DE69227933T2 - Batterie-Ladegerät - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Batterieladegeräte, die dazu verwendet werden, um eine Sekundärbatterie wieder aufzuladen, insbesondere auf ein Batterieladegerät, welches geeignet ist, eine Sekundärbatterie, die eine relativ kleine Baugröße hat, aufzuladen, und welches weitestgehend dazu verwendet wird, eine Spannungsquelle für ein elektronisches Gerät bereitzustellen.
• Es wurde ein Batterieladegerät vorgeschlagen, welches eine Gleichstromquelle (anschließend als DC-Quelle bezeichnet) enthält, um einen Gleichstrom zu liefern, der durch Gleichrichten eines Wechselstroms (anschließend als AC-Strom bezeichnet) von einer öffentlichen Wechselstromquelle erhalten wird, und durch das eine Sekundärbatterie, beispielsweise eine sogenannte Nickel-Cadmium-Batterie, die damit verbunden ist, die geladen werden soll, mit einem Ladestrom von der Gleichspannungsquelle beliefert wird. Beim Laden der Sekundärbatterie ist es üblich, daß der gelieferte Ladestrom, der von der Gleichspannungsquelle im Batterieladegerät durch die Sekundärbatterie fließt, einen relativ großen Wert hat, um die Ladezeit für die Sekundärbatterie zu reduzieren, bis der Ladungsgrad der Sekundärbatterie beispielsweise 80% der vollen Ladung erreicht, und einen relativ kleinen Wert hat, um ein übermäßiges Laden der Sekundärbatterie zu vermeiden, wenn der Ladungsgrad 80% der vollen Ladung erreicht hat.
• Somit steigt während des Ladens der Sekundärbatterie der Ladungsgrad der Sekundärbatterie nicht linear proportional zum Ablauf der Ladezeit an, um 100% zu erreichen, sondern er steigt linear proportional zum Ablauf der Ladezeit hin an, um ungefähr 80% zu erreichen, und er steigt dann weiter langsam auf 100% mit einem Gradienten an, der weniger steil ist als der, der in Richtung auf 80% geht.
• In dem Fall, wo die Sekundärbatterie, die wie oben beschrieben geladen wird, im Ladeprozeß sich befindet, sollte man vermeiden, die Sekundärbatterie zu entladen, um eine Spannungs quelle bereitzustellen, bevor der Ladungsgrad 80% der vollen Ladung erreicht, da man befürchten muß, daß die Sekundärbatterie funktionsmäßig irreversibel durch Entladung bei einem Ladungsgrad beschädigt wird, der weniger als 80% der vollen Ladung beträgt. Wenn jedoch der Ladungsgrad 80% der vollen Ladung erreicht hat, kann die Sekundärbatterie verwendet werden, um eine Spannungsquelle zu liefern, bevor das Laden beendet wird, da die Sekundärbatterie keinen irreversiblen Schaden bezüglich der Funktion durch eine Entladung erleiden würde, wenn der Ladungsgrad größer als 80% der vollen Ladung ist.
• Das Batterieladegerät, durch das die Sekundärbatterie auf diese Art und Weise wie oben beschrieben geladen wird, sollte den Ladungsgrad der Sekundärbatterie in jedem Augenblick genau anzeigen, wenn die Sekundärbatterie tatsächlich geladen wird. Insbesondere besteht ein starker Wunsch nach einer Anzeige, mit der man leicht prüfen kann, ob die Sekundärbatterie, die dem Ladeprozeß unterworfen wird, in einem Zustand ist, wo der Ladungsgrad 80% der vollen Ladung erreicht hat oder nicht, und nach einer weiteren Anzeige, mit der man leicht prüfen kann, ob die Sekundärbatterie, die gerade beim Laden ist, in einem Zustand ist oder nicht, wo der Ladungsgrad 100% der vollen Ladung erreicht hat, nachdem er 80% durchlaufen hat. Es besteht außerdem der Wunsch danach, daß das Batterieladegerät wirksam die Sekundärbatterie während einer Periode laden kann, in welcher der Ladungsgrad der Sekundärbatterie ansteigt, um auf 80% zu gehen, und während einer weiteren Periode, in welcher der Ladungsgrad der Sekundärbatterie ansteigt, um auf 100% zu gehen, nachdem er 80% durchlaufen hat.
• Außerdem besteht der Wunsch nach einem Batterieladegerät, welches nicht nur die Sekundärbatterie wie oben beschrieben laden kann, sondern auch eine Last (einen Verbraucher), beispielsweise ein kompaktes elektronisches Gerät, welches an die Sekundärbatterie angeschaltet ist, mit einer Arbeitsspannung beliefern kann, zusätzlich zu den obigen Wünschen, um zu veranlassen, daß der gelieferte Ladestrom, der von der Gleichspannungsquelle durch die Sekundärbatterie fließt, im wesentli chen unabhängig von Änderungen des Stroms konstant ist, der von der Gleichspannungsquelle zur Last geliefert wird.
• Jedoch erfüllt keines der oben vor kurzem vorgeschlagenen Batterieladegeräte, insbesondere diejenigen zum Laden der Sekundärbatterie, die eine kleine Baugröße haben, die für ein portables Telefon oder dgl. verwendet werden, die oben beschriebenen Wünsche bei einem relativ einfachen Schaltungsaufbau.
• Die US-A 4 647 834 beschreibt ein Batterieladegerät, bei dem eine Batterie in einer ersten Phase auf ungefähr 85% einer gewünschten Spannung geladen wird und dann das Laden der Batterie während einer Zeitdauer weiter durchgeführt wird, die eine vorgegebene Dauer beträgt. LEDs zeigen den Betriebszustand des Batterieladegeräts an. Der Oberbegriff des Patentanspruchs 1 entspricht dem Batterieladegerät nach der US-A 4 647 834.
• EP-A 0 174 445 beschreibt ein Batterieladegerät, bei dem eine Batterie für eine vorgegebene Zeitdauer schnell geladen wird, oder bis auf eine vorgegebene Spannung, wenn die Spannung erreicht wird, bevor die erste Zeitdauer abgelaufen ist, und dann wechselt der Ladeprozeß auf ein langsames Laden für eine zweite vorgegebene Zeitdauer, oder bis eine zweite vorgegebene Spannung der Batterie erreicht ist (wenn dies früher auftritt). Wiederum sind LEDs vorgesehen, um den Betriebszustand des Batterieladegeräts anzuzeigen.
• Die WO-A-84/00614 beschreibt ein Batterieladegerät, bei dem ein Satz von Akkumulatorzellen in einer ersten, schnellen Ladephase bis auf eine vorgegebene Spannung geladen wird, wonach der Ladeprozeß auf ein langsameres Laden für eine vorgegebene Zeitdauer umgeschaltet wird. Das langsame Laden kann früh angehalten werden, wenn ermittelt wird, daß die Akkumulatorzellen eine vorgegebene Spannung oder Temperatur erreicht haben.
• Die US-A 4 443 277 beschreibt ein Batterieladegerät, bei dem während eines Ladebetriebs, der durchgeführt wird, während die Batteriekapazität unter 85% ist, die Spannung am Ladeanschluß ermittelt wird und eine schnelles Laden durchgeführt wird, die durch Begrenzung eines überlagerten großen Ladestroms begleitet wird. In einer anschließenden Ladephase der Batterie von 85% aufwärts wird der Ladebetrieb eine bestimmte Zeitdauer lang durchgeführt.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Batterieladegerät bereitzustellen, welches die obigen Wünsche erfüllt.
• Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Batterieladegerät bereitzustellen, welches geeignet ist, eine relativ kleine Sekundärbatterie zu laden, um eine Spannungsquelle für ein elektronisches Gerät bereitzustellen, und durch welches der Ladungsgrad der Sekundärbatterie so angezeigt wird, daß leicht geprüft werden kann, ob die Sekundärbatterie geeignet verwendet werden kann, um eine Spannungsquelle bereitzustellen oder nicht.
• Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Batterieladegerät bereitzustellen, welches geeignet ist, eine relativ kleine Sekundärbatterie zu laden, die dazu verwendet wird, eine Spannungsquelle für ein elektronisches Gerät bereitzustellen, und durch welches die Sekundärbatterie wirksam in jedem Augenblick in Abhängigkeit vom Ladungsgrad der Sekundärbatterie geladen werden kann.
• Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Batterieladegerät bereitzustellen, welches in der Lage ist, eine relativ kleine Sekundärbatterie zu laden, die dazu verwendet wird, eine Spannungsquelle für ein elektronisches Gerät bereitzustellen, und um eine Last, die an die Sekundärbatterie angeschaltet ist, mit einer Betriebsspannung zu beliefern, durch das ein gelieferter Ladestrom, der von einer Gleichspannungsquelle, die darin vorgesehen ist, über die Sekundärbatterie, die darin vorgesehen ist, fließt, veranlaßt wird, unabhängig von Schwankungen des Stroms in etwa konstant zu sein, der von der Gleichspannungsquelle zur Last geliefert wird, und zwar bei einem relativ einfachen Schaltungsaufbau.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Batterieladegerät bereitgestellt, mit:
• zwei Ladeanschlüssen, mit denen jeweils ein Endanschluß einer Sekundärbatterie verbunden ist,
• einer Spannungsquelle, um die Sekundärbatterie, die mit den Ladeanschlüssen verbunden ist, mit einem Ladestrom zu beliefern,
• einer Ladungsermittlungseinrichtung, um den Ladungsgrad der Sekundärbatterie, die mit dem Ladestrom von der Spannungsquelle beliefert wird, auf Grund einer Spannung zwischen den Ladeanschlüssen zu ermitteln,
