to the inputs of a bridge rectifier ( 10 ) (Graetz rectifier) which is connected on the output side directly and via a choke ( 11 ) to a capacitor ( 12 ). One electrode of the capacitor ( 12 ) is connected to the one pole ( 15 ) (pulse pole) of the battery ( 2 ) via a fuse ( 13 ) and an ammeter ( 14 ). The other electrode of the capacitor ( 12 ) is connected to an input ( 16 ) of a control circuit ( 17 ) and to the source electrode of a power transistor, in particular a MOS transistor ( 18 ) (MOS-FET), the drain electrode of which is connected in series is laid with a further choke ( 19 ) which is connected to the other pole ( 20 ) (negative pole) of the battery ( 2 ). A voltmeter ( 21 ) is connected to the poles ( 15 ), ( 20 ). In parallel to the series connection of choke ( 19 ), battery ( 2 ), ammeter ( 14 ) and fuse ( 13 ), a diode ( 22 ) is placed, which is polarized in the reverse direction with respect to the output voltage of the bridge rectifier ( 10 ). The gate electrode of the MOS transistor ( 18 ) is connected to an output ( 23 ) of the control circuit ( 17 ) which has two inputs ( 24 ), ( 25 ), each with a pole ( 15 ) or ( 20 ) the battery ( 2 ) are connected.

Das Schaltbild der Steuerschaltung (17) ist in Fig. 2 darge stellt. Parallel zu den Eingängen (24), (25) ist ein Potentiometer (26) angeordnet, dessen Abgriff einerseits mit dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers (27) (Differenzverstärker) und andererseits mit einer Elektrode eines Kondensators (28) verbunden ist, dessen andere Elektrode an den Eingang (25) gelegt ist. Dem Eingang (24) ist eine Diode (29) nachgeschaltet, an deren Kathode ein Widerstand (30) angeschlossen ist, der in Reihe mit einer Zener-Diode (31) mit dem Eingang (25) in Verbindung steht. Die gemeinsame Verbindungsstelle des Widerstandes (30) und der Zener-Diode (31) ist an den nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers (27) angeschlossen, dessen Betriebsspannungsanschlüsse je an die Kathode der Diode (29) und an den Eingang (25) gelegt sind. Der Ausgang des Operationsverstärkers (27) ist über einen Widerstand (32) in Reihe mit einer Zener-Diode (33) an die Basis eines Transistors (34) angeschlossen, dessen Emitter mit dem Eingang (25) in Verbindung steht, während der Kollektor je an einen Anschluß eines Widerstandes (35) und einer Lichtemissions diode (LED) (36) gelegt ist. Die Lichtemissionsdiode (36) (Lumineszenzdiode) ist weiterhin über einen Widerstand (37) mit der Kathode der Diode (29) verbunden. Der zweite Anschluß des Widerstandes (35) ist mit der Basis eines Transistors (38) verbunden, dessen Emitter mit dem Emitter des Transistors (34) verbunden ist und dessen Kollektor über einen Widerstand (39) mit der Basis eines Transistors (40) in Verbindung steht, dessen Emitter von der Kathode der Diode (29) gespeist wird und dessen Kollektor an eine weitere Lichtemissionsdiode (LED) (41) angeschlossen ist. In Reihe mit der Lichtemissionsdiode (41) sind zwei Widerstände (42), (43) angeordnet, von denen der zweite mit dem Eingang (16) verbunden ist. Die gemeinsame Verbin dungsstelle der Widerstände (42), (43) ist über einen Widerstand (44) mit der Basis eines Transistors (45) verbunden, dessen Emitter an den Eingang (16) gelegt ist, während der Kollektor über einen Widerstand (46) an den Abgriff eines Potentiometers (47) angeschlossen ist, das zwischen den Eingang (16) und die Kathode der Diode (29) geschaltet ist. Parallel zum Potentiometer (47) ist die Reihenschaltung eines Widerstandes (48) und der 1-Basis eines Uninjunction-Transistors (49) gelegt, dessen Emitter über einen Kondensator (50) mit dem Eingang (16) verbunden ist. Weiterhin ist der Emitter des Unÿunction-Transistors (49) über einen Widerstand (51) mit der Kathode der Diode (29) und über einen weiteren Widerstand (52) mit dem Emitter eines Transistors (53) verbunden, dessen Kollektor über einen Widerstand (54) an die Basis eines Transistors (55) ange schlossen ist. Die 2-Basis des Unÿunction-Transistors (49) ist mit dem Eingang (16) verbunden.The circuit diagram of the control circuit ( 17 ) is shown in Fig. 2 Darge. A potentiometer ( 26 ) is arranged parallel to the inputs ( 24 ), ( 25 ), the tap of which is connected on the one hand to the inverting input of an operational amplifier ( 27 ) (differential amplifier) and on the other hand to an electrode of a capacitor ( 28 ), the other electrode is placed at the entrance ( 25 ). A diode ( 29 ) is connected downstream of the input ( 24 ), to the cathode of which a resistor ( 30 ) is connected, which is connected in series with a Zener diode ( 31 ) to the input ( 25 ). The common connection point of the resistor ( 30 ) and the Zener diode ( 31 ) is connected to the non-inverting input of the operational amplifier ( 27 ), the operating voltage connections of which are connected to the cathode of the diode ( 29 ) and to the input ( 25 ). The output of the operational amplifier ( 27 ) is connected via a resistor ( 32 ) in series with a Zener diode ( 33 ) to the base of a transistor ( 34 ), the emitter of which is connected to the input ( 25 ) while the collector is connected is connected to a connection of a resistor ( 35 ) and a light emission diode (LED) ( 36 ). The light-emitting diode ( 36 ) (luminescent diode) is also connected to the cathode of the diode ( 29 ) via a resistor ( 37 ). The second connection of the resistor ( 35 ) is connected to the base of a transistor ( 38 ), the emitter of which is connected to the emitter of the transistor ( 34 ) and the collector of which is connected to the base of a transistor ( 40 ) via a resistor ( 39 ) stands, the emitter of which is fed by the cathode of the diode ( 29 ) and the collector of which is connected to a further light emission diode (LED) ( 41 ). Two resistors ( 42 ), ( 43 ) are arranged in series with the light emission diode ( 41 ), the second of which is connected to the input ( 16 ). The common connection of the resistors ( 42 ), ( 43 ) is connected via a resistor ( 44 ) to the base of a transistor ( 45 ) whose emitter is connected to the input ( 16 ), while the collector is connected via a resistor ( 46 ) is connected to the tap of a potentiometer ( 47 ) which is connected between the input ( 16 ) and the cathode of the diode ( 29 ). Parallel to the potentiometer ( 47 ) is the series connection of a resistor ( 48 ) and the 1-base of an uninjunction transistor ( 49 ), the emitter of which is connected to the input ( 16 ) via a capacitor ( 50 ). Furthermore, the emitter of the unfunction transistor ( 49 ) is connected via a resistor ( 51 ) to the cathode of the diode ( 29 ) and via a further resistor ( 52 ) to the emitter of a transistor ( 53 ) whose collector is connected via a resistor ( 54 ) is connected to the base of a transistor ( 55 ). The 2 base of the Unÿunction transistor ( 49 ) is connected to the input ( 16 ).

