FR2665585A1 - Battery charger with uniform distribution of the charge current - Google Patents

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    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially

Abstract

Battery charger with uniform distribution of the charge current, intended to carry out charging of any number of batteries, lying between 1 and p x q, p and q being integers, this charge being provided from a supply voltage V with approximate value p.v., these batteries being distributed between 1 and q parallel channels in which q - 1 include p batteries and the last contains between 1 and p thereof, v being the value of the rated voltage of the said batteries, characterised in that it includes, on the one hand, at least q constant-current generators G1 to G6, each capable of supplying one of the q channels of batteries under charge, and, on the other hand, a circuit for deriving the same reference voltage for each of the said generators, this reference voltage possibly being derived either from a total charging current measurement, or by a reference voltage generator GR.

Description

CHARGEUR DE BATTERIES A REPARTITION
UNIFORME DU COURANT DE CHARGE
La présente invention concerne un chargeur de batteries à répartition uniforme du courant de charge, destiné à assurer la charge d'un nombre quelconque de batteries, compris entre 1 et p x q, p et q étant des entiers, cette charge étant assurée à partir d'une tension d'alimentation V de valeur approximative p.v, ces batteries étant réparties entre 1 et q voies parallèles dont q-l comportent p batteries et la dernière en contient entre 1 et p, v étant la valeur de la tension nominale desdites batteries.DISTRIBUTED BATTERY CHARGER
CHARGE CURRENT UNIFORM
The present invention relates to a battery charger with uniform distribution of the charging current, intended to ensure the charging of any number of batteries, between 1 and pxq, p and q being integers, this charging being ensured from a supply voltage V of approximate value pv, these batteries being distributed between 1 and q parallel channels of which ql comprise p batteries and the last contains between 1 and p, v being the value of the nominal voltage of said batteries.

Le problème que l'invention vise à résoudre est de répartir uniformément dans les q voies de batteries sous charge le courant disponible sous la tension d'alimentation
V, alors que ce courant est variable, étant fourni, par exemple, soit par un ensemble de panneaux solaires soumis à un ensoleillement variable, soit par une batterie.The problem that the invention aims to solve is to distribute the current available under the supply voltage uniformly across the q battery channels under load
V, while this current is variable, being supplied, for example, either by a set of solar panels subjected to variable sunshine, or by a battery.

Pour résoudre ce problème, un chargeur conforme à l'invention, du type spécifié au début, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte d'une part au moins q générateurs de courant constant, chacun propre à alimenter l'une des q voies de batteries sous charge, et d'autre part un circuit d'élaboration d'une même tension de référence pour chacun desdits générateurs, cette tension de référence pouvant être élaborée soit à partir d'une mesure du courant total de charge, soit par un générateur de tension de référence. To solve this problem, a charger according to the invention, of the type specified at the start, is essentially characterized in that it comprises on the one hand at least q constant current generators, each suitable for supplying one of the q channels of batteries under load, and on the other hand a circuit for developing the same reference voltage for each of said generators, this reference voltage can be developed either from a measurement of the total charge current, or by a reference voltage generator.

Ainsi, quel que soit le courant total de charge des batteries, on sera assuré de répartir le courant disponible uniformément dans toutes les voies. Thus, whatever the total charge current of the batteries, we will be sure to distribute the available current evenly across all channels.

Un chargeur conforme à l'invention peut aussi être caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de temporisation propre à être initialisé en présence de batteries sous charge dans une ou plusieurs des q voies, et à provoquer l'allumage de diodes électroluminescentes, ou analogues, correspondantes, au moins pendant un temps de charge déterminé. A charger according to the invention can also be characterized in that it comprises a timing circuit capable of being initialized in the presence of batteries under charge in one or more of the q channels, and of causing the lighting of light-emitting diodes, or analogues, corresponding, at least during a determined charging time.

Un chargeur conforme à l'invention peut encore être caractérisé en ce qu'il comporte deux entrées d'alimentation distinctes, dont une prioritaire, et un circuit de commutation propre à déconnecter l'entrée non prioritaire en présence d'une tension suffisante sur l'entrée prioritaire. A charger according to the invention can also be characterized in that it comprises two separate supply inputs, one of which has priority, and a switching circuit capable of disconnecting the non-priority input in the presence of sufficient voltage on the priority entry.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront d'ailleurs à la lecture de l'exemple de réalisation décrit ci-dessous à titre illustratif et nullement limitatif, avec référence à la figure unique du dessin annexé, qui est un schéma synoptique général d'un chargeur conforme à l'invention. Other characteristics and advantages of the invention will appear moreover on reading the embodiment described below by way of illustration and in no way limitative, with reference to the single figure of the appended drawing, which is a general block diagram a charger according to the invention.