• einem Zeitzähler, der arbeitet, um einen Zeitmeßbetrieb zu starten, wenn durch die Ladungsermittlungseinrichtung ermittelt wird, daß der Ladungsgrad der Sekundärbatterie, die mit dem Ladestrom von der Spannungsquelle beliefert wird, einen vorgegebenen Grad, der innerhalb eines Bereich von 70% zu 90% der vollen Ladung festgesetzt ist, erreicht hat, und um den Zeitmeßbetrieb fortzusetzen, um eine vorgegebene Zeitdauer zu messen, und
• licht-emittierenden Dioden, die ausgelegt sind, unterschiedliche Stadien beim Ladebetrieb, der durch das Batterieladegerät durchgeführt wird, anzuzeigen;
• dadurch gekennzeichnet, daß die licht-emittierenden Dioden bestehen aus:
• einer ersten licht-emittierenden Diode, die in unterschiedlichen Licht-Emissionszuständen arbeitet und ausgelegt ist, daß sie in einem ersten Licht-Emissionszustand in einer ersten Periode von einem Zeitpunkt an ist, bei dem begonnen wird, den Ladestrom zur Sekundärbatterie zu liefern, die mit den Ladeanschlüssen verbunden ist, bis zu einem Zeitpunkt, bei dem durch die Zeitzählungseinrichtung der Zeitmeßbetrieb begonnen wird, und in einem zweiten Licht-Emissionszustand ist, der vom ersten Licht-Emissionszustand verschieden ist, in allen Perioden, die vor und nach der ersten Periode zugewiesen sind, und
• einer zweiten licht-emittierenden Diode, die in unterschiedlichen Licht-Emissionszuständen arbeitet und die ausgelegt ist, daß sie in einem dritten Licht-Emissionszustand in einer zweiten Periode ist, in welcher die Zeitzählungseinrichtung den Zeitmeßbetrieb durchführt, und in einer vierten Licht- Emissionszustand, der vom dritten Licht-Emissionszustand ver schieden ist, in allen Perioden, die vor und nach der zweiten Periode zugewiesen sind;
• wobei die erste Periode, die zweite Periode und eine Periode, während der das Batterieladegerät Leistung aufnimmt, jedoch eine Batterie nicht lädt, in unterschiedlicher Weise dadurch angezeigt werden, daß während der ersten Periode die erste licht-emittierende Diode im ersten Licht-Emissionszustand ist, während die zweite licht-emittierende Diode im vierten Licht-Emissionszustand ist, während der zweiten Periode die erste licht-emittierende Diode im zweiten Licht-Emissionszustand ist, während die zweite licht-emittierende Diode im dritten Licht-Emissionszustand ist, während einer Periode, wo das Batterieladegerät Leistung aufnimmt, jedoch eine Batterie nicht lädt, die erste licht-emittierende Diode im zweiten Licht-Emissionszustand ist, während die zweite licht-emittierende Diode im vierten Licht-Emissionszustand ist, und nur während einer Periode, wo keine Leistung zum Batterieladegerät geliefert wird, die erste und zweite licht-emittierende Diode in einen fortwährenden Zustand sind, wo sie kein Licht emittieren.
• Bei einer Ausführungsform des Batterieladegeräts gemäß der vorliegenden Erfindung wirkt die Spannungsquelle so, daß sie im wesentlichen als Konstantstromquelle arbeitet, um die Sekundärbatterie mit dem Ladestrom in der ersten Periode von dem Zeitpunkt an zu beliefern, bei dem begonnen wurde, daß der Ladestrom zur Sekundärbatterie geliefert wird, bis zu dem Zeitpunkt, bei dem der Zeitmeßbetrieb durch den Zeitzähler gestartet wird, und um weiter im wesentlichen als Konstantspannungsquelle zu funktionieren, die Sekundärbatterie mit dem Ladestrom in der zweiten Periode zu beliefern, in welcher der Zeitzähler den Zeitmeßbetrieb durchführt.
• Bei einer bestimmten Ausführungsform des Batterieladegeräts nach der vorliegenden Erfindung ist ein Widerstand in Reihe mit der Sekundärbatterie zwischen den Ladeanschlüssen geschaltet, und eine Spannungssteuerung, zu der eine Spannung, die am Widerstand erhalten wird, geliefert wird, ist vorgesehen, um die Spannungsquelle zu veranlassen, die Sekundärbatterie mit dem Ladestrom so zu beliefern, daß die Spannung, die am Widerstand erhalten wird, im wesentlichen konstant gehalten wird.
• Bei dem derart aufgebauten Batterieladegerät enthalten gemäß der vorliegenden Erfindung die erste und zweite Ladeanzeigeeinrichtung beispielsweise eine erste und zweite lichtemittierende Diode, die jeweils bewirken, Licht, welches eine voneinander unterschiedliche Farbe hat, zu emittieren. Die erste Anzeigeeinrichtung bewirkt, daß die erste lichtemittierende Diode das Licht in einer ersten Weise in der ersten Periode von dem Zeitpunkt an emittiert, bei dem begonnen wurde, daß der Ladestrom zur angeschalteten Sekundärbatterie geliefert wird, bis zu dem Zeitpunkt, bei dem der Zeitmeßbetrieb durch den Zeitzähler gestartet wird, anders ausgedrückt in einer eingeschränkten Periode, bei der die Sekundärbatterie im Ladeprozeß ist, wobei der Ladungsgrad ansteigt, um in Richtung auf den vorgegebenen Grad zu laufen, der innerhalb des Bereichs von 70 bis 90% der vollen Ladung festgelegt ist, und daher das Entladen verboten werden sollte, um eine Spannungsquelle zu beliefern, und bewirkt wird, daß auch die erste licht-emittierende Diode das Licht in einer zweiten Weise liefert, die von der ersten Weise unterschiedlich ist, in jeder der Perioden, die vor und nach der eingeschränkten Periode zugeteilt sind. Dann bewirkt die zweite Ladeanzeigeeinrichtung, daß die zweite lichtemittierende Diode Licht auf eine dritte Weise in der zweiten Periode emittiert, in welcher der Zeitzähler den Zeitmeßbetrieb durchführt, anders ausgedrückt in einer nichteingeschränkten Periode, in welcher die Sekundärbatterie sich noch im Ladeprozeß befindet, wobei der Ladungsgrad weiter ansteigt, um in Richtung auf 100% der vollen Ladung zu laufen, nachdem er den vorgegebenen Grad durchlaufen hat, der innerhalb des Bereichs von 70% auf 90% der vollen Ladung eingestellt war, und daher dazu verwendet werden kann, um eine Spannungsquelle zu beliefern, und außerdem bewirkt, daß die zweite licht-emittierende Diode das Licht in einer vierten Weise emittiert, von der dritten Weise verschieden ist, in jeder der Perioden, die vor und nach der nichteingeschränkten Periode zugeteilt sind.
• Dies hat zur Folge, daß eine Situation, in welcher die Sekundärbatterie in der eingeschränkten Periode geladen wird, und eine Situation, bei der die Sekundärbatterie in einer nichteingeschränkten Periode geladen wird, klar und deutlich durch die erste und zweite Ladeanzeigeeinrichtung angezeigt wird. Die erste und zweite Ladeanzeigeeinrichtung hält ihren Betrieb an, wenn die Sekundärbatterie aus den Ladeanschlüssen genommen wird, nachdem der Ladungsgrad der zweiten Batterie 100% der vollen Ladung erreicht hat.
• Bei dem Batterieladegerät gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Sekundärbatterie mit dem Ladestrom geladen, der von der Spannungsquelle geliefert wird, die in etwa als Konstantstromquelle in der ersten oder eingeschränkten Periode wirkt, in welcher die Sekundärbatterie im Ladeprozeß sich befindet, wobei der Ladungsgrad so ansteigt, daß er in Richtung auf einen vorgegebenen Grad läuft, der innerhalb des Bereichs von 70% auf 90% der vollen Ladung eingestellt ist, und weiter mit dem Ladestrom geladen, der von der Spannungsquelle geliefert wird, die als in etwa Konstantspannungsquelle bei der zweiten oder nichteingeschränkten Periode wirkt, in welcher die Sekundärbatterie im Ladeprozeß sich befindet, wobei der Ladungsgrad ansteigt, daß er in Richtung auf 100% der vollen Ladung läuft, nachdem er den vorgegebenen Grad durchlaufen hat, der innerhalb des Bereichs von 70% bis 90% der vollen Ladung eingestellt war. Daher wird das Laden der Sekundärbatterie mit dem Ladungsgrad, der ansteigt, so daß er auf den vorgegebenen Grad läuft, der innerhalb des Bereichs von 70% auf 90% der vollen Ladung eingestellt ist, und das Laden der Sekundärbatterie mit dem Ladungsgrad, der ansteigt, so daß er auf 100% der vollen Ladung läuft, nachdem er den vorgegebenen Grad durchlaufen hat, mit einem verbesserten Wirkungsgrad durchgeführt.
• Außerdem wird bei der besonderen Ausführungsform des Batterieladegeräts gemäß der vorliegenden Erfindung der Ladestrom, der durch die Sekundärbatterie und den Widerstand fließt, der in Reihe mit den Ladeanschlüssen geschaltet ist, durch die Spannungsteuerung so gesteuert, daß er in etwa konstant ist. Dieser konstante Ladestrom wird sogar unter einem Zustand beibehalten, bei dem eine Last, beispielsweise ein tragbares Telefon, parallel mit der seriellen Verbindung der Sekundärbatterie und dem Widerstand zwischen den Ladeanschlüssen geschaltet ist, unabhängig von Änderungen bei einem Strom, der von der Spannungsquelle zur Last geliefert wird. Somit wird die Sekundärbatterie passend mit dem konstanten Ladestrom geladen, der von der Spannungsquelle geliefert wird, bei einem relativ einfachen Schaltungsaufbau, sogar wenn die Last parallel zur Sekundärbatterie geschaltet ist und der Widerstand durch die Spannungsquelle mit dem Strom beliefert wird, der sich gemäß der Last verändert.