Der Emitter des Transistors (55) ist an die Kathode der Diode (29) gelegt. Die Basis des Transistors (55) ist weiterhin über einen Widerstand (56) mit der Kathode der Diode (29) verbunden. Der Emitter des Transistors (55) steht über einen Widerstand (57) mit der Basis eines Transistors (58) in Verbindung, dessen Emitter einerseits an den Ausgang (23) und andererseits über einen Widerstand (59) an den Eingang (16) gelegt ist. Die Basis des Transistors (58) ist weiterhin über einen Widerstand (60) mit dem Eingang (16) verbunden. Der Kollektor des Transistors (58) ist über einen Widerstand (61) an den Ausgang einer Spannungs stabilisierungsschaltung (62) angeschlossen, deren Eingänge je an die Kathode der Diode (29) und den Eingang (16) ange schlossen sind. Als Spannungsstabilisierungsschaltung kann eine integrierte Schaltung der Type 7815 z. B. der Firma Siemens verwendet werden. Die Eingänge der Spannungsstabilisierungs schaltung (62) sind weiterhin durch einen Kondensator (63) überbrückt. Die Basis des Transistors (53) ist über einen Widerstand (64) mit dem Widerstand (46) und Emitter des Transistors (45) verbunden. Zwischen dem Eingang (16) und dem Ausgang (23) ist die Reihenschaltung der Emitter-Kollektorstrecke eines Transistors (65) und einer Diode (66) angeordnet. Ein Kondensator (68) befindet sich zwischen der Kathode der Diode (29) und dem Eingangs (16).The emitter of the transistor ( 55 ) is connected to the cathode of the diode ( 29 ). The base of the transistor ( 55 ) is also connected to the cathode of the diode ( 29 ) via a resistor ( 56 ). The emitter of the transistor ( 55 ) is connected via a resistor ( 57 ) to the base of a transistor ( 58 ), the emitter of which is connected to the output ( 23 ) on the one hand and to the input ( 16 ) via a resistor ( 59 ) on the other hand . The base of the transistor ( 58 ) is also connected to the input ( 16 ) via a resistor ( 60 ). The collector of the transistor ( 58 ) is connected via a resistor ( 61 ) to the output of a voltage stabilization circuit ( 62 ), the inputs of which are connected to the cathode of the diode ( 29 ) and the input ( 16 ). An integrated circuit of the Type 7815 z. B. from Siemens. The inputs of the voltage stabilization circuit ( 62 ) are still bridged by a capacitor ( 63 ). The base of the transistor ( 53 ) is connected via a resistor ( 64 ) to the resistor ( 46 ) and emitter of the transistor ( 45 ). The series circuit of the emitter-collector path of a transistor ( 65 ) and a diode ( 66 ) is arranged between the input ( 16 ) and the output ( 23 ). A capacitor ( 68 ) is located between the cathode of the diode ( 29 ) and the input ( 16 ).

