HU223696B1

HU223696B1 - Kapcsolási elrendezés és eljárás akkumulátorok töltésére

Info

Publication number: HU223696B1
Application number: HU9902383A
Authority: HU
Inventors: András Fazakas
Original assignee: András Fazakas
Priority date: 1999-07-15
Filing date: 1999-07-15
Publication date: 2004-12-28
Also published as: PT1201017E; CA2379642A1; JP2003505998A; CA2379642C; ATE429058T1; CN1361936A; HU9902383D0; EA200200157A1; HK1049072B; HUP9902383A2; WO2001006614A1; EP1201017B1; AU769261B2; HK1049072A1; CN1252893C; AU5836100A; DE60042019D1; EA004171B1; US6479969B1; JP4119121B2

Abstract

Kapcsolási elrendezés akkumulátorok töltésére, amelyben Graetz-kapcsolású egyenirányító (Gr) van két egyenáramú és két váltakozóáramú csatlakozási ponttal, az egyenáramú csatlakozási pontok atöltendő akkumulátorhoz (B) csatlakoznak. Az áramkör tartalmaz kétkondenzátort (C1, C2), amelyek egyik fegyverzete az egyenirányító (Gr)egyik, illetve másik váltakozó áramú csatlakozási pontjával vanösszekötve. A kondenzátorok (C1, C2) mindegyikével egy-egy egyirányúáramvezetésre alkalmas félvezető elem, előnyösen dióda (D1, D2)kapcsolódik párhuzamosan oly módon, hogy a félvezető elemek azonostípusú elektródja kapcsolódik az egyenirányító (Gr) hivatkozottváltakozó áramú csatlakozási pontjaihoz. A két kondenzátort (C1, C2)legalább 100 ?F kapacitású elektrolitikus kondenzátor képezi, amelyekmásik fegyverzete induktivitáson keresztül váltakozó áramú áramforráskapcsaihoz csatlakozik, amelynek feszültsége az akkumulátor (B)feszültségével (UB) azonos nagyságrendbe esik. Az eljárás során afenti kapcsolási elrendezéssel a töltetlen, vagy részben töltöttakkumulátort (B) a váltakozó feszültség félperiódusaiban hosszabbideig töltik, mint ameddig az egyenirányított félhullám feszültsége azakkumulátor kapocsfeszültségét meghaladja. ŕ

Description

A találmány tárgya kapcsolási elrendezés akkumulátorok töltésére, amely tartalmaz Graetz-kapcsolású egyenirányítót, ennek egyenáramú kapcsai a töltendő akkumulátorhoz csatlakoznak, két kondenzátort, melyek egyik fegyverzete az egyenirányító egyik, illetve másik váltakozó áramú kapcsával van összekötve, a kondenzátorok mindegyikével egy-egy egyirányú áramvezetésre alkalmas félvezető elem, előnyösen dióda kapcsolódik párhuzamosan oly módon, hogy a félvezető elemek azonos típusú elektródja kapcsolódik az egyenirányító hivatkozott váltakozó áramú kapcsaihoz.

Akkumulátorok töltésére, különösen az olcsóbb töltőáramkörök használatánál a váltakozó áramú hálózatból egyenirányítóit feszültséget használnak, és ezt a feszültséget nem szűrik, tehát a töltőáram követi az egyenirányítóit feszültség lüktetését. Többen felismerték, hogy a lüktető árammal való töltés nem hátrányos, amennyiben a töltési folyamat során az adott akkumulátortípusra jellemző töltési határértékeket nem lépjük túl. A lüktető, impulzusszerű árammal való töltés tulajdonságai azonban nem tértek el szignifikánsan az egyenáramú töltéssel nyert értékektől. Ilyen tulajdonságnak tekinthető például az akkumulátor ciklusélettartama, ami azoknak a töltési-kisütési ciklusoknak a számát adja meg, amelyen belül az akkumulátor kapacitása az eredeti kapacitás meghatározott töredékére, általában 60%-ára csökken. Más fontos jellemző az amperóraegységben kifejezett kapacitás, ami kezdetben magas, majd a ciklusok számával csökken. A halmozott kapacitás nem más, mint a ciklusélettartam alatt az akkumulátorból kivett összes energia mértéke. Az itt vázolt jellemzőkön kívül az akkumulátor minőségét meghatározza még a teljes feltöltéshez szükséges idő, a töltéskor és kisütéskor fellépő melegedés, a kivehető áram csúcsértéke, továbbá a memóriahatás jelentkezése, végül pedig a véletlenszerű tönkremenetelre irányuló hajlam.