• Die obigen und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung deutlich, die in Verbindung mit den Zeichnungen gelesen werden sollte.
Kurbeschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 ist eine Schaltungsanordnung, die eine Ausführungsform des Batterieladegeräts gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
• Fig. 2A bis 2H sind Darstellungen von Schwingungsformen, die dazu verwendet werden, die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform zu erklären; und
• Fig. 3 ist eine Schaltungsanordnung, die eine weitere Ausführungsform des Batterieladegeräts gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
• Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des Batterieladegeräts gemäß der vorliegenden Erfindung, welches so aufgebaut ist, daß es zum Laden einer sogenannten Lithium-Ionen-Batterie geeignet ist, die eine von Sekundärbatterien ist, und dazu verwendet wird, eine Spannungsquelle für ein elektronisches Gerät bereitzustellen, beispielsweise für ein tragbares Telefon.
• Gemäß Fig. 1 sind zwei Spannungsversorgungs-Eingangsanschlüsse 11A und 11B vorgesehen, und es wird eine Wechselspannung AV von einer üblichen Wechselspannungsquelle an die Span nungsversorgungs-Eingangsanschlüsse 11A und 11B geliefert. Die Wechselspannung AV wird einer Spannungstransformation durch einen Transformator 13 unterworfen, der eine Primärwicklung 13P hat, die über eine Sicherung 12 mit den Spannungsversorgungs- Eingangsanschlüssen 11A und 11B verbunden ist, und eine Sekundärwicklung 135, von der eine reduzierte Wechselspannung AV' erhalten wird.
• Die reduzierte Wechselspannung AV', die an der Sekundärwicklung 13S des Transformators 13 erhalten wird, wird über einen Spannungsversorgungsschalter 14 zu einem Vollweggleichrichter 15 geliefert. Im Vollweggleichrichter 15 wird die reduzierte Wechselspannung AV' gleichgerichtet, so daß eine Gleichspannung VBo erzeugt wird, und die Gleichspannung VBo wird am Kondensator 15C erhalten, von wo aus sie sowohl zu einem Konstantspannungsgenerator 16 als auch zu einer Spannungsstabilisierungsschaltung 18 geliefert wird. Der Konstantspannungsgenerator 16 erzeugt auf der Basis der Gleichspannung VBo eine konstante Spannung VC, die einen konstanten Wert von beispielsweise 5 V hat, die nicht durch Veränderungen des Werts der Gleichspannung VBo beeinflußt wird. Die konstante Spannung VC wird am Kondensator 16C erhalten, der mit dem Ausgangsanschluß des Konstantspannungsgenerators 16 verbunden ist, von wo aus sie über eine Spannungsversorgungsleitung 17 übertragen wird.
• Die Spannungsstabilisierungsschaltung 18 besitzt einen PNP-Transistor 20, der als Basisgrundschaltung geschaltet ist und mit der Gleichspannung VBo vom Kondensator 15C beliefert wird, einen NPN-Transistor 21, der zwischen der Basis des PNP- Transistors 20 und einem geerdeten Punkt (Masse) so geschaltet ist, daß eine Emitterschaltung gebildet wird, einen Steuerspannungsgenerator 22, dessen Ausgangsanschluß mit der Basis des NPN-Transistors 21 verbunden ist, einen Spannungsdetektor 26, der einer Reihenschaltung aus einem variablen Widerstand 23 und den Widerständen 24 und 25 besteht, die zwischen der Spannungsversorgungsleitung 17 und Masse vorgesehen sind und der einen Verbindungspunkt P hat, der zwischen den Widerständen 24 und 25 gebildet ist und der mit einem der Eingangsanschlüsse des Steuerspannungsgenerators 22 verbunden ist, und einen Spannungsde tektor 29, der eine Reihenschaltung von Widerständen 27 und 28 besitzt, die zwischen der Spannungsversorgungsleitung 19 und Masse Vorgesehen sind und der einen Verbindungspunkt Q hat, der zwischen den Widerständen 27 und 28 gebildet ist und der mit dem anderen Eingangsanschluß des Steuerspannungsgenerators 22 verbunden ist.
• Der Kollektor des PNP-Transistors 20 in der Spannungsstabilisierungsschaltung 18 ist über eine Spannungsversorgungsleitung 19, die sich davon erstreckt, mit einem Ladeanschluß 30 verbunden. Ein Bereich, der den Vollweggleichrichter 15 und die Spannungsstabilisierungsschaltung 18 umfaßt, bildet einen Spannungsversorgungs-Schaltungsbereich, um den Ladeanschluß 30 mit einer stabilisierten Versorgungsspannung als Ladespannung VB zu beliefern. Der Ladeanschluß 30 bildet mit einem anderen Ladeanschluß 31, der an Masse geschaltet ist, ein Paar.
• Eine Batterie 59, die beispielsweise eine zu ladende Lithium-Ionen-Batterie ist, ist mit den Ladeanschlüssen 30 und 31 verbunden. Die Ladespannung VB, die über die Spannungsversorgungsleitung 19 am Ladeanschluß 30 erhalten wird, wird zur Batterie 59 geliefert, wodurch ein Ladestrom IB durch die Batterie 59 fließt, so daß die Batterie 59 mit dem Ladestrom IB geladen wird.
• Im Steuerspannungsgenerator 22, der in der Spannungsstabilisierungsschaltung 18 vorgesehen ist, wird eine Spannung Vq, die am Verbindungspunkt Q im Spannungsdetektor 29 erhalten wird, wobei die Ladespannung VB, die von der Spannungsversorgungsleitung 19 geliefert wird, geteilt wird, mit einer Spannung Vp verglichen, die am Verbindungspunkt P im Spannungsdetektor 26 erhalten wird, wobei die konstante Versorgungsspannung VC, die von der Spannungsversorgungsleitung 17 geliefert wird, geteilt wird, um eine Steuerspannung zu erzeugen, deren Wert einer Differenz zwischen der Spannung Vq und der Spannung Vp entspricht. Die erzeugte Steuerspannung wird zur Basis des NPN-Transistors 21 geliefert, um so über den NPN-Transistor 21 die Impedanz des PNP-Transistors 20 zu steuern. Bei einer solchen Steuerung der Impedanz des PNP-Transistors 20 wirkt die Spannungsstabilisierungsschaltung 18 als Konstantspannungs-Er zeugungsschaltung, und die Ladespannung VB, die am Kollektor des PNP-Transistors 20 erhalten wird und über die Spannungsversorgungsleitung 19 zum Ladeanschluß 30 übertragen wird, wird so gesteuert, daß sie einen konstanten Wert von beispielsweise 8,1 V hat. In einem solchen Fall wird die Differenz zwischen der Spannung Vq und der Spannung Vp so gesteuert, daß diese konstant ist. Da die Spannung Vp dadurch erhalten wird, daß die konstante Versorgungsspannung VC im Verhältnis des Widerstandswerts des Widerstands 25 zur Summe der Widerstandswerte des variablen Widerstandes 23 und der Widerstände 24 und 25 geteilt wird und dadurch einen konstanten Wert hat, wird die Spannung Vq ebenfalls so gesteuert, daß sie einen konstanten Wert hat, und ein Strom, der durch den PNP-Transistor 20 fließt, wird so gesteuert, daß der Ladestrom IB, der über die Spannungsversorgungsleitung 19 zur Batterie 59 geliefert wird, so gesteuert wird, daß er konstant ist. Der Wert der Spannung Vp wird durch den variablen Widerstand 23 eingestellt.
• Ein Spannungsdetektor 35, der einen variablen Widerstand 32 und die Widerstände 33 und 34 umfaßt, die einen Spannungsteiler bilden, um die konstante Versorgungsspannung VC zu unterteilen, und der einen Verbindungspunkt X zwischen den Widerständen 33 und 34 hat, der mit einem negativen Eingangsanschluß eines Pegelkomparators 39 verbunden ist, ist zwischen der Spannungsversorgungsleitung 17 und Masse vorgesehen. Außerdem ist ein Spannungsdetektor 38, der die Widerstände 36 und 37 umfaßt, die einen Spannungsteiler bilden, um die stabilisierte Versorgungsspannung zu unterteilen, die vom Transistor 20 erhalten wird und an den Ladeanschluß 30 als Ladespannung VB angelegt wird, und einen Verbindungspunkt Y zwischen den Widerständen 36 und 37 hat, der mit einem positiven Eingangsanschluß des Pegelkomparators 39 verbunden ist, zwischen der Spannungsversorgungsleitung 19 und Masse vorgesehen. Im Pegelkomparator 39 wird eine Spannung Vy, die am Verbindungspunkt Y des Spannungsdetektors 38 erhalten wird, wobei die Ladespannung VB im Verhältnis des Widerstandswertes des Widerstandes 37 zur Summe der Widerstandswerte der Widerstände 36 und 37 unterteilt wird, mit einer Spannung Vx verglichen, die am Verbindungspunkt X des Pegeldetektors 35 erhalten wird, wobei die konstante Versorgungsspannung VC im Verhältnis des Widerstandswerts des Widerstandes 34 zur Summe der Widerstandswerte des variablen Widerstandes 32 und der Widerstände 33 und 34 unterteilt wird, und es wird eine Vergleichsausgangsspannung Vz, die einen niedrigen Wert hat, wenn die Spannung Vy einen kleineren Wert als die Spannung Vx hat, und einen hohen Wert, wenn die Spannung Vy einen gleichen Wert oder größer hat als die Spannung Vx hat, erzeugt.
• Die Spannung Vx, die am Verbindungspunkt X des Spannungsdetektors 35 erhalten wird, wird wertmäßig durch den variablen Widerstand 32 so eingestellt, daß sie einen konstanten Pegel hat, der dem Pegel der Spannung Vy entspricht, die am Verbindungspunkt Y des Spannungsdetektors 38 erhalten wird, wenn die Ladespannung VB beispielsweise 7,8 V ist. Da der Pegel der Spannung Vx so eingestellt wird, hat die Vergleichsausgangsspannung Vz den niedrigen Pegel, wenn der Pegel der Ladespannung VB, der von der Spannungsversorgungsleitung 19 erhalten wird, kleiner als 7,8 V ist, und den hohen Pegel, wenn der Pegel der Ladespannung VB gleich oder größer als 7,8 V ist.