Die meisten der in Fig. 2 dargestellten elektronischen Bauele mente der Steuerschaltung (17) sind auf eine Leiterplatte (67) montiert, die in Fig. 3 mit der Lage der Bauelemente und ihren Anschlüssen dargestellt ist. Das Potentiometer (26), die Lichtemissionsdioden (36) und (41) und der Widerstand (61) befinden sich nicht auf der Leiterplatte (67). Die auf der Leiterplatte (67) dargestellten Anschlüsse der elektronischen Bauelemente (27), (29), (30), (31), (32), (33), (34), (35), (37), (38), (39), (40), (42), (43), (44), (45), (46), (47), (48), (49), (50), (51), (52), (53), (54), (55), (56), (57), (58), (59), (60), (62), (63), (64), (65) und (66) sind über durchkontaktierte Löcher auf der Leiterplatte mit auf der anderen Seite der Leiterplatte (67) verlaufenden gedruckten Leiterbahnen verbundenen, die in Fig. 4 dargestellt sind. Die Leiterbahnen sind in Fig. 4 generell mit (69) bezeichnet und durch stark ausgezogene schwarze Linien dargestellt. Ferner sind die Leiterbahnen (69) zu den Anschlüssen der Leiterplatte (67) verlegt. Weitere, nicht näher bezeichnete Ausgänge der Leiterplatte (67) sind für die Verbindungsleitungen zum Widerstand (61) und zu den Lichtemissionsdioden (37), (41) vorgesehen, die gesondert, z. B. an einer sichtbaren Gehäuse stelle, des Ladegerätes (1) angeordnet sind. Der Widerstand (61) befindet sich an einer anderen Stelle und wird z. B. durch Konvektion gekühlt.Most of the electronic components of the control circuit ( 17 ) shown in Fig. 2 are mounted on a circuit board ( 67 ), which is shown in Fig. 3 with the location of the components and their connections. The potentiometer ( 26 ), the light emission diodes ( 36 ) and ( 41 ) and the resistor ( 61 ) are not on the circuit board ( 67 ). The connections of the electronic components ( 27 ), ( 29 ), ( 30 ), ( 31 ), ( 32 ), ( 33 ), ( 34 ), ( 35 ), ( 37 ), ( 38 ) shown on the printed circuit board ( 67 ) ), ( 39 ), ( 40 ), ( 42 ), ( 43 ), ( 44 ), ( 45 ), ( 46 ), ( 47 ), ( 48 ), ( 49 ), ( 50 ), ( 51 ), ( 52 ), ( 53 ), ( 54 ), ( 55 ), ( 56 ), ( 57 ), ( 58 ), ( 59 ), ( 60 ), ( 62 ), ( 63 ), ( 64 ), ( 65 ) and ( 66 ) are connected via plated-through holes on the printed circuit board to printed conductor tracks running on the other side of the printed circuit board ( 67 ), which are shown in FIG. 4. The conductor tracks are generally designated ( 69 ) in FIG. 4 and are represented by solid black lines. Furthermore, the conductor tracks ( 69 ) are laid to the connections of the printed circuit board ( 67 ). Further, unspecified outputs of the circuit board ( 67 ) are provided for the connecting lines to the resistor ( 61 ) and to the light-emitting diodes ( 37 ), ( 41 ), which are separate, for. B. on a visible housing, the charger ( 1 ) are arranged. The resistor ( 61 ) is located elsewhere and is z. B. cooled by convection.