Általánosan elfogadott tapasztalat, hogy az itt vázolt tulajdonságok nem javíthatók anélkül, hogy ennek következtében valamely más paraméter el ne romlana. A töltési idő csökkentésekor általában lecsökken a ciklusélettartam, fokozódik a meghibásodás veszélye, és az akkumulátor kapacitása sem használható ki teljes mértékben.

A hagyományos hálózati akkumulátortöltő áramkörökben a töltőáramot előállító áramköri rész nagyon hasonló, a hálózati transzformátor szekunder tekercséhez kapcsolt teljes hullámú egyenirányítót tartalmaznak, és ennek az egyenáramú oldala csatlakozik az akkumulátorhoz. Az alkalmazott elektronika feladata főleg a töltés során változó jellemzők megfigyelése, amelynek alapján a töltés végét határozzák meg. A lüktető egyenárammal való töltésnél probléma adódik abból, ha a generátoroldal belső ellenállása nagyon alacsony, mert ekkor az akkumulátor állandó feszültsége és a töltőfeszültség csúcsértéke között lévő eltérés miatt igen nagy töltőáramok adódhatnak, amit az akkumulátor nem bír ki, illetve az optimális mérték nem állítható be. A probléma még fokozódik azáltal, hogy a töltés során az akkumulátor feszültsége növekszik, és ezt a tényt a töltési oldal nem tudja figyelembe venni. Ha az alkalmazott tápegység a szükségesnél nagyobb belső ellenállással rendelkezik, akkor a belső ellenállás megakadályozza a károsan nagy töltőáramok kialakulását. Ez kedvező, de ugyanakkor elfedi a problémát, és a töltés során az akkumulátor nem olyan feszültséggel és árammal töltődik, mint amilyen a töltés ideális lezajlásához szükséges lenne.

Az US 5045768 számú szabadalomban olyan kisméretű töltőáramkört ismertetnek, amely hálózati transzformátor nélkül képes a 120 vagy 240V-OS hálózatról akkumulátorokat tölteni. A hálózati kapcsokat kondenzátoron és vele párhuzamosan kapcsolt diódán keresztül csatlakoztatják a Graetz-egyenirányítóra, ahol a diódák katódja van a hálózati kapcsokkal összekötve. A soros kondenzátorok kapacitását viszonylag alacsony értékre kell választani, hogy az elvileg nagy áramok elnyelésére alkalmas akkumulátort a tranziens áramcsúcsok ne károsítsák. A kapcsolás a söntágba helyezett zener-diódás áramkör segítségével védi az akkumulátort. A szabadalom az áramkör előnyeként említi a miniatűr kivitelt, ami igazolja, hogy az alkalmazott kondenzátorok viszonylag kis kapacitásúak. Ez a kapcsolás, bár a töltést a hálózati feszültségtől lényegében függetlenül lehetővé teszi, hatékonyan, gyorsan nem képes a töltési feladat ellátására.

Dr. Hevesi Imre: „Elektromosságtan” c. tankönyvében (Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 1998) a 428-429. oldalakon az ionok mozgását írja le elektrolitokban. Megállapítja, hogy az ionok véges eltolódási sebességgel rendelkeznek, amely a feszültség bekapcsolását követően állandósul, értéke pedig egyenesen arányos a létesített térerősséggel. A sebesség értékét befolyásolja még az ionok töltése és egy, az ionvándorlást gátló súrlódási tényező.

A találmány elsődleges feladata olyan töltési eljárás, és azt megvalósító kapcsolási elrendezés létrehozása, amely az akkumulátor számára kedvező töltési feltételeket képes biztosítani.