• Die Vergleichsausgangsspannung Vz, die am Pegelkomparator 39 erhalten wird, wird über einen Widerstand 40 zu einem PNP-Transistor 41 geliefert. Die Basis des PNP-Transistors 41 ist über einen Widerstand 42 mit der Versorgungsspannungsleitung 17 verbunden, der Emitter ist mit der Versorgungsspannungsleitung 17 verbunden, und der Kollektor ist über einen Widerstand 43 und einer licht-emittierenden Diode 44, die damit seriell verbunden ist, mit Masse verbunden. Der PNP-Transistor 41 wird eingeschaltet, wenn die Vergleichsausgangsspannung Vz, die am Pegelkomparator 39 erhalten wird, den niedrigen Pegel hat, und ausgeschaltet, wenn die Vergleichsausgangsspannung Vz, die am Pegelkomparator 39 erhalten wird, den hohen Pegel hat. Es wird veranlaßt, daß die licht-emittierende Diode 44, die über den Widerstand 43 mit dem Kollektor des PNP-Transistors 41 verbunden ist, nur dann eingeschaltet wird, wenn der PNP-Transistor 41 eingeschaltet ist, und beispielsweise ein rotes Licht im eingeschalteten Zustand emittiert. Der PNP-Transistor 41 und die licht-emittierende Diode 44 bilden einen ersten Ladungsindikator.
• Die Vergleichsausgangsspannung Vz, die am Pegelkomparator 39 erhalten wird, wird außerdem über einen Widerstand 45 zu einem Triggeranschluß 46T eines Zeitzählers 46 geliefert, zu dem die konstante Versorgungsspannung Vz von der Spannungsversorgungsleitung 17 geliefert wird. Der Zeitzähler 46 wird durch eine ansteigende Flanke der Vergleichsausgangsspannung Vz getriggert, die zum Triggeranschluß 46T geliefert wird, um einen Zeitmeßbetrieb zu starten, um eine vorgegebene Zeit zu messen, und wird dann automatisch zurückgesetzt, wenn die vorgegebene Zeit gemessen wurde. Vom Zeitzähler 46 wird eine Zeitzählerausgangsspannung Vt, die einen hohen Pegel hat, wenn der Zeitmeßbetrieb nicht durchgeführt wird, und einen niedrigen Pegel, wenn der Zeitmeßbetrieb durchgeführt wird, erhalten.
• Die Zeitzählausgangsspannung Vt, die vom Zeitzähler 46 erhalten wird, wird zur Basis eines NPN-Transistors 47 geliefert. Die Basis des Transistors 47 ist über einen Widerstand 48 mit der Spannungsversorgungsleitung 17 verbunden und außerdem über einen Widerstand 49 mit Masse, der Emitter ist unmittelbar geerdet, und der Kollektor ist über eine licht-emittierende Diode 57 mit der Spannungsversorgungsleitung 17 verbunden. Der NPN-Transistor 47 wird eingeschaltet, wenn die Zeitzählerausgangsspannung Vt einen hohen Pegel hat, und ausgeschaltet, wenn die Zeitzählerausgangsspannung Vt einen niedrigen Pegel hat.
• Die Zeitzählerausgangsspannung Vt, die am Zeitzähler 46 erhalten wird, wird außerdem zur Basis eines NPN-Transistors 50 geliefert. Die Basis des NPN-Transistors 50 ist über einen Widerstand 51 mit Masse verbunden, der Emitter ist unmittelbar geerdet, und der Kollektor ist über einen Widerstand 52 mit der Spannungsversorgungsleitung 17 verbunden. Der NPN-Transistor 50 wird eingeschaltet, wenn die Zeitzählerausgangsspannung Vt den hohen Pegel hat, und ausgeschaltet, wenn die Zeitzählerausgangsspannung Vt den niedrigen Pegel hat. Eine Ausgangsspannung Vu, die am Kollektor des NPN-Transistors 50 auftritt, die einen niedrigen Pegel hat, wenn der PNP-Transistor eingeschaltet ist, und einen hohen Pegel, wenn der NPN-Transistor 50 ausgeschaltet ist, wird zu einem Freigabeanschluß 53E eines astabilen Multivibrators (astabiler M. M) 53 geliefert, zu dem die konstante Versorgungsspannung VC von der Spannungsversorgungsleitung 17 geliefert wird.
• Der astabile Multivibrator 53 führt keinen Pegelinvertierbetrieb durch, um zu veranlassen, daß eine Ausgangsspannung Vw, die am Ausgangsanschluß erhalten wird, laufend einen niedrigen Pegel hat, wenn die Ausgangsspannung Vu, die zum Freigabeanschluß 53E geliefert wird, einen niedrigen Pegel hat, und er führt den Pegelinvertierbetrieb durch, um zu bewirken, daß die Ausgangsspannung Vw, die am Ausgangsanschluß erhalten wird, abwechselnd einen hohen Pegel und niedrigen Pegel jede vorgegebene Zeitdauer hat, die durch eine Zeitkonstantschaltung eingestellt wird, die im astabilen Multivibrator 53 enthalten ist, wenn die Ausgangsspannung Vu, die zum Freigabeanschluß 53E geliefert wird, den hohen Pegel hat. Die Ausgangsspannung Vw vom astabilen Multivibrator 53 wird zur Basis eines NPN-Transistors 54 geliefert. Die Basis des NPN-Transistors 54 ist über einen Widerstand 55 mit der Spannungsversorgungsleitung 17 verbunden und außerdem über einen Widerstand 56 mit Masse, der Emitter ist unmittelbar geerdet, und der Kollektor ist mit einem Verbindungspunkt zwischen dem Kollektor des NPN-Transistors 47 und der licht-emittierenden Diode 57 verbunden. Der NPN-Transistor 54 wird eingeschaltet, wenn die Ausgangsspannung Vw vom astabilen Multivibrator 53 den hohen Pegel hat, und ausgeschaltet, wenn die Ausgangsspannung Vw vom astabilen Multivibrator 53 den niedrigen Pegel hat.
• Die licht-emittierende Diode 57, die zwischen der Spannungsversorgungsleitung 17 und den Kollektoren der NPN-Transistoren 47 und 54 geschaltet ist, wird eingeschaltet, um beispielsweise grünes Licht zu emittieren, wenn zumindest einer der NPN-Transistoren 47 und 54 eingeschaltet ist. Diese NPN- Transistoren 47 und 54 und die licht-emittierende Diode 57 bilden einen zweiten Ladungsindikator.
• Außerdem wird die Vergleichsausgangsspannung Vz, die am Pegelkomparator 39 erhalten wird, über einen Widerstand 60 zur Basis eines NPN-Transistors 61 geliefert. Die Basis des NPN- Transistors 61 ist über einen Widerstand 62 mit Masse verbunden, der Emitter ist unmittelbar geerdet und der Kollektor ist über einen Widerstand 63 mit dem Verbindungspunkt P des Spannungsdetektors 26 in der Spannungsstabilisierungsschaltung 18 verbunden. Der NPN-Transistor 21 wird ausgeschaltet, wenn die Vergleichsausgangsspannung Vz einen niedrigen Pegel hat, und eingeschaltet, wenn die Vergleichsausgangsspannung Vz einen hohen Pegel hat.
• Wenn die Batterie 59 durch das Batterieladegerät, welches wie oben beschrieben, gemäß der Erfindung aufgebaut ist, geladen wird, wird zunächst der Hauptspannungsschalter 14 in einem Zeitpunkt t1, wie in Fig. 2A bis 2H gezeigt ist, unter einem Zustand eingeschaltet, bei dem die Wechselspannung AV von der öffentlichen Wechselspannungsversorgung an die Spannungseingangsanschlüsse 11A und 11B geliefert wird, so daß die konstante Versorgungsspannung VC von beispielsweise 5 V auf der Stromversorgungsleitung 17 erhalten wird und die Versorgungsspannung VB von beispielsweise 8,1 V, wie in Fig. 2A gezeigt ist, auf der Stromversorgungsleitung 19 unmittelbar nach dem Zeitpunkt t1 erhalten wird.
• Bei dieser Gelegenheit ist, da die Vergleichsausgangsspannung Vz, die vom Pegelkomparator 39 erhalten wird, einen hohen Pegel hat, wie in Fig. 2C gezeigt ist, die lichtemittierende Diode 44 ausgeschaltet, wie in Fig. 2 G gezeigt ist. Dagegen ist, da der Zeitzähler 46 in einem Zustand ist, um nicht den Zeitmeßbetrieb durchzuführen, und die Zeitzählerausgangsspannung Vt, die vom Zeitzähler 46 erhalten wird, einen hohen Pegel hat, wie in Fig. 2D gezeigt ist, der NPN-Transistor 47 eingeschaltet, wodurch auch die licht-emittierende Diode 57 eingeschaltet ist, wie in Fig. 2H gezeigt ist, um grünes Licht zu emittieren.
• Dann wird im Zeitpunkt t2, wie in Fig. 2A bis 2H gezeigt ist, die zu ladende Batterie 59 zwischen die Ladeanschlüsse 30 und 31 geschaltet. Es wird ein Ladestrom IB von beispielsweise 300 Milliampere, wie in Fig. 2B gezeigt ist, über die Spannungsversorgungsleitung 19 zur Batterie 59 geliefert, wodurch die Ladespannung VB plötzlich auf beispielsweise 6 V im Zeitpunkt t2 abfällt, wie in Fig. 2A gezeigt ist. Nach dem Zeitpunkt t2 steigt die Ladespannung VB auf der Stromversorgungsleitung 19 allmählich mit einem Anstieg des Ladungsgrads der Batterie 59 an, wie in Fig. 2A gezeigt ist. Unter einem solchen Zustand wirkt das Stromversorgungsteil, welches den Vollweggleichrichter 15 und die Spannungsstabilisierungsschaltung 18 umfaßt, im wesentlichen als Konstantstromquelle, und es wird veranlaßt, daß der Ladestrom IB, der über die Stromversorgungsleitung 19 zur Batterie 59 geliefert wird, einen konstanten Pegel hat, wie in Fig. 2B gezeigt ist. Somit wird das Laden der Batterie 59 in einem Zustand, bei dem die Ladespannung VB linear ansteigt, mit einem verbesserten Wirkungsgrad ausgeführt.
• Beim Laden der Batterie 59 ist, wie oben beschrieben, der Pegel der Ladespannung VB begrenzt, so daß er niedriger als 7,8 V ist, was einem vorgegebenen Ladungsgrad der Batterie 59 entspricht, der innerhalb des Bereichs von 90% des vollen Ladens festgesetzt ist, beispielsweise 80% des vollen Ladens. Das heißt, daß die Ladespannung VB auf der Stromversorgungsleitung 19 einen Pegel von 7,8 V hat, wenn der Ladungsgrad der Batterie 59, die mit dem Ladestrom IB geladen wird, der zu ihr über die Stromversorgungsleitung 19 geliefert wird, 80% der vollen Ladung erreicht hat.
• Da die Ladespannung VB bezüglich des Pegelzustands so begrenzt ist, daß sie niedriger ist als 7,8 V, ist die Spannung Vy, die am Verbindungspunkt Y im Spannungsdetektor 38 erhalten wird, bezüglich des Pegels niedriger als die Spannung Vx, die am Verbindungspunkt X im Spannungsdetektor 35 erhalten wird, und die Vergleichsausgangsspannung Vz, die am Pegelkomparator 39 erhalten wird, hat den niedrigen Pegel, wie in Fig. 2C gezeigt ist. Daher wird der PNP-Transistor 41 eingeschaltet, wodurch auch die licht-emittierende Diode 44 eingeschaltet wird, um rotes Licht zu emittieren, wie in Fig. 2G gezeigt ist. Da weiter der Zeitzähler 46 dauernd in den Zustand versetzt ist, den Zeitmeßbetrieb nicht durchzuführen, so daß die Zeitzählerausgangsspannung Vz vom Zeitzähler 46 den hohen Pegel hat, wie in Fig. 2D gezeigt ist, wird der NPN-Transistor 47 eingeschal tet, wodurch die licht-emittierende Diode 57 ebenfalls eingeschaltet wird, um grünes Licht zu emittieren, wie in Fig. 2H gezeigt ist.
• Der NPN-Transistor 61, der mit dem Verbindungspunkt P im Spannungsdetektor 26 verbunden ist, der in der Spannungsstabilisierungsschaltung 18 vorgesehen ist, ist dauernd ausgeschaltet, da die Vergleichsausgangsspannung Vz vom Pegelkomparator 39 einen niedrigen Pegel hat.
• Wenn folglich die Ladespannung VB auf der Stromversorgungsleitung 19 bezüglich des Pegels so begrenzt ist, daß dieser niedriger als 7,8 V ist, nachdem das Laden der Batterie 59 begonnen wurde, d. h., wenn der Ladungsgrad der Batterie 59 nicht 80% der vollen Ladung erreicht hat, emittieren die lichtemittierenden Dioden 44 und 57 laufend rotes und grünes Licht, so daß genau angezeigt wird, daß die Batterie 59 bezüglich des Entladens daran zurückgehalten werden sollte, um eine Spannungsquelle für ein elektronisches Gerät bereitzustellen.
• Danach hat der Pegel der Ladespannung VB auf der Stromversorgungsleitung 19 7,8 V erreicht und der Ladungsgrad auf der Batterie 59 hat 80% der vollen Ladung in einem Zeitpunkt t3 erreicht, wie in Fig. 2A bis 2H gezeigt ist. Danach, nach dem Zeitpunkt t3, steigt der Pegel der Ladespannung VB auf der Stromversorgungsleitung 19 allmählich an, um von 7,8 V auf 8,1 V zu steigen, wie in Fig. 2A gezeigt ist.
• Da in diesem Fall der Pegel der Ladespannung VB höher als 7,8 V ist, ist die Spannung Vy, die am Verbindungspunkt Y im Spannungsdetektor 38 erhalten wird, pegelmäßig gleich oder höher als die Spannung Vx, die am Verbindungspunkt X im Spannungsdetektor 35 erhalten wird, und die Vergleichsausgangsspannung Vz, die am Pegelkomparator 39 erhalten wird, besitzt eine ansteigende Flanke zum hohen Pegel vom niedrigen Pegel im Zeitpunkt t3, wie in Fig. 2C gezeigt ist. Daher wird der NPN-Transistor 61, der mit dem Verbindungspunkt P im Spannungsdetektor 26 verbunden ist, der in der Spannungsstabilisierungsschaltung 18 vorgesehen ist, eingeschaltet, so daß die Spannung Vp, die am Verbindungspunkt P im Spannungsdetektor 26 erhalten wird, bezüglich des Pegels reduziert wird. Somit steuert der PNP- Transistor 20, der durch die gelieferte Steuerspannung vom Steuerspannungsgenerator 22 gesteuert wird, den Ladestrom IB, der über die Stromversorgungsleitung 19 zur Batterie 59 geliefert wird, so daß dessen Pegel plötzlich beispielsweise auf 15 Milliampere reduziert wird, wie in Fig. 2B gezeigt ist. Unter einem solchen Zustand wirkt der Spannungsversorgungs-Schaltungsbereich, der den Vollweggleichrichter 15 und die Spannungsstabilisierungsschaltung 18 umfaßt, im wesentlichen als Konstantspannungsquelle, wobei die Batterie 59 weiter wirksam mit dem Ladestrom IB geladen wird, der plötzlich bezüglich des Pegels reduziert ist, und wobei der Ladungsgrad für die Batterie 59 weiter allmählich ansteigt, um auf 100% der vollen Ladung zu steigen.
• Da die Vergleichsausgangsspannung Vz, die am Pegelkomparator 39 erhalten wird, eine ansteigende Flanke vom niedrigen Pegel auf den hohen Pegel im Zeitpunkt t3 hat, wie in Fig. 2C gezeigt ist, wird der PNP-Transistor 41 ausgeschaltet und dadurch wird die licht-emittierende Diode 44 ebenfalls ausgeschaltet, um kein rotes Licht zu emittieren.
• Dabei wird der Zeitzähler 46 durch die ansteigende Flanke der Vergleichsausgangsspannung Vz getriggert, die vom Pegelkomparator 39 im Zeitpunkt t3 erhalten wird, um den Zeitmeßbetrieb zum Messen einer vorgegebenen Zeit zu starten. Die vorgegebene Zeit, die durch den Zeitzähler 46 gemessen wird, wird so eingestellt, daß sie einer Periode entspricht, in welcher der Ladungsgrad der Batterie 59 100% der vollen Ladung erreicht, nachdem er 80% der vollen Ladung durchlaufen hat. Bei solch einem Zeitmeßbetrieb durch den Zeitzähler 46 hat die Zeitzählerausgangsspannung Vt, die vom Zeitzähler 46 erhalten wird, ständig einen niedrigen Pegel nach dem Zeitpunkt t3, wie in Fig. 2D gezeigt ist, wodurch der NPN-Transistor 47 ausgeschaltet wird. Außerdem wird der NPN-Transistor 50 durch die Zeitzählerausgangsspannung Vt, die vom Zeitzähler 46 erhalten wird, ausgeschaltet, wobei sie den niedrigen Pegel hat, und die Ausgangsspannung Vu, die vom Kollektor des NPN-Transistors 50 erhalten wird, hat einen hohen Pegel, der zum Freigabeanschluß 53E des astabilen Multivibrators 53 geliefert wird, wie in Fig. 2E gezeigt ist. Der astabile Multivibrator 53 führt den Pegelinvertierungsbetrieb durch, um zu veranlassen, daß die Ausgangsspannung Vw abwechselnd einen hohen Pegel und einen niedrigen Pegel bei jeder vorgegebenen Zeitperiode hat, die durch eine Schaltung für eine Zeitkonstante eingestellt wird, die im astabilen Multivibrator 53 enthalten ist, wie in Fig. 2F gezeigt ist.
• Der NPN-Transistor 54 wird durch die Ausgangsspannung Vw, die abwechselnd einen hohen und einen niedrigen Pegel hat, bei jeder vorgegebenen Zeitperiode so gesteuert, daß er abwechselnd bei jeder vorgegebenen Zeitperiode eingeschaltet und ausgeschaltet wird, wodurch die licht-emittierende Diode 57 in einen Zustand versetzt wird, um grünes Licht zu emittieren und in einen Zustand, um die Emission des grünes Lichts anzuhalten, und zwar abwechselnd bei jeder vorgegebenen Zeitperiode, um einen Blinkbetrieb durchzuführen, um grünes Licht intermittierend zu emittieren, wie in Fig. 2H gezeigt ist.
• Wie oben beschrieben wird in einer Periode, in welcher die Batterie 59 mit dem Ladestrom IB geladen wird, der von einer Stromversorgungsleitung 19 geliefert wird, und nachdem der Ladungsgrad der Batterie 59 80% der vollen Ladung erreicht hat, so daß der Ladungsgrad der Batterie 59 allmählich ansteigt, um in Richtung auf 100% der vollen Ladung zu steigen, bewirkt, daß die licht-emittierende Diode 44 damit aufhört, rotes Licht zu emittieren, und daß bewirkt wird, daß die licht-emittierende Diode 57 den Blinkbetrieb ausführt, um grünes Licht intermittierend zu emittieren, so daß in geeigneter Weise angezeigt wird, daß die Batterie 59 zum Entladen verwendet werden kann, wodurch eine Spannungsquelle für ein elektronisches Gerät bereitgestellt wird.
• Dann wird in einem Zeitpunkt t4, wie in Fig. 2A bis 2H gezeigt ist, der Zeitmeßbetrieb durch den Zeitzähler 46 zum Messen der vorgegebenen Zeit, die eingestellt wird, damit sie der Periode entspricht, in welcher der Ladungsgrad für die Batterie 59 100% der vollen Ladung erreicht, nachdem er 80% der vollen Ladung durchlaufen hat, beendet, und es wird die Zeitzählerausgangsspannung Vt, die vom Zeitzähler 46 erhalten wird, umgeschaltet, so daß sie den hohen Pegel hat, wie in Fig. 2D gezeigt ist, und es wird der NPN-Transistor 47 eingeschaltet. Der NPN-Transistor 50 wird außerdem durch die Zeitzählerausgangsspannung Vt, die einen hohen Pegel hat, eingeschaltet, wodurch veranlaßt wird, daß der astabile Multivibrator 53 keinen Pegelinvertierungsbetrieb mehr durchführt, so daß der NPN-Transistor 54 ausgeschaltet wird. Auf diese Weise wird, wenn der NPN-Transistor 47 eingeschaltet ist, die licht-emittierende Diode 57 eingeschaltet, um grünes Licht zu emittieren, wie in Fig. 2H gezeigt ist. Der PNP-Transistor 41 befindet sich noch im ausgeschalteten Zustand, und die licht-emittierende Diode 44 wird im Ausschaltezustand gehalten, wie in Fig. 2G gezeigt ist.
• Danach wird die Batterie 59 im Zeitpunkt t5, wie in Fig. 2A bis 2H gezeigt ist, von den Ladeanschlüssen 30 und 31 getrennt. Dadurch wird der Ladestrom IB, der über die Stromversorgungsleitung 19 fließt, unterbrochen, wie in Fig. 2B gezeigt ist. Schließlich wird der Spannungsversorgungsschalter 14 ausgeschaltet und es wird die licht-emittierte Diode 57 im Zeitpunkt t6, wie in Fig. 2A bis 2H gezeigt ist, ausgeschaltet.
• Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Batterieladegeräts nach der vorliegenden Erfindung, das so aufgebaut ist, daß dieses zum Laden einer sogenannten Nickel-Cadmium-Batterie geeignet ist, die eine von Sekundärbatterien ist, und außerdem dazu verwendet wird, um eine Spannungsquelle für ein elektronisches Gerät bereitzustellen, beispielsweise ein tragbares Telefon. In Fig. 3 sind Elemente und Bereiche, die denjenigen von Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so daß auf eine weitere Beschreibung dafür verzichtet werden kann.
• In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform umfaßt eine Spannungsstabilisierungsschaltung 18 einen PNP-Transistor 20, einen NPN-Transistor 21, einen Steuerspannungsgenerator 22, einen Spannungsdetektor 26, der einen Verbindungspunkt P hat, der zwischen den Widerständen 24 und 25 gebildet ist und mit einem der Eingangsanschlüsse des Steuerspannungsgenerators 22 verbunden ist, einen Widerstand 65, der den anderen der Eingangsanschlüsse des Steuerspannungsgenerators 22 mit einem Schaltungs anschluß 66 verbindet, und einen Kondensator 67, der zwischen dem Kollektor des PNP-Transistors 20 und Masse geschaltet ist.
• Eine Batterie 70, die beispielsweise eine zu ladende Nickel-Cadmium-Batterie ist, und ein Widerstand 71, der einen kleinen Widerstandswert von beispielsweise ungefähr 0,3 Ω hat, sind in Reihe zwischen Ladeanschlüssen 30 und 31 geschaltet. Ein Schaltungsanschluß 73, der von der Batterie 70 hergeleitet ist, ist mit dem Ladeanschluß 30 verbunden, und ein Schaltungsanschluß 74, der vom Widerstand 71 hergeleitet ist, ist mit dem Ladeanschluß 31 verbunden. Die Batterie 70 und der Widerstand, die seriell geschaltet sind, sind in einem Gehäuse 72 untergebracht, welches abnehmbar an Ladeanschlüssen 30 und 31 befestigt ist. Ein Anschluß 75 ist von einem Verbindungspunkt zwischen der Batterie 70 und dem Widerstand 71 hergeleitet, der mit dem Verbindunganschluß 66 verbunden ist, der von der Spannungsstabilisierungsschaltung 18 hergeleitet ist.
• Eine Ladespannung VB, die über eine Stromversorgungsleitung 19 am Ladeanschluß 30 erhalten wird, wird an die Batterie 70 und den Widerstand 71 angelegt, die in Reihe geschaltet sind, wodurch ein Ladestrom IB über die Batterie 70 und den Widerstand 71 fließt. Das heißt, daß der Ladestrom IB über die Stromversorgungsleitung 19 zur Batterie 70 und zum Widerstand 71, die in Reihe zwischen den Ladeanschlüssen 30 und 31 geschaltet sind, von einer Stromversorgungsschaltung geliefert wird, die aus einem Vollweggleichrichter 15 und einer Spannungsstabilisierungsschaltung 18 besteht, so daß die Batterie 70 mit dem Ladestrom IB geladen wird. Wenn die Batterie 70 geladen ist, wird eine Spannung Vr, die am Widerstand 71 erhalten wird, über den der Ladestrom IB fließt, vom Verbindungspunkt zwischen der Batterie 70 und dem Widerstand 71 zum Anschluß 75 geleitet. Die Spannung Vr, die am Anschluß 75 erscheint, variiert pegelmäßig als Antwort auf pegelmäßige Änderungen des Ladestroms IB.
• Die Spannung Vr, die am Anschluß 75 auftritt und die über den Verbindungsanschluß 66 und den Widerstand 65 zum Steuerspannungsgenerator 22 geliefert wird, wird im Steuerspannungsgenerator 22 mit einer Spannung Vp verglichen, der am Ver bindungspunkt P im Spannungsdetektor 26 erhalten wird, um eine Steuerspannung zu erzeugen, deren Pegel einer Differenz zwischen der Spannung Vr und der Spannung Vp entspricht. Die erzeugte Steuerspannung wird zur Basis des NPN-Transistors 21 geliefert, um so über den NPN-Transistor 21 die Impedanz des PNP- Tranistors 20 zu steuern. Mit dieser Steuerung der Impedanz des PNP-Tranistors 20 wirkt die Spannungsstabilisierungsschaltung 18 als Konstantspannungs-Erzeugungsschaltung, und die Ladespannung VB, die am Kollektor des PNP-Transistors 20 erhalten wird und über die Stromversorgungsleitung 19 zum Ladeanschluß 30 übertragen wird, wird so gesteuert, daß sie einen konstanten Pegel von beispielsweise 8,1 V hat. In diesem Fall wird die Differenz zwischen der Spannung Vr und der Spannung Vp so gesteuert, daß diese konstant ist. Da die Spannung Vp durch Teilen der konstanten Versorgungsspannung VC im Verhältnis des Widerstandswerts des Widerstands 25 zur Summe der Widerstandswerte eines variablen Widerstandes 23 und des Widerstands 24 und des Widerstands 25 erhalten wird und dadurch einen konstanten Pegel hat, wird außerdem die Spannung Vr so gesteuert, daß sie einen konstanten Pegel hat, und ein Strom, der durch den PNP-Transistor 20 fließt, wird so gesteuert, daß der Ladestrom IB, der über die Stromversorgungsleitung 19 zur Batterie 70 und zum Widerstand 71, die seriell geschaltet sind, so gesteuert wird, daß er konstant ist. Der Pegel der Spannung Vp wird durch den variablen Widerstand 23 eingestellt.
• Wenn die Batterie durch das Batterieladegerät geladen wird, welches wie oben gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, ist das Gehäuse 72, welches die Batterie 70 und den Widerstand 71 enthält, die in Reihe geschaltet sind, zwischen den Ladeanschlüssen 30 und 31 in einer Weise geschaltet, daß der Verbindungsanschluß 73, der von der Batterie 70 herstammt, mit dem Ladeanschluß 30 verbunden ist, der Verbindunganschluß 74, der vom Widerstand 71 herstammt, mit dem Ladeanschluß 31 verbunden ist, und der Anschluß 75, der vom Verbindungspunkt zwischen der Batterie 70 und dem Widerstand 71 herstammt, mit dem Verbindungsanschluß 66 verbunden ist, der von der Batteriestabilisierungsschaltung 18 herstammt, und der Ladestrom IB von beispielsweise 150 Milliampere über die Stromversorgungsleitung 19 zur Batterie 70 und zum Widerstand 71 geliefert wird, die seriell geschaltet sind, in fast der gleichen Weise wie der Ladestrom IB, der durch die Batterie 59 bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform fließt.
• Wenn die Ladespannung VB auf der Stromversorgungsleitung 19 allmählich mit einem Anstieg des Ladungsgrads der Batterie 70 ansteigt, wird die Spannung Vr, die am Widerstand 71 erhalten wird, über den Verbindungsanschluß 66 und dem Widerstand 65 zum Steuerspannungsgenerator 22 geliefert, und der PNP-Transistor 20, dessen Impedanz durch die Steuerspannung gesteuert wird, die vom Steuerspannungsgenerator 22 geliefert wird, arbeitet so, daß er den Strom steuert, der über die Stromversorgungsleitung 19 fließt, um so die Spannung Vr konstant zu halten, d. h., den Ladestrom IB, der durch die Batterie 70 und den Widerstand 71 fließt, konstant zu halten, so daß die Batterie 70 mit dem Ladestrom IB geladen wird, der auf dem konstanten Pegel von beispielsweise 150 Milliampere gehalten wird.
• In einem Zustand, wo die Batterie 70 mit dem Ladestrom IB - wie oben beschrieben - geladen wird, arbeiten die lichtemittierenden Dioden 44 und 57, die den ersten und zweiten Ladungsindikator bilden, so, daß sie eine Anzeige als Antwort auf die Ladung der Batterie 70 in der gleichen Weise wie oben bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ausführen.
• Wenn eine Last 80, beispielsweise ein tragbares Telefon, parallel zur Reihenschaltung der Batterie 70 und des Widerstands 71, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 3 gezeigt ist, geschaltet wird, wird gemäß dem ersten und zweiten Ladungsindikator, der anzeigt, daß die Batterie 70 dazu verwendet werden kann, entladen zu werden, um eine Spannungsquelle für ein elektronisches Gerät bereitzustellen, ein Strom IL, der einen Pegel von beispielsweise ungefähr 60 Milliampere hat, über die Spannungsversorgungsleitung 19 zur Last 80 geliefert. Folglich fließt der Strom IL, der einen Pegel von beispielsweise von ungefähr 60 Milliampere hat, über die Stromversorgungsleitung 19 zusätzlich zum Ladestrom IB, der beispielsweise einen Pegel von ungefähr 15 Milliampere hat, der zur Batterie 70 und zum Widerstand 71 geliefert wird, die in Reihe geschaltet sind. In diesem Fall wird der Ladestrom IB aufrechterhalten, so daß er einen konstanten Pegel unabhängig von Veränderungen des Pegels des Stroms IL hat, der zur Last 80 geliefert wird, aufgrund der Steuerung der Impedanz des PNP-Tranistors 20, um so die Spannung Vr beizubehalten, die am Widerstand 71 durch die Steuerspannung erhalten wird, die vom Steuerspannungsgenerator 22 geliefert wird, an dem die Spannung Vr angelegt ist.
• Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform, die wie oben beschrieben arbeitet, werden die weiteren Vorteile, die gleich denen sind, die oben bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform erhalten werden, ebenfalls erhalten.

Claims (12)

1. Batterieladegerät, mit:

zwei Ladeanschlüssen (30, 31), mit denen jeweils ein Endanschluß einer Sekundärbatterie (59; 70) verbunden ist,

einer Spannungsquelle, um die Sekundärbatterie (59; 70), die mit den Ladeanschlüssen (30, 31) verbunden ist, mit einem Ladestrom zu beliefern,

einer Ladungsermittlungseinrichtung (35), um den Ladungsgrad der Sekundärbatterie (59; 70), die mit dem Ladestrom von der Spannungsquelle beliefert wird, auf Grund einer Spannung zwischen den Ladeanschlüssen (30,31) zu ermitteln,

einem Zeitzähler (46), der arbeitet, um einen Zeitmeßbetrieb zu starten, wenn durch die Ladungsermittlungseinrichtung (35) ermittelt wird, daß der Ladungsgrad der Sekundärbatterie (59; 70), die mit dem Ladestrom von der Spannungsquelle beliefert wird, einen vorgegebenen Grad, der innerhalb eines Bereich von 70% zu 90% der vollen Ladung festgesetzt ist, erreicht hat, und um den Zeitmeßbetrieb fortzusetzen, um eine vorgegebene Zeitdauer zu messen, und

licht-emittierenden Dioden, die ausgelegt sind, unterschiedliche Stadien beim Ladebetrieb, der durch das Batterieladegerät durchgeführt wird, anzuzeigen;

dadurch gekennzeichnet, daß die licht-emittierenden Dioden bestehen aus:

einer ersten licht-emittierenden Diode (44), die in unterschiedlichen Licht-Emissionszuständen arbeitet und ausgelegt ist, daß sie in einem ersten Licht-Emissionszustand in einer ersten Periode (t&sub2; → t&sub3;) von einem Zeitpunkt (t&sub2;) an ist, bei dem begonnen wird, den Ladestrom zur Sekundärbatterie (59; 70) zu liefern, die mit den Ladeanschlüssen (30, 31) verbunden ist, bis zu einem Zeitpunkt (t&sub3;), bei dem durch die Zeitzählungseinrichtung (46) der Zeitmeßbetrieb begonnen wird, und in einem zweiten Licht-Emissionszustand ist, der vom ersten Licht-Emissionszustand verschieden ist, in allen Perioden, die vor und nach der ersten Periode zugewiesen sind, und

einer zweiten licht-emittierenden Diode (57), die in unterschiedlichen Licht-Emissionszuständen arbeitet und die ausgelegt ist, daß sie in einem dritten Licht-Emissionszustand in einer zweiten Periode (t&sub3; → t&sub4;) ist, in welcher die Zeitzählungseinrichtung (46) den Zeitmeßbetrieb durchführt, und in einer vierten Licht-Emissionszustand, der vom dritten Licht-Emissionszustand verschieden ist, in allen Perioden, die vor und nach der zweiten Periode zugewiesen sind;

wobei die erste Periode (t&sub2; → t&sub3;), die zweite Periode (t&sub3; → t&sub4;) und eine Periode (t&sub1; → t&sub2;), während der das Batterieladegerät Leistung aufnimmt, jedoch eine Batterie nicht lädt, in unterschiedlicher Weise dadurch angezeigt werden, daß während der ersten Periode (t&sub2; → t&sub3;) die erste licht-emittierende Diode (44) im ersten Licht-Emissionszustand ist, während die zweite licht-emittierende Diode (57) im vierten Licht-Emissionszustand ist, während der zweiten Periode (t&sub3; → t&sub4;) die erste lichtemittierende Diode (44) im zweiten Licht-Emissionszustand ist, während die zweite licht-emittierende Diode (57) im dritten Licht- Emissionszustand ist, während einer Periode (t&sub1; → t&sub2;), wo das Batterieladegerät Leistung aufnimmt, jedoch eine Batterie nicht lädt, die erste licht-emittierende Diode (44) im zweiten Licht- Emissionszustand ist, während die zweite licht-emittierende Diode (44) im vierten Licht-Emissionszustand ist, und nur während einer Periode, wo keine Leistung zum Batterieladegerät geliefert wird, die erste und zweite licht-emittierende Diode in einen fortwährenden Zustand sind, wo sie kein Licht emittieren.

2. Batterieladegerät nach Anspruch 1, wobei die Spannungsversorgung so arbeitet, daß sie im wesentlichen als Konstantstromquelle wirkt, um die Sekundärbatterie mit dem Ladestrom in der ersten Periode zu beliefern, und im wesentlichen als Konstantspannungsquelle wirkt, um die Sekundärbatterie (59; 70) mit dem Ladestrom in der zweiten Periode zu beliefern.

3. Batterieladegerät nach Anspruch 2, wobei die Spannungsversorgung einen Gleichrichter (15) umfaßt, um eine Wechselspannung gleichzurichten, um einen Gleichstrom zu erzeugen, und eine Spannungsstabilisierungsschaltung (18), um die Gleichspannung, die durch den Gleichrichter (15) erzeugt wird, zu stabilisieren, um eine stabilisierte Versorgungsspannung zu erzeugen und um die stabilisierte Versorgungsspannung an die Ladeanschlüsse (30, 31) anzulegen, um einen Ladestrom, welcher zur Sekundärbatterie (59, 79) geliefert wird, zu erzeugen.

4. Batterieladegerät nach Anspruch 3, wobei die Spannungsstabilisierungsschaltung (18) einen Transistor (20) aufweist, zu welchem die Gleichspannung, die durch den Gleichrichter (15) erzeugt wird, geliefert wird, und einen Steuerspannungs-Erzeugungsschaltungsbereich (22), um eine Steuerspannung zu erzeugen, um die Impedanz des Transistors (20) zu steuern, um die stabilisierte Versorgungsspannung vom Transistor (20) zu erhalten.

5. Batterieladegerät nach Anspruch 4, wobei die Spannungsversorgungseinrichtung außerdem einen Konstantspannungsgenerator (16) umfaßt, um auf der Basis der durch den Gleichrichter (15) erzeugten Gleichspannung eine konstante Versorgungsspannung zu erzeugen, und der Steuerspannungs-Erzeugungsschaltungsbereich (22) sowohl mit der stabilisierten Versorgungsspannung, die vom Transistor (20) erhalten wird, als auch mit der konstanten Versorgungsspannung beliefert wird, die durch den Konstantspannungsgenerator (16) erzeugt wird.

6. Batterieladegerät nach Anspruch 1, wobei die Ladungsermittlungseinrichtung einen Spannungsdetektor (35) umfaßt, um einen Pegel der Spannung zwischen den Ladeanschlüssen (30, 31) zu ermitteln, und einen Pegelkomparator (39), um den durch den Spannungsdetektor (35) ermittelten Pegel mit einem vorgegebenen Referenzpegel zu vergleichen.

7. Batterieladegerät nach Anspruch 6, wobei die Spannungsversorgungseinrichtung einen Gleichrichter (15) umfaßt, um eine Wechselspannung gleichrichten, um eine Gleichspannung zu erzeugen, eine Spannungsstabilisierungsschaltung (18), um die Gleichspannung, die durch den Gleichrichter (15) erzeugt wird, zu stabilisieren, um eine stabilisierte Versorgungsspannung zu erzeugen und um die stabilisierte Versorgungsspannung an die Ladeanschlüsse (30, 31) anzulegen, um den Ladestrom zu erzeugen, der zur Sekundärbatterie (59; 70) geliefert wird, und einen Konstantspannungsgenerator (16), um auf der Basis der durch den Gleichrichter (15) erzeugten Gleichspannung eine konstante Versorgungsspannung zu erzeugen, und die Ladungsermittlungseinrichtung (35) außerdem einen zusätzlichen Spannungsdetektor (38) umfaßt, um einen Pegel der konstanten Versorgungsspannung zu ermitteln, die durch den Konstantspannungsgenerator (16) erzeugt wird, um den vorgegebenen Referenzpegel zu erzeugen.

8. Batterieladegerät nach Anspruch 7, wobei der Spannungsdetektor (35) einen ersten Spannungsteiler (32, 33, 34) umfaßt, um die stabilisierte Versorgungsspannung zu teilen, um eine erste Spannung zu erzeugen, der zusätzliche Spannungsdetektor (38) einen zweiten Spannungsteiler (36, 37) umfaßt, um die konstante Versorgungsspannung zu teilen, um eine zweite Spannung zu erzeugen, und der Pegelkomparator (39) so arbeitet, daß er die erste Spannung mit der zweiten Spannung vergleicht und ein Vergleichsausgangssignal erzeugt.

9. Batterieladegerät nach Anspruch 1, welches umfaßt:

einen ersten und zweiten Ladungsindikator (41, 44; 47, 54, 57), wobei jeder entsprechend eine der ersten und zweiten licht-emittierenden Dioden (44; 57) wie auch eine Schalteinrichtung (41; 47, 54) umfaßt, die mit der jeweiligen lichtemittierenden Diode (44; 57) verbunden ist,

und eine Steuerschaltung, um die Schalteinrichtung zu steuern, damit sie wahlweise eingeschaltet und ausgeschaltet werden kann.

10. Batterieladegerät nach Anspruch 9, wobei die lichtemittierenden Dioden (44; 57), die den ersten bzw. zweiten Ladungsindikator bilden, farbiges Licht, welches voneinander verschieden ist, emittieren können.

11. Batterieladegerät nach Anspruch 1, wobei die Spannungsversorgungseinrichtung einen Gleichrichter (15) umfaßt, um eine Wechselspannung gleichzurichten, um eine Gleichspannung zu erzeugen, und eine Spannungsstabilisierungsschaltung (18), um die Gleichspannung, die durch den Gleichrichter (15) erzeugt ist, zu stabilisieren, um eine stabilisierte Versorgungsspannung zu erzeugen und um die stabilisierte Versorgungsspannung an die Ladeanschlüsse (30, 32) anzulegen, um den Ladestrom, der zu der Sekundärbatterie (59; 70) geliefert wird, zu erzeugen.

12. Batterieladegerät nach Anspruch 11, wobei außerdem ein Widerstand (71) in Reihe mit der Sekundärbatterie (70) zwischen den Ladeanschlüssen (30, 31) geschaltet ist, und die Spannungsstabilisierungsschaltung (18) mit einer Spannung beliefert wird, die am Widerstand (71) erhalten wird, und in der Lage ist, den Ladestrom, der zur Sekundärbatterie (70) geliefert wird, zu steuern, so daß die Spannung, die am Widerstand (71) erhalten wird, in etwa konstant gehalten wird.