Der MOS-Transistor (18) stellt ein pulsbreitenmoduliertes Schaltelement dar, das von einem Pulsbreitenmodulator (70) gesteuert wird, der die in Fig. 2 dargestellten Transistoren (40), (44), (45), (49), (53), (55), (58), die Widerstände (39), (42), (43), (44), (46), (48), (51), (52), (54), (56), (57), (60), (61), die Kondensatoren (50), (63), die Spannungsstabi lisierungsschaltung (62), das Potentiometer (47) und die Diode (41) aufweist. Eine Steuereinrichtung (73) enthält das Potentiometer (26), den Operationsverstärker (27), die Zener-Dioden (31), (33), die Transistoren (34), (38), die Widerstände (32), (35), (37), (39), den Kondensator (28) und die Diode (37).The MOS transistor ( 18 ) represents a pulse-width-modulated switching element which is controlled by a pulse-width modulator ( 70 ) which controls the transistors ( 40 ), ( 44 ), ( 45 ), ( 49 ), ( 53 ) shown in FIG. , ( 55 ), ( 58 ), the resistors ( 39 ), ( 42 ), ( 43 ), ( 44 ), ( 46 ), ( 48 ), ( 51 ), ( 52 ), ( 54 ), ( 56 ) , ( 57 ), ( 60 ), ( 61 ), the capacitors ( 50 ), ( 63 ), the voltage stabilization circuit ( 62 ), the potentiometer ( 47 ) and the diode ( 41 ). A control device ( 73 ) contains the potentiometer ( 26 ), the operational amplifier ( 27 ), the Zener diodes ( 31 ), ( 33 ), the transistors ( 34 ), ( 38 ), the resistors ( 32 ), ( 35 ), ( 37 ), ( 39 ), the capacitor ( 28 ) and the diode ( 37 ).

Durch den Abgriff des Potentiometer (26) ist die Verbindung mit der von der Zener-Diode (31) erzeugten Referenzspannung die Ladespannung für die Batterie (2) einstellbar. Der Operationsverstärker (27) (Differenzverstärker) vergleicht die Spannung am Potentiometerabgriff mit der Referenzspannung und gibt ein der Differenz entsprechendes verstärktes Signal über einen Widerstand (32) und die Zener-Diode (33) an den Transistor (34) ab. Mit der Zener-Diode (33) wird eine Hysterese erzeugt. Wenn die Spannung am Potentiometerabgriff kleiner als die Referenzspannung ist, wird der Transistor (34) leitend gesteuert, wodurch die Lichtemissionsdiode (37) zum Leichten gebracht wird. Weiterhin wird der Transistor (38) gesperrt, was zur Folge hat, daß auch die Transistoren (40) und (45) nichtleitend sind. Bei nichtleitendem Transistor (45) zieht der Transistor (53) Basisstrom über das Potentiometer (47) und den Widerstand (46), wird leitend und lädt den Kondensator (50) auf. Bei leitendem Transistor (50) sind auch die Transistoren (58), (59) leitend, so daß die Steuerelektrode des MOS-Transistors (18) mit einer für den leitenden Zustand ausreichenden Spannung versorgt wird.By tapping the potentiometer ( 26 ), the connection to the reference voltage generated by the Zener diode ( 31 ), the charging voltage for the battery ( 2 ) can be set. The operational amplifier ( 27 ) (differential amplifier) compares the voltage at the potentiometer tap with the reference voltage and outputs an amplified signal corresponding to the difference via a resistor ( 32 ) and the Zener diode ( 33 ) to the transistor ( 34 ). A hysteresis is generated with the Zener diode ( 33 ). If the voltage at the potentiometer tap is less than the reference voltage, the transistor ( 34 ) is controlled to conduct, whereby the light-emitting diode ( 37 ) is made light. Furthermore, the transistor ( 38 ) is blocked, which means that the transistors ( 40 ) and ( 45 ) are also non-conductive. If the transistor ( 45 ) is not conductive, the transistor ( 53 ) draws base current via the potentiometer ( 47 ) and the resistor ( 46 ), becomes conductive and charges the capacitor ( 50 ). When the transistor ( 50 ) is conductive, the transistors ( 58 ), ( 59 ) are also conductive, so that the control electrode of the MOS transistor ( 18 ) is supplied with a voltage sufficient for the conductive state.