A kitűzött feladat megoldásához a hivatkozott szakirodalom alapján azt tételeztük fel, hogy az elektródok közelében a kémiai átalakulás a térerősség létesítésének a kezdeti szakaszában zajlik le a legkedvezőbben.

Az optimális töltési paraméterek meghatározása érdekében célszerű, ha a töltést megelőzően az akkumulátor típusát megvizsgáljuk, megállapítjuk azon töltési áram- és feszültségparamétereket, amelyek az akkumulátort még nem károsítják, és a töltés során létesített áram- és feszültségértékeket az így megállapított határokon belül tartjuk.

A kitűzött feladat megoldásához kapcsolási elrendezést hoztam létre akkumulátorok töltésére, amelyben Graetz-kapcsolású egyenirányító van két egyenáramú és két váltakozó áramú csatlakozási ponttal, az egyenáramú csatlakozási pontok a töltendő akkumulátorhoz csatlakoznak, az áramkör tartalmaz két kondenzátort, amelyek egyik fegyverzete az egyenirányító egyik, illetve másik váltakozó áramú csatlakozási pontjával van összekötve, a kondenzátorok mindegyikével egy-egy egyirányú áramvezetésre alkalmas félvezető elem, előnyösen dióda kapcsolódik párhuzamosan oly módon,

HU 223 696 Bl hogy a félvezető elemek azonos típusú elektródja kapcsolódik az egyenirányító hivatkozott váltakozó áramú csatlakozási pontjaihoz. A találmány szerint a két kondenzátort legalább 100 pF kapacitású elektrolitikus kondenzátor képezi, amelyek másik fegyverzete induktivitáson keresztül váltakozó áramú áramforrás kapcsaihoz csatlakozik, amelynek feszültsége az akkumulátor feszültségével azonos nagyságrendbe esik.

Ez a kialakítás a nagy kapacitású elektrolitikus kondenzátorjelenléte miatt kevésbé korlátozza az akkumulátor töltése szempontjából lényeges nagy áramfrontok ciklikus kialakulását, ugyanakkor az induktivitás jelenléte a kialakuló áram jelalakját kedvező irányban befolyásolja. A hivatkozott amerikai szabadalommal ellentétben a töltőáramot külön söntáramkörrel nem korlátozzuk.

Egy előnyös kiviteli alaknál az induktivitást transzformátor szekunder tekercse képezi, amelynek primer tekercse van a váltakozó áramú áramforrás kapcsaihoz csatlakoztatva.

További kedvező hatás adódik abból, hogy az egyenirányító és az akkumulátor közötti útvonalban reaktív szűrőelemek vannak.

A töltési folyamat szabályozása céljából kedvező, ha az áramkör tartalmaz legalább egy további kondenzátort, amely egy kapcsolón keresztül van az egyik kondenzátorral párhuzamosan kapcsolva.

Célszerű, hogy a két említett kondenzátor kapacitásának aránya legfeljebb 2.

Az akkumulátor kapacitásához jól alkalmazkodó töltőáramkört kapunk, ha a kapcsolási elrendezés több, különböző teljesítményre, de azonos feszültségre méretezett változatban van kivitelezve, amelyek a töltendő akkumulátor kapcsain egymással polaritáshelyesen párhuzamosan vannak kapcsolva és az egyes Graetzkapcsolású egyenirányítók legalább részben vezérelt kapcsolóelemeket tartalmaznak.

Ebben az esetben célszerű, ha az egyes szekunder tekercsek, illetve transzformátorok azonos fázisúak és az egyes Graetz-kapcsolású egyenirányítók egyik hídágát alkotó diódák közösek.

A töltési teljesítmény hatékony szabályozása érdekében az áramkör egy kiviteli alakja tartalmaz a váltakozó áramú áramforrás és a transzformátor primer tekercse közé kapcsolt, a folyási szög nagyságát változtató vezérelt teljesítményszabályozó egységet.

Egy előnyös kiviteli alaknál a váltakozó áramú áramforrás kapcsain a váltakozó feszültség csúcsértéke az akkumulátor feszültségének legfeljebb 1,3-szerese.