Dans ce qui suit, on supposera que le chargeur est destiné à charger au maximum 42 batteries, p (nombre de batteries par voie) étant égal à 7 et q (nombre de voies) étant égal à 6. Les batteries à charger peuvent être par exemple du type Ni-Cd de tension 1,2 V, de module quelconque, par exemple R20 ; la batterie d'alimentation, supposée prioritaire, pourra avoir une tension de 12 V. En absence de batterie, l'alimentation est supposée fournie, également sous 12 V, par un ensemble de panneaux solaires recevant un ensoleillement variable. In what follows, it will be assumed that the charger is intended to charge a maximum of 42 batteries, p (number of batteries per channel) being equal to 7 and q (number of channels) being equal to 6. The batteries to be charged can be by example of the Ni-Cd type of voltage 1.2 V, of any module, for example R20; the supply battery, assumed to have priority, could have a voltage of 12 V. In the absence of a battery, the supply is assumed to be supplied, also at 12 V, by a set of solar panels receiving variable sunshine.

Ceci étant, et en se référant à la figure, on voit que l'entrée 12 V batterie est reliée par un fusible F1 et six diodes de découplage référencées d2 à d12, aux bornes positives des six voies de charge désignées n voie 1", "voie 2"... "voie 6", prévues pour contenir chacune au maximum sept batteries. Cette entrée 12 V batterie est reliée par ailleurs à la bobine d'un relais Rel ; un générateur de tension de référence GR est connecté entre le fusible F1 et le contact T1 du relais précité. This being so, and with reference to the figure, it can be seen that the 12 V battery input is connected by a fuse F1 and six decoupling diodes referenced d2 to d12, at the positive terminals of the six charge channels designated n channel 1 ", "channel 2" ... "channel 6", designed to each contain a maximum of seven batteries. This 12 V battery input is also connected to the coil of a Rel relay; a reference voltage generator GR is connected between the fuse F1 and contact T1 of the above-mentioned relay.

Quant à l'entrée 12 V des panneaux solaires, elle est reliée aux mêmes bornes positives des six voies de charge par un fusible F2, un contact R2 du même relais, une résistance de référence RF et six autres diodes de découplage, dl à dli.  As for the 12 V input of the solar panels, it is connected to the same positive terminals of the six charge channels by a fuse F2, a contact R2 of the same relay, an RF reference resistance and six other decoupling diodes, dl to dli .

Ainsi, lorsque le chargeur fonctionne sur batterie 12 V, la bobine du relais Rel est excitée, les contacts R1 et R2 sont ouverts, les panneaux solaires sont déconnectés et la tension de référence fixe, fournie par le générateur GR, est transmise à la ligne REF par le contact de relais
T1, alors fermé ; de là, cette tension de référence est envoyée à l'entrée de chaque générateur de courant constant G1 à G6, dont les sorties sont connectées respectivement aux bornes négatives des voies de charge 1 à 6.Thus, when the charger operates on 12 V battery, the coil of the Rel relay is energized, the contacts R1 and R2 are open, the solar panels are disconnected and the fixed reference voltage, supplied by the generator GR, is transmitted to the line REF by relay contact
T1, then closed; from there, this reference voltage is sent to the input of each constant current generator G1 to G6, whose outputs are connected respectively to the negative terminals of the load channels 1 to 6.

En absence de batterie 12 V, le relais Rel retombe au repos, ce qui ferme les contacts R1 et R2. La tension de référence pour les générateurs de courant constant est alors élaborée, à partir de la chute de tension présente aux bornes de la résistance RF, par les amplificateurs de mesure Aml et Am2, la sortie de ce dernier étant reliée à la borne R1 du relais. In the absence of a 12 V battery, the Rel relay falls back to rest, which closes the contacts R1 and R2. The reference voltage for the constant current generators is then developed, from the voltage drop present at the terminals of the RF resistance, by the measurement amplifiers Aml and Am2, the output of the latter being connected to terminal R1 of the relay.