Es fließt deshalb ein Ladestrom über den MOS-Transistor (18) und die Drossel (19) in die Batterie (2). Erreicht die Spannung am Kondensator (50) die Ansprechspannung des Transistors (49), dann entlädt dieser den Kondensator (50). Durch den hiermit verbundenen Spannungsabfall am Kondensator (50) werden die Transistoren (53), (55) und (58) gesperrt, so daß auch der MOS-Transistor (18) gesperrt wird. Die Energie des magnetischen Feldes der Drossel (19) wird durch einen über die Diode (22) fließenden Strom abgebaut, der die Batterie (2) weiterhin auflädt. Nach der Entladung des Kondensators (50) sperrt der Transistor (49), so daß der Transistor (53) wiederum leitend wird und den Kondensator (50) lädt. Dieser Vorgang wiederholt sich, so lange die Batterie (2) nicht den vorgegebenen Ladespannungsollwert erreicht hat, der abhängig vom Typ der zu ladenden Batterie eingestellt wird. Über das Potentiometer (47) kann die Ladezeit des Kondensators und damit die Periode der Schwingung sowie die Einschaltdauer des MOS-Transistors (18) eingestellt werden. Die Periode wird an den jeweiligen Batterietyp hinsichtlich der Frequenz der Schwingung und der maximalen Einschaltzeit des MOS-Transistors (18) angepaßt.A charging current therefore flows into the battery ( 2 ) via the MOS transistor ( 18 ) and the inductor ( 19 ). If the voltage at the capacitor ( 50 ) reaches the response voltage of the transistor ( 49 ), then this discharges the capacitor ( 50 ). The associated voltage drop across the capacitor ( 50 ) blocks the transistors ( 53 ), ( 55 ) and ( 58 ), so that the MOS transistor ( 18 ) is also blocked. The energy of the magnetic field of the choke ( 19 ) is reduced by a current flowing through the diode ( 22 ), which continues to charge the battery ( 2 ). After the capacitor ( 50 ) has discharged, the transistor ( 49 ) blocks, so that the transistor ( 53 ) in turn becomes conductive and charges the capacitor ( 50 ). This process is repeated as long as the battery ( 2 ) has not reached the specified charging voltage setpoint, which is set depending on the type of battery to be charged. The charging time of the capacitor and thus the period of the oscillation and the duty cycle of the MOS transistor ( 18 ) can be set via the potentiometer ( 47 ). The period is adapted to the respective battery type with regard to the frequency of the oscillation and the maximum switch-on time of the MOS transistor ( 18 ).