A találmánnyal eljárást is létrehoztam akkumulátorok töltésére a fentiekben ismertetett kapcsolási elrendezés felhasználásával, amelynek során a feltöltetlen, vagy csak részlegesen feltöltött akkumulátort a váltakozó feszültség egyes félperiódusaiban nemcsak addig az ideig töltjük, ameddig az egyenirányított félhullámú feszültségimpulzus nagyobb értéket vesz fel az akkumulátor kapocsfeszültségénél, hanem ezt meghaladó időtartam alatt.

A találmány szerinti megoldás egyszerűen megvalósítható áramkörök felhasználásával a hatékony töltés révén kedvezően befolyásolja a töltendő akkumulátorok jellemzőit, amennyiben a töltési feltételeket az akkumulátor tulajdonságaival összhangban választjuk meg.

A találmány szerinti megoldást a továbbiakban példák kapcsán, a rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az:

1. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés alapáramkörének vázlata, az

a. ábra magyarázó vázlat, a

2. ábra Graetz-kapcsolású egyenirányító a hozzákapcsolt akkumulátorral, a

3. ábra az áramimpulzus változását mutatja az akkumulátorfeszültség növekedése esetében, a

4. ábra a teljesítmény változtatásának egy lehetőségét mutatja, az

5. ábra egy további lehetőséget ábrázol, a

6. ábra a teljesítmény szabályozásának egy másik változata, a

7. ábra fázishasításos teljesítményszabályozás elvi vázlata, a

8. ábra a jelalak befolyásolásának egy lehetőségét szemlélteti, és a

9. ábra a jelalak befolyásolásának egy másik lehetősége.

Az 1. ábra szerinti kapcsolás hálózati Tr transzformátor szekunder tekercséhez csatlakoztatott Dl és D2 diódát, továbbá ezekkel párhuzamosan kapcsolt Cl és C2 kondenzátort tartalmaz, amelyek jó minőségű, nagy kapacitású (100-200 pF) elektrolitkondenzátorok. A kapcsolás 1 és 2 kimeneti pontja rendeltetésszerűen az lb. ábrán vázolt Graetz-kapcsolású teljeshullámú Gr egyenirányítóhoz kapcsolódik, amelynek egyenáramú kapcsai a töltendő B akkumulátorral vannak összekötve. Az la. ábrán azt az esetet vázoltuk, amikor az 1 és 2 kimeneti pontok rövidre vannak zárva. Ekkor a Tr transzformátor szekunder tekercsén egyenáram nem folyhat, mert a Dl és D2 diódák egymással szembe vannak kapcsolva, és egyikük minden pillanatban zárt állapotú, a C1, C2 kondenzátorok pedig egyenáramú szempontból szakadást jelentenek. Az itt vázolt kapcsolás tehát az 1 és 2 kimeneti pontokhoz a Gr egyenirányítón keresztül csatlakozó B akkumulátor esetleges zárlata esetén sem károsítja a Tr transzformátort, amely ekkor tiszta reaktív terhelést lát.

A tényleges alkalmazás során az 1. ábra szerinti alapkapcsolás kiegészül a 2. ábrán vázolt Gr egyenirányítóval és a B akkumulátorral, amelynek U_B feszültsége van. A Tr transzformátor szekunder tekercsén a szinuszos váltakozó feszültség effektív értéke megegyezik az U_B feszültséggel vagy azt kismértékben (20-30%kal) meghaladja, ezért a váltakozó feszültség csúcsértéke legalább 40%-kal nagyobb az U_B feszültségnél. Ha a kezdeti energiamentes állapotot vizsgáljuk, akkor mindkét, Cl és C2 kondenzátor energiamentes. Ha a feszültséget éppen a nullátmenet időpontjában kapcsoltuk be, akkor kezdetben áram nem fog folyni. Ez az állapot mindaddig fennáll, ameddig a feszültség U_o pillanatértéke eléri az U_o=U_B + 3x0,6 V küszöbértéket, mely utóbbi az alkalmazott diódák jellegzetes nyitóirányú feszültsége. Áram a Gr egyenirányító két diódáján

HU 223 696 Bl és a Dl, D2 diódák közül csak azon az egyen fog átfolyni, amelynek nyitóiránya megegyezik az áram pillanatnyi irányával. Legyen ez kezdetben a D2 dióda.

Azt követően, hogy az itt vázolt feltétel fennáll, a Cl kondenzátor töltődik, és a töltőáram a B akkumulátort tölti. Tekintettel arra, hogy a Cl kondenzátor kapacitása nagy, és a B akkumulátor feszültsége ebben az időintervallumban lényegében változatlan, belső ellenállása pedig alacsony, a Cl kondenzátor két fegyverzete között a feszültségkülönbség egyre növekszik, az áram megindul, a C1 kondenzátor pedig töltődik. Amikor a váltakozó feszültség eléri csúcsértékét, a Cl kondenzátoron a feszültség az amplitúdó és az U_B feszültség különbsége lesz. Az áram csökkenni kezd ugyan, de még nem szűnik meg. A szekunder tekercs saját L induktivitása a nagy áram hatására 1/2 -I²L energiával rendelkezik, és ez az energia a Cl kondenzátort tölti, feszültségét tovább növeli. Az áram nullára csökkenése után a C1 kondenzátor megőrzi feszültségét. A váltakozó feszültség ezt követően irányt vált, de a teljes hullámú egyenirányítás miatt a B akkumulátoron átfolyó áram iránya nem változik. A viszonyok most annyival bonyolultabbak, hogy a Cl kondenzátor kisül, és a C2 kondenzátor töltődik. Néhány periódus után beáll az egyensúlyi állapot, és a két, Cl és C2 kondenzátor feszültsége ciklikusan ingadozik. A B akkumulátor töltőárama minden félperiódusban meredeken növekszik, majd növekedése mérséklődik, a maximum elérése után értéke hirtelen csökkenni kezd, majd aszimptotikusan a nullához tart. Az ilyen áramjelalaknak igen nagy jelentősége van akkumulátorok töltésénél, hiszen a hirtelen töltési frontot, amit a növekvő szakasz képvisel, egy meredekebben csökkenő szakasz követi. A korábbiakban említésre került az a feltételezés, hogy az akkumulátorok elektródjain a kémiai reakció optimálisan csak az ionvándorlás kezdeti szakaszában zajlik le, és ehhez a meredeken változó, majd tetőzés után lágyan csökkenő töltőáramok használata az ideális. A vázolt egyszerű áramkör gondoskodik arról, hogy az áram változása ennek a feltételnek megfeleljen.

Az akkumulátor töltőáramának alakulását a C1, illetve C2 kondenzátorok és a Tr transzformátor szekunder tekercse által reprezentált induktivitás együttes hatása eredményezi. Ez a folyamat rendkívül érzékeny a B akkumulátor feszültségére. Kezdetben, ameddig a B akkumulátor feszültsége még alacsony, nagy a különbség a váltakozó feszültség csúcsértéke és az akkumulátor feszültsége között, a töltőáram nagyobb, amelynek hatására az induktivitásban négyzetes összefüggés szerint növekvő induktív energia halmozódik fel, amely mintegy továbblendíti a folyamatot, nem engedi a töltőáramot hirtelen zérusra csökkenni. A töltés során azonban a B akkumulátor U_B feszültsége is magasabb lesz, az említett különbség csökken, és ennek hatására az áram jellegében változatlan jelalak mellett, de egyre kisebb amplitúdóval fog változni. A viszonyokat a

3. ábra diagramjai szemléltetik, amelyek egymás alatt az áram alakulását mutatják egyre nagyobb akkumulátorfeszültségeknél. Az áram folyási szöge, mely alatt a töltőáram időtartamának a periódusidőhöz viszonyított és szögben kifejezett mérőszámát értjük, és a szállított töltésmennyiség (mely a görbe alatti területtel arányos) csökken, ahogy az akkumulátor feszültsége növekszik. Ez a jelenség kedvező, mert a már részben vagy teljesen feltöltött B akkumulátornak kisebb töltőáramra van szüksége a töltési folyamat végénél, mint a töltés kezdetén. Az áram időfüggvénye azonban mindvégig megtartja kedvező alakját.

Olyan alkalmazásoknál is használható a megoldás, ahol nem a szabványos hálózati 50 Hz vagy 60 Hz-es frekvenciájú áramfonás áll rendelkezésre, hanem a frekvencia ennél magasabb (például gépkocsik generátorainál). A változások meredeksége itt nagyobb. Ekkor a reaktív elemeket a magasabb frekvenciával összhangban kell méretezni.

Lényeges előny a megoldás egyszerűsége. A töltési ágban a nagy töltőáramok tartományában mindennemű jelalak-szabályozás csak nehezen, nagyméretű és költséges eszközökkel oldható meg.

A találmány szerinti alapáramkör esetében a jelalak szabályozására, és a töltési jellemzők (töltőfeszültség, töltőáram) változtatására számos lehetőség van. A teljesség igénye nélkül néhány ilyen lehetőséget ismertetünk.

A 4. ábrán a kapcsolás annyiban tér el az 1. ábrán vázolttól, hogy az egyik ágba S kapcsolóval C3 kondenzátor és vele soros L1 induktivitás is beiktatható. Az S kapcsoló zárásakor nagyobb és meredekebben változó áram érhető el.

Az 5. ábrán vázolt megoldásnál a Tr transzformátor szekunder tekercsén van több leágazás, és szabályozáskor ezek között kapcsolunk. Hasonló eredményt kapunk, ha a primer oldalon létesítünk több leágazást, és ott kapcsolunk. Ez a szabályozás elsősorban akkor előnyös, ha a B akkumulátor töltőáramának befolyásolása helyett a szabályozáshoz a feszültséget kívánjuk változtatni.

A 6. ábrán vázolt áramkörnél több Tri, Tr2 és Tr3 transzformátort, vagy egyetlen nagyobb transzformátort alkalmazunk, amelynek több szekunder tekercse van, és (ezek láthatók a 6. ábrán) melyek feszültsége azonos, és fázisuk is megegyezik. A három szekunder tekercs mindegyike egy-egy, a C1...C6 kondenzátort és D1...D6 diódát tartalmazó olyan diódás-kondenzátoros hídággal kapcsolódik, mint amilyent az 1. ábrán is bemutattunk. Közülük csak egy van a D7-D10 diódákat tartalmazó egyenirányítóval állandóan összekapcsolva. A másik két hasonló áramkört a rajzon vázolt Thl Th4 vezérelt kapcsolóelemek, célszerűen tirisztoroknak alkalmas időpontokban való begyújtásával lehet a terhelésre kapcsolni. Az egyenirányítóknak a D9, D10 diódákat tartalmazó hídága közös, a másik hídágakat pedig maguk a Thl-Th4 vezérelt kapcsolóelemek képezik. Ezzel az elrendezéssel állandó töltési feszültség mellett az áram értéke változtatható.

Egy további lehetőséget a 7. ábrán vázolt megoldás mutat, amelynél a Tr transzformátor primer tekercse SK szabályozóegységgel vezérelt Tk triakon keresztül van csatlakoztatva. Az SK szabályozóegységet előnyösen a 210 725 lsz. magyar szabadalmamban ismer4

HU 223 696 Bl tetett kapcsoló és teljesítményszabályozó képezheti, amely a váltakozó áramú hálózati tápfeszültségből csak adott folyási szögnek megfelelő tartományt enged át. A folyási szög adott tartományon belül fokozatosan növekszik vagy csökken, illetve a beállított paraméternek megfelelő állandó értékű is lehet. A folyási szög változtatása a töltési energia effektív értékét változtatja. Ez a megoldás nagyon finom szabályozást tesz lehetővé.

A Gr egyenirányító előtt alkalmazott fenti szabályozás a töltés fő paramétereinek szabályozását teszi lehetővé. A töltőáram jelalakjának szabályozásával minden akkumulátortípusra a legmegfelelőbb töltési viszonyokat lehet biztosítani. A jelalak változtatásának néhány előnyös megoldása a következő.

A 8. ábra a Gr egyenirányító kimenete és a töltendő akkumulátor közé kapcsolt aluláteresztőként kialakított LC szűrőt szemléltet, amely Ll, L2 induktivitásból és Cl kondenzátorból áll, és a meredek szakaszokat lapo5 sabbá, a csökkenést enyhébbé teszi.

Hasonló, de kifejezettebb hatása van a 9. ábrán vázolt két Tr és Trl transzformátort és nagy kapacitású C3 kondenzátort tartalmazó áramkörnek is.

A találmány szerinti megoldással végzett hosszú kí10 sérletsorozatok eredménye igazolta, hogy az minden szokásosan alkalmazott akkumulátortípus esetében előnyösen használható, tehát kedvező eredmények adódtak nikkel-kadmium akkumulátoroknál, gépkocsiknál használt savas ólomakkumulátoroknál vagy lítium, to15 vábbá nikkel-fémhidrid akkumulátoroknál.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Kapcsolási elrendezés akkumulátorok töltésére, amelyben Graetz-kapcsolású egyenirányító (Gr) van két egyenáramú és két váltakozó áramú csatlakozási ponttal, az egyenáramú csatlakozási pontok a töltendő akkumulátorhoz (B) csatlakoznak, az áramkör tartalmaz két kondenzátort (Cl, C2), amelyek egyik fegyverzete az egyenirányító (Gr) egyik, illetve másik váltakozó áramú csatlakozási pontjával van összekötve, a kondenzátorok (Cl, C2) mindegyikével egy-egy egyirányú áramvezetésre alkalmas félvezető elem, előnyösen dióda (Dl, D2) kapcsolódik párhuzamosan oly módon, hogy a félvezető elemek azonos típusú elektródja kapcsolódik az egyenirányító (Gr) hivatkozott váltakozó áramú csatlakozási pontjaihoz, azzal jellemezve, hogy a két kondenzátort (Cl, C2) legalább 100 pF kapacitású elektrolitikus kondenzátor képezi, amelyek másik fegyverzete induktivitáson keresztül váltakozó áramú áramforrás kapcsaihoz csatlakozik, amelynek feszültsége az akkumulátor (B) feszültségével (U_B) azonos nagyságrendbe esik.
2. Az 1. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy az induktivitást transzformátor (Tr) szekunder tekercse képezi, amelynek primer tekercse van a váltakozó áramú áramforrás kapcsaihoz csatlakoztatva.
3. Az 1. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy az egyenirányító (Gr) és az akkumulátor (B) közötti útvonalba reaktív szűrőelemek vannak beiktatva.
4. Az 1. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy tartalmaz legalább egy további kondenzátort (C3), amely egy kapcsolón (S) keresztül van az egyik kondenzátorral (Cl vagy C2) párhuzamosan kapcsolva.
5. Az 1. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy a két említett kondenzátor (Cl, C2) kapacitásának aránya legfeljebb 2:1.
6. A 2. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy több, különböző teljesítményre, de azonos feszültségre méretezett változatban van kivitelezve, amelyek a töltendő akkumulátor (B) kapcsain egymással polaritáshelyesen párhuzamosan vannak kapcsolva, és az egyes Graetz-kapcsolású egyenirányítók legalább részben vezérelt kapcsolóelemeket (Thl, Th2, Th3, Th4) tartalmaznak.
7. A 6. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy az egyes szekunder tekercsek, illetve transzformátorok (Trl, Tr2, Tr3) azonos fázisúak, és az egyes Graetz-kapcsolású egyenirányítók egyik hídágát alkotó diódák (D9, D10) közösek.
8. A 2. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy tartalmaz a váltakozó áramú áramforrás és a transzformátor (Tr) primer tekercse közé kapcsolt, a folyási szög nagyságát változtató vezérelt teljesítményszabályozó egységet (SK).
9. Az 1. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy a váltakozó áramú áramforrás említett kapcsain a váltakozó feszültség csúcsértéke az akkumulátor (B) feszültségének (U_B) legfeljebb 1,3szerese.
10