DE8900155U1 - Sensor zur Erkennung einer rückläufigen Spannung beliebiger Höhe - Google Patents

Sensor zur Erkennung einer rückläufigen Spannung beliebiger Höhe

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DE8900155U1
DE8900155U1 DE8900155U DE8900155U DE8900155U1 DE 8900155 U1 DE8900155 U1 DE 8900155U1 DE 8900155 U DE8900155 U DE 8900155U DE 8900155 U DE8900155 U DE 8900155U DE 8900155 U1 DE8900155 U1 DE 8900155U1
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Von Kuerthy 7000 Stuttgart De GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/12—Measuring rate of change

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Description

Beschreibung:
Die Anmeldung betrifft einen Spannungssensor ( ):> der einen Rückgang einer Spannung (2) anzeigt, gleichgültig, welche Vorgeschichte der Spannungsverlauf dieser Spannung (2) vor diesem Rückgang hatte, ob Anstiegs- oder konstantzeiten ".u welcher Folge kombiniert waren und von welcher Höhe der Spannung der Rückgang einsetzt. Dabei sollen für den Sensor (3) möglichst wenige und einfache Bauelemente verwendet werden und die Schaltung soll sich selbst kalibrieren,so daß Toleranzen der Bauelemente,der Spannung(2),äußere Einflüsse,wie Tempperatur, Alterung usw. weitgehend vernachlässigt werden können.
Nun sind in der Literatur Schaltungen und Verfahren beschrieben, die den Rückgang einer elektrischen Spannung erkennan. In der Patentschrift DE 3039 119 C 2 zB wird ein solcher Sensor aur Abschaltung der"Ladung einer aufladbaren Batterie beschrieben. Der wesentliche Nachteil dieser und auch anderer bekannter Schaltungen ist der, daß der Spannungsverlauf der zu untersuchenden Spannung (2) direkt von einem Kondensator erfaßt wird,und daß der Leckstrom von solchen Kondensatoren von den Umweltbedingungen, wie Temperatur, Spannungshöhe, Frequenz, Alterung usw. abhängig und ständigen Schwankungen unterworfen ist. Man ist also nie sicher, ober der Rückgang der zu untersuchenden Spannung nicht in Wirklichkeit eine Änderung des Leckstromes des Speicherkondensators ist, obwohl für den Ausgleich des Leckstromes eine aufwendige Nachführungsschaltuvig verwendet wird.
Dieses Problem w4..rd von der anmeldungsgemäßen Schaltung (3) dadurch gelöst, daß die zu untersuchende Spannung (2) nicht von einem passiven Speicherkondensator, sondern von einem aktiven Signalgeber (1) erfaßt wird. Dieser Signalgeber (1) erzeugt, solange, wie die zu untersuchende Spannung ansteigt oder konstant ist, an seinem Ausgang (4) Signale belie biger Frequenz. Sobald die zu untersuchende Spannung (2) dagegen zu irgend einer Zeit bei beliebiger Spannungshöhe zurückgeht, setzen die Signale (4) aus. Ein Auswertespeicher (5), dessen Ausgang (6) ein bestimmtes Signal ausgibt, speichert nur noch den Zustand, daß der Signalgeber (1) Signale (4) sendet. Sobald die Signale (4) ausbleiben, schaltet der Auswertespeicher (5) dieses Signal (6) an seinen Ausgang (6) um. und zeigt damit an, daß die zu untersuchende Spannung (2) rückläufig ist. Es ist nun ohne weiteres möglich, das am Ausgang (6 5 des Auswertespeichers (5) liegende Signal zur Einleitung oder Ausführung der beim Rückgang der zu untersuchenden Spannung (2) gewünschten Maßnahmen zu verwenden.
So kann z.B. bei rückläufiger Spannung (2) das Signal am Ausgang (6) über eine Rückkopplungsleitung (7) auf den Signalgeber (1) zurückgekoppelt werden, um ein erneutes Einsetzen der Signale (4) zu unterbinden, falls die Spannung (2) wieder steigt.
Die Aktivierung bzw. die erneute Aktivierung des Sensors (3) erfolgt durch einen Reset am Reseteingang (10) des Signalgebers (1).
- 5 Beschreibung:
Dxe anmeldungsgemäße Schaltung läßt sich auch mit wenigen einfachen Bauelementen realisieren.Für den aktiven Signalgeber reicht z.B. ein OP,einige widerstände und Kondensator aus.Denn,sowie die zu untersuchende Spannung(2) fällt,bleiben die pulsierenden Signale (4) aus.,der Auswertspeicher erkennt "keine Signale(4)vorhanden" und ändert daraufhin sprunghaft das Signal(6) an seinem Ausgang.Der Schaltkreis (5) speichert somit Anmeldungsgemäß Signale vorhanden,nicht vorhanden. Dabei spielen auch Toleranzen und andere Einflüsse wie Wärme, Alterung usw. keine Rolle,weil nur der Rückgang der Spannung(2) ausgewertet wird,gleichgültig,wie hoch diese Spannung ist und wie sich einzelne Bauelemente verändern, weil ent wed'?.;: ein Strom fließt bei konstanter oder steigender Spannung(2),oder kein Strom fließt bei abfallender Spannung (2).
Signal(6) wird nun über Rückkopplung(7) dazu verwendet um z.B. den Ladeverlauf einer NC Batterie abzuschalten oder auf einen niedrigeren Wert des Ladestromes umzuschalten.Der typische Ladespannungsverlauf ist dargestellt in Fig.5.U ist der Ladespannungsverlauf,der nach Us(Sch&itelwert) zwischen ti und t2 auf minus 4 U zurückgeht.Durch geeignete Wahl eines Zeitgliedes ( R + C) kann festgelegt werden an welchem Puikt/ier rückläufigen Spannung, eingegriffen werden soll,damit der Sensor(5) den Sprung an seinem Ausgang(6) ausführt.
Störungen oder Umweltbeeinflussungen können ausgegrenzt werden dadurch,dass gezielt die Zeitverzögerung,der Spannungsrückgang, und die Empfindlichkeit des Sensors(3)&igr; durch Veränderung von Widerständen oder andere Bauteile,festgelegt wird.
Bei entsprechender Bemessung der bauelemente kann man durchaus eine Empfindlichkeit von einigen mV pro min.bei einer Grund spannung von 0 bis 30V erreichen.
Mit einem entsprechenden Netzwerken) kann man die zu messende Spannung (2) und die Betriebsspannung der Stromkreise des Sensors (3) aneinander anpassen bzw. die Betriebsspannung (8) aus der zu messenden Spannung (2) entnehmen.
Durch die Unabhängigkeit des Sensors (3) von derHöhe der Spannung (2) ist es möglich Fehler Am Ladeverlauf zu erkennen, wie z.B. den Ausfall einer oder mehrer Zellen bei einem Akumulator oder einem Batteriepacket bestehend aus einer beliebigen Anzahl von Zellen,und den Ladevorgang abzubrechen auszuschalten oder auf einen niedrigeren Ladestrom umzuschalten bei dem ein Überladen mit eventuellen UnikalIfolgen vermieden werden kann.

Claims (1)

  1. - i - " " Q 89 OO 155.9 Ansprüche &igr;
    1. Sensor (3) zur Erkennung einer rückläufigen Spannung (2), die vorher beliebige Anstiege und/oder gleichbleibende Höhen bis zu einer beliebigen Höhe durchlaufen hat und dann abfällt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltkreis (1) ein Signal beliebiger Frequenz an seinem Ausgang (4) solange erzeugt, wie die Spannung (2) ansteigt und/oder konstant ist, während das Signal (4) aussetzt wenn die Spannung (2) abfälIt.
    Sensor (3) zur Erkennung einer rückläufigen Spannung (2), die vorher beliebige Anstiege und/oder gleichbleibende Höhen
    be i j eui yen
    abfällt, wobei er durch ein geeignetes Netzwerk anzeigt, daß sie ansteigt und/oder konstant bleibt oder abfällt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltkreis (5) an seinem Ausgang
    (6) solange ein Signal abgibt, wie er an seinem Eingang (4) die Anzeige der steigenden oder konstanten Spannung (2) erkennt. und ein anderes Signal, sobald er die Anzeige der fallenden Spannung (2) erfaßt.
    3. Sensor (3) zur Erkennung einer rückläufigen Spannung (2), die vorher beliebige Anstiege und/oder gleichbleibende Höhen bis zu einer beliebigen Höhe durchlaufen hat, und dann abfällt, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer Kombination der Ansprüche 1 und 2 besteht.
    4. Sensor (3) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß für den Signal-Geber (1) nur 1 beschal teter OP verwendet wird.
    5. Sensor (3) nach Anspruch 2 aadurch gekennzeichnet, daß für den Auswertespeicher (5) nur 1 beschal teter OP verwendet wird.
    6. Sensor (3) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Auswertespeicher (5) als Signal an seinem Ausgang (6) seine Versorguncs= spannung (8) sperrt oder durchschaltet.
    7. Sensor (3) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprü= • ehe dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückkopplungsleitung
    (7) vom Ausgang (6) des Auswertespejchers (5) zum Signal-Geber (1) führt.
    i. Sensor (3) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprü= ehe dadurch gekennzeichnet, daß ein Reseteingang (10) am Signal-Geber (1) vorhanden ist.
    "'·-.· 2 - " ' '··' ♦ ·' Q 89 OO 155.9
    9. Sensor (3) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang (2) des Sensors (3) ein Anpassungsnetzwerk (11) die zu untersuchende Spannung (2) an die Betriebsspannung (8) des Sensors (3) anpaßt.
    10. Sensor (3) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Anpassungs-Netz= werk (11) eine Wechsel- oder überlagerte Gleichspannung (2) in eine geglättete Gleichspannung wandelt.
    11. Sensor (3) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Anpassungs-Netzwerk (11) die zu untersuchende Spannung (2) getrennt und unterschiedlich an den Eingang des &Ggr;ignal-Gebers (1) und die Versorgungs-Spannung (8) des Sensors anpaßt.
    12. Sensor (3) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (6) des Auswerte-Speichers (5) eine Steuerschaltung (12) ist.
    13. Sensor (3) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Anpassungs-Netz= werk (11) für die Anpassung einer Gleichspannung von 1.2 bis 36 V an den Sensors (3) ausgelegt ist.
    14. Sensor (3) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, da3 das Anpassungen itStZWSTn &ngr; 11; tür uiS ÄnpSSSUng S &igr; &Ggr;&igr;&dgr;" Gi S &igr; CiispSTinUng iiiit überlagerter Wechselspannung von 1.4 bis 48 V an den Sensors (3) ausgelegt ist.
    15. Sensor (3) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Anpassungsnetzwerk (11) die Ansprüche 13. und 14. kombiniert.
    16. Sensor (3) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß ein Resetseingang (10) am Signal-Geber (1) für eine Gleichspannung von 1.2 bis 36 V ausgelegt ist.
    17. Sensor (3) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß ein Resetseingang (10) am Signal-Geber (1) für eine Gleichspannung mit überlagerter Wechselspannung von 1.4 bis 48 V ausgelegt ist.
    18. Sensor (3) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Reseteingang (10) am Signal-Geber (1) ein festeingestelltes oder steuerbares Zeitverzögerungsglied (14) hat.
    *■* J —
    G 89 OO 155.9
    19. Sensor (3) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Zeltverzögerungsglied (14) am Reseteingang (IG) des Signal-Gebers (1) so eingestellt ist, daß es das Signal (6) am Auswerte-Speicher (5) um eine vorbestimmte Zeit verzögert.
    20. Sensor (3) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerte-Speicher (5) am Eingang ein festeingestelltes oder steuerbares Spannungsdifferenzmeßglied (15) hat.
    2i. sensor (3) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Spannungs= differenzmeßglled (15) am Eingang des Auewerte-Speichers (5) so eingestellt ist, daß der Signalsprung am Ausgang (6) erst erfolgt, wenn die zu untersuchende Spannung (2) um einen vorher bestimmten Betrag zurückgegangen ist.
DE8900155U 1989-01-09 1989-01-09 Sensor zur Erkennung einer rückläufigen Spannung beliebiger Höhe Expired DE8900155U1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3920629A1 (de) * 1989-06-23 1991-01-10 Ullmann Ulo Werk Verfahren zur bestimmung der kapazitaet eines elektrischen akkumulators und zur ladung desselben
DE19504468A1 (de) * 1994-02-10 1995-08-17 Hitachi Koki Kk Batterieladegerät mit Lebensdauererfassungsvorrichtung

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3920629A1 (de) * 1989-06-23 1991-01-10 Ullmann Ulo Werk Verfahren zur bestimmung der kapazitaet eines elektrischen akkumulators und zur ladung desselben
DE19504468A1 (de) * 1994-02-10 1995-08-17 Hitachi Koki Kk Batterieladegerät mit Lebensdauererfassungsvorrichtung
DE19504468C2 (de) * 1994-02-10 1999-03-11 Hitachi Koki Kk Batterieladegerät mit Lebensdauererfassungsvorrichtung

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