Wenn die Batteriespannung den Sollwert erreicht, dann sperrt der Operationsverstärker (27) den Transistor (34), wodurch dessen Kollektorspannung ansteigt. Hierdurch wird die bisher am Transistor (34) abfallende Kollektor-Emitter-Spannung von etwa 0,2 Volt erhöht. Damit wird die Basisspannung des Transistors (38) von unter 0,5 Volt ebenfalls angehoben, wodurch der Transistor (38) leitend wird. Der leitende Transistor (38) steuert den Transistor (40) leitend, der die Lichtemissionsdiode (41) mit einer Spannung versorgt, die diese zum Leuchten bringt. Weiterhin wird der Transistor (45) leitend gesteuert, der das Basispotential des Transistors (53) auf etwa 0,2 Volt erniedrigt und diesen damit sperrt. Hierdurch werden auch die Transistoren (59), (58) gesperrt, so daß das Steuerpotential für den MOS-Transistor (18) beseitigt wird. Der MOS-Transistor (18) sperrt, was ein Ende des Ladestromimpulses bedeutet. Danach fällt die Batteriespannung ab, wodurch der Operatiosverstärker (27) den Transistor (34) leitend steuert. Dies wirkt sich, wie oben bereits erläutert, so aus, daß die Transistoren (53), (55) und (58) leitend werden, wodurch einerseits die Aufladung des Kondensators (50) fortgesetzt wird, und andererseits der MOS-Transistor (18) leitend gesteuert wird, so daß erneut Ladestrom über die Drossel (19) in die Batterie (2) eingespeist wird. Mit zunehmender Batteriespannung werden die Ladestromim pulse kürzer und die Impulspausen länger. Der Gesamtstrom, der in die Batterie (2) fließt und durch die Drossel (19) sowie die Diode (22) geglättet wird, nimmt ab, während die Batterie spannung auf dem vorgegebenen Spannungssollwert bleibt. Der maximale Ladestrom wird über das Potentiometer (47) eingestellt, in dem über die Basisspannung des Transistors (53) der in den Kondensator (50) fließende Ladestrom beeinflußt wird. Der Unÿunction-Transistor (49) bildet mit den Widerständen (48), (51) und dem Kondensator (50) einen Impulsgenerator, der eine hochfrequente Schwingung erzeugt, die so auf die Drossel (19) und die Batterie (2) abgestimmt wird, daß sie der Resonanzfre quenz des Resonanzkreises entspricht, wodurch die Verluste des Ladegerätes (1) bei der Aufladung auf ein Minimum reduziert werden. Die Basisspannung des Transistors (53) hängt davon ab, zu welcher Zeit am Kondensator (50) die Ansprechschwelle des Transistors (49) erreicht werden soll, wodurch unmittelbar die Impulsdauer, d. h. die Energiedichte der Ausgangsschaltung, beeinflußt wird. Die Transistoren (55), (58) sind Verstärker, während der Transistor (65) und die Diode (66) den MOS-Transistor (18) schützen. Die Spannungsstabilisierung (62) sorgt für eine gleichbleibende Steuerspannung an der Steuer elektrode des MOS-Transistors (18).When the battery voltage reaches the setpoint, the operational amplifier ( 27 ) blocks the transistor ( 34 ), causing its collector voltage to rise. As a result, the collector-emitter voltage which has previously dropped across the transistor ( 34 ) is increased by approximately 0.2 volts. This also raises the base voltage of the transistor ( 38 ) from below 0.5 volts, which makes the transistor ( 38 ) conductive. The conductive transistor ( 38 ) controls the transistor ( 40 ), which supplies the light-emitting diode ( 41 ) with a voltage that makes it light up. Furthermore, the transistor ( 45 ) is turned on, which lowers the base potential of the transistor ( 53 ) to about 0.2 volts and thus blocks it. This also blocks the transistors ( 59 ), ( 58 ) so that the control potential for the MOS transistor ( 18 ) is eliminated. The MOS transistor ( 18 ) blocks, which means an end of the charging current pulse. The battery voltage then drops, as a result of which the operational amplifier ( 27 ) controls the transistor ( 34 ) in a conductive manner. As already explained above, this has the effect that the transistors ( 53 ), ( 55 ) and ( 58 ) become conductive, which on the one hand continues to charge the capacitor ( 50 ) and on the other hand the MOS transistor ( 18 ) is controlled to be conductive, so that charging current is again fed into the battery ( 2 ) via the choke ( 19 ). With increasing battery voltage, the charging current pulses become shorter and the pulse pauses longer. The total current that flows into the battery ( 2 ) and is smoothed by the choke ( 19 ) and the diode ( 22 ) decreases, while the battery voltage remains at the specified voltage setpoint. The maximum charging current is set via the potentiometer ( 47 ), in which the charging current flowing into the capacitor ( 50 ) is influenced via the base voltage of the transistor ( 53 ). The Unÿunction transistor ( 49 ) forms with the resistors ( 48 ), ( 51 ) and the capacitor ( 50 ) a pulse generator that generates a high-frequency oscillation that is matched to the choke ( 19 ) and the battery ( 2 ), that it corresponds to the resonance frequency of the resonant circuit, thereby reducing the losses of the charger ( 1 ) when charging to a minimum. The base voltage of the transistor ( 53 ) depends on the time at which the response threshold of the transistor ( 49 ) is to be reached at the capacitor ( 50 ), which directly affects the pulse duration, ie the energy density of the output circuit. The transistors ( 55 ), ( 58 ) are amplifiers, while the transistor ( 65 ) and the diode ( 66 ) protect the MOS transistor ( 18 ). The voltage stabilization ( 62 ) ensures a constant control voltage at the control electrode of the MOS transistor ( 18 ).

Die Lichtemissionsdiode (36) blinkt mit der Frequenz des Ladestroms. Durch die Änderung des kapazitiven Widerstands der Batterie (2) geht die Resonanzfrequenz und damit die Blinkfre quenz der Lichtemissionsdiode (36) zurück. Die Lichtemissions diode (41) leuchtet auf, wenn die Batterie (2) ganz oder fast ganz geladen ist.The light emission diode ( 36 ) flashes at the frequency of the charging current. By changing the capacitive resistance of the battery ( 2 ), the resonance frequency and thus the Blinkfre frequency of the light-emitting diode ( 36 ) decreases. The light emission diode ( 41 ) lights up when the battery ( 2 ) is fully or almost fully charged.

Es wurde oben bereits erwähnt, daß die elektrostatische Kapazität C der Batterie (2) und die Induktivität L der Drossel (19) einen Reihenresonanzkreis bilden. Die Batterie (2) wird mit einem Ladestrom aufgeladen, der die Resonanzfrequenz hat. Die Kapazität der Batterie (2) hängt vom Ladezustand ab. Deshalb hängt auch die Resonanzfrequenz vom Ladezustand ab. Die Frequenz des Ladestroms wird an die Resonanzfrequenz ständig angeglichen. Diese Angleichung geschieht über die Ein- und Ausschaltezeiten des MOS-Transistors (18). Die an der Batterie (2) anstehende Spannung wird festgestellt und in der Steuerein richtung (73) so verarbeitet, daß der Pulsbreitenmodulator (70) Steuerimpulse erzeugt, mit denen der MOS-Transistor (18) im Takte der Resonanzfrequenz betätigt wird. Die Höhe des mit Resonanzfrequenz fließenden Ladestroms stellt sich auf die für den Stromtransport in der Batterie (2) gerade verfügbaren Ionen ein. Dies bedeutet, daß immer der maximal mögliche Strom fließt, der zu keiner Beschädigung des Batteriegitters und zu keiner Zersetzung des Elektrolyten führt. Darüber hinaus ergibt sich die bei schonender Aufladung geringstmögliche Ladezeit. Weiterhin treten minimale Stromwärmeverluste auf.It has already been mentioned above that the electrostatic capacitance C of the battery ( 2 ) and the inductance L of the choke ( 19 ) form a series resonant circuit. The battery ( 2 ) is charged with a charging current that has the resonance frequency. The capacity of the battery ( 2 ) depends on the state of charge. Therefore the resonance frequency also depends on the state of charge. The frequency of the charging current is constantly adjusted to the resonance frequency. This adjustment takes place via the on and off times of the MOS transistor ( 18 ). The voltage present on the battery ( 2 ) is determined and processed in the control device ( 73 ) so that the pulse width modulator ( 70 ) generates control pulses with which the MOS transistor ( 18 ) is actuated in time with the resonance frequency. The level of the charging current flowing at the resonance frequency adjusts itself to the ions currently available for the current transport in the battery ( 2 ). This means that the maximum possible current always flows, which leads to no damage to the battery grid and no decomposition of the electrolyte. In addition, the shortest possible charging time results with gentle charging. There are also minimal losses of electricity heat.

Mit der oben beschriebenen Anordnung wird selbstätig der Ladezustand der Batterie erfaßt und ein an den Ladezustand angepaßter Strom erzeugt, der mit zunehmender Aufladung abnimmt. Ein typischer zeitlicher Verlauf eines mit (71) bezeichneten Ladestroms in Abhängigkeit von der Ladezeit ist in Fig. 5 dargestellt. Während der Einspeisung des Ladestroms steigt die Batteriespannung (72) allmählich bis zu ihrem Sollwert an. Durch die automatische Anpassung des Ladestroms an den Ladezustand der Batterie wird diese geschont. Außerdem wird eine optimale Ladezeit erreicht. Die Lebensdauer der Batterie wird verlängert, obwohl mit dem Ladegerät eine Schnellaufladung erzielt wird. Mit den bisher üblichen Schnellaufladungen werden die Batterien zumindest beschädigt, so daß ihre weitere Lebensdauer erheblich reduziert werden. Dies ist bei dem oben beschriebenen Ladegerät nicht der Fall. Eine Überladung wird mit dem oben beschriebenen Ladegerät vermieden. Damit werden auch die mechanischen Teile der Batterie vor Deformation geschützt. Eine Dekristallisation der Batterie findet nicht statt. An den Batterieplatten entstehen keine Beulen. Die Batterie flüssigkeit kommt nicht mehr zum Kochen. Außerdem hat die Drossel (19), die für hochfrequente Betriebsweise ausgelegt ist, ein geringes Gewicht. Das Filter (5) blockt hochfrequente Impulse vom Netz ab und bewirkt als Energiespeicher eine Glättung der abgegebenen Spannung.With the arrangement described above, the state of charge of the battery is automatically detected and a current adapted to the state of charge is generated, which decreases with increasing charging. A typical time profile of a charging current denoted by ( 71 ) as a function of the charging time is shown in FIG. 5. While the charging current is being fed in, the battery voltage ( 72 ) gradually rises to its setpoint. The automatic adjustment of the charging current to the state of charge of the battery saves it. An optimal charging time is also achieved. The lifespan of the battery is extended, although quick charging is achieved with the charger. With the usual rapid charging, the batteries are at least damaged, so that their further lifespan is considerably reduced. This is not the case with the charger described above. Overcharging is avoided with the charger described above. This also protects the mechanical parts of the battery from deformation. The battery is not decrystallized. There are no dents on the battery plates. The battery fluid no longer comes to a boil. In addition, the throttle ( 19 ), which is designed for high-frequency operation, has a low weight. The filter ( 5 ) blocks high-frequency pulses from the network and acts as an energy store to smooth the voltage output.

Die Drossel (11) und der Kondensator (12) bilden ein weiteres Filter für die vom Reihenresonanzkreis ausgehenden Schwingungen. Dieses weitere Filter ist zu Beginn der Ladung einer wenig geladenen Batterie von besonderer Bedeutung, um hochfrequente Störspannungen vom Transformator (8) und damit vom Netz abzublocken.The choke ( 11 ) and the capacitor ( 12 ) form a further filter for the vibrations emanating from the series resonant circuit. This additional filter is particularly important at the start of charging a low-charge battery in order to block high-frequency interference voltages from the transformer ( 8 ) and thus from the mains.

Der Schutzumfang soll nicht auf die oben beschriebene Lösung beschränkt sein, sondern alle Kombinationen und Modifikationen umfassen, die ein Fachmann auf der Grundlage der Offenbarung treffen kann.The scope of protection is not intended to be the solution described above be limited, but all combinations and modifications include those skilled in the art based on the disclosure can hit.

Claims

1. Charger for rechargeable batteries with a rectifier powered by AC voltage, characterized in that a choke ( 19 ) is arranged in series with the respective battery to be charged ( 2 ) and a pulse width modulated switching element that is parallel to the series connection of the choke ( 19 ) and the battery ( 2 ) a diode ( 22 ) which is polarized in the reverse direction with respect to the input DC voltage and that a charging current is fed into the battery, the frequency of which is dependent on the resonance frequency of the capacity of the battery ( 2 ) and the inductance of the choke ( 19 ) formed resonance circuit is adapted.

2. Charger according to claim 1, characterized, that the currents flowing over the switching element in their Frequency of the resonant frequency of the series resonant circuit are adjusted.

3. Charger according to claim 1 or 2, characterized in that a pulse width modulator ( 70 ) connected to the switching element generates a high-frequency pulse train with a low charge of the battery ( 2 ), the frequency of which decreases with increasing charging.

4. Charger according to one or more of the preceding claims, characterized in that the voltage applied to the battery ( 2 ) is applied to a potentiometer ( 26 ), the tap of which is connected to an input of an operational amplifier ( 27 ), the other input of a reference voltage is applied and its output is connected to at least one switching element controlling the pulse width of the pulse width modulator ( 70 ).

5. Charger according to one or more of the preceding claims, characterized in that a pulse generator has a capacitor ( 50 ), the level of which determines the pulse duration and / or pulse frequency and which can be charged via an upstream transistor ( 53 ), which has at its base tapping a potentiometer and connecting the potentiometer tap in the conductive state to a blocking voltage transistor ( 45 ) which can be controlled from the operational amplifier ( 27 ) and that the collector of the upstream transistor ( 53 ) has a switch-on potential for the switching element controlling a further transistor ( 58 ) is connected.

6. Charger according to one or more of the preceding claims, characterized in that the switching element is a power transistor ( 18 ).

7. Charger according to one or more of the preceding claims, characterized in that the further transistor ( 58 ) is connected to a voltage stabilization circuit ( 62 ).

8. Charger according to one or more of the previous ones Expectations, characterized, that the pulse generator is a Unÿunction transistor oscillator is.

9. Charger according to one or more of the preceding claims, characterized in that the operational amplifier ( 27 ) is connected via a resistor ( 32 ) and a Zener diode ( 33 ) to a transistor ( 34 ) which is connected via at least one further transistor ( 38, 40 ) is connected to the transistor ( 45 ) bridging the potentiometer tap in the conductive state.

10. Charger according to one or more of the preceding claims, characterized in that the rectifier ( 10 ), a transformer ( 8 ) is pre-switched, before which a filter ( 15 ) is arranged.

11. Charger according to one or more of the preceding claims, characterized in that a fuse ( 13 ) is placed in series with the battery and the choke ( 19 ), which is arranged within the series circuit connected in parallel with the diode ( 22 ).

12. Charger according to one or more of the preceding claims, characterized in that the pulse width modulator ( 70 ) and a Steuerein direction ( 73 ) for the pulse width modulator are arranged on a printed circuit board ( 67 ).

13. Charger according to one or more of the preceding claims, characterized in that a light-emitting diode ( 36 ) is provided by the operational amplifier ( 27 ) in time with the frequency of the charging current with voltage.

14. Charger according to one or more of the preceding claims, characterized in that a with a fully or almost fully charged battery ( 2 ) with voltage applied voltage emitting diode ( 41 ) is provided.