On a ainsi sur la ligne REF une tension de rFfé- rence variable en fonction du rendement des panneaux solaires et dépendant du courant total de charge, mais identique pour tous les générateurs de courant constant. Ce courant constant peut être par exemple de 0,6 A par voie. There is thus on the REF line a variable reference voltage depending on the efficiency of the solar panels and dependent on the total charging current, but identical for all constant current generators. This constant current can for example be 0.6 A per channel.

Un circuit de temporisation référencé "Tempo" a été représenté connecté à la sixième voie de charge. Il fonctionnera donc de la même manière, que la charge soit fournie par la batterie 12 V ou par les panneaux solaires. A timing circuit referenced "Tempo" has been shown connected to the sixth charging channel. It will therefore operate in the same way, whether the charge is supplied by the 12 V battery or by the solar panels.

Ce circuit sera initialisé en début de charge, ce qui provoquera l'allumage des six diodes électroluminescentes associées à chaque voie, L1 à L6. L'extinction de ces "LED", commandée par le circuit de temporisation, pourra intervenir par exemple au bout de 10 heures de charge.  This circuit will be initialized at the start of the charge, which will cause the six light-emitting diodes associated with each channel, L1 to L6. The extinction of these "LEDs", controlled by the timing circuit, may occur for example after 10 hours of charging.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1. Chargeur de batteries à répartition uniforme du courant de charge, destiné à assurer la charge d'un nombre quelconque de batteries, compris entre 1 et p x q, p et q étant des entiers, cette charge étant assurée à partir d'une tension d'alimentation V de valeur approximative p.v, ces batteries étant réparties entre 1 et q voies parallèles dont q-l comportent p batteries et la dernière en contient entre 1 et p, v étant la valeur de la tension nominale desdites batteries, caractérisé en ce qu'il comporte d'une part au moins q générateurs de courant constant (G1 à G6), chacun propre à alimenter l'une des q voies de batteries sous charge, et d'autre part un circuit d'élaboration d'une même tension de référence pour chacun desdits générateurs, cette tension de référence pouvant être élaborée soit à partir d'une mesure du courant total de charge, soit par un générateur de tension de référence (GR  1. Battery charger with uniform distribution of the charging current, intended to charge any number of batteries, between 1 and pxq, p and q being integers, this charge being ensured from a voltage d power supply V of approximate value pv, these batteries being distributed between 1 and q parallel paths of which ql comprise p batteries and the last contains between 1 and p, v being the value of the nominal voltage of said batteries, characterized in that comprises on the one hand at least q constant current generators (G1 to G6), each suitable for supplying one of the q channels of batteries under charge, and on the other hand a circuit for developing the same reference voltage for each of said generators, this reference voltage can be developed either from a measurement of the total charge current, or by a reference voltage generator (GR 2. Chargeur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de temporisation propre à être initialisé en présence de batteries sous charge dans une ou plusieurs des q voies, et à provoquer l'allumage de diodes électroluminescentes (L1 à L6), ou analogues, correspondantes, au moins pendant un temps de charge déterminé. 2. Charger according to claim 1, characterized in that it comprises a timing circuit capable of being initialized in the presence of batteries under charge in one or more of the q channels, and of causing the lighting of light-emitting diodes (L1 to L6 ), or the like, corresponding, at least during a determined charging time. 3. Chargeur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte deux entrées d'alimentation distinctes, dont une prioritaire, et un circuit de commutation (Rel) propre à déconnecter l'entrée non prioritaire en présence d'une tension suffisante sur l'entrée prioritaire. 3. Charger according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises two separate supply inputs, one of which has priority, and a switching circuit (Rel) capable of disconnecting the non-priority input in the presence of a voltage. sufficient on priority entry. 4. Chargeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'entrée d'alimentation prioritaire est fournie par une batterie, et l'entrée non prioritaire par un ensemble de panneaux solaires.  4. Charger according to claim 3, characterized in that the priority power input is supplied by a battery, and the non-priority input by a set of solar panels. 5. Chargeur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte d'une part une résistance de référence (RF) traversée par le courant total de charge lorsque ledit circuit de commutation connecte l'entrée non prioritaire, et d'autre part des amplificateurs de mesure (Ami, Am2) propres à établir une tension de référence variable pour lesdits générateurs de courant, à partir de la tension mesurée aux bornes de ladite résistance de référence (RF).  5. Charger according to claim 4, characterized in that it comprises on the one hand a reference resistor (RF) crossed by the total load current when said switching circuit connects the non-priority input, and on the other hand measuring amplifiers (Ami, Am2) suitable for establishing a variable reference voltage for said current generators, from the voltage measured across said reference resistance (RF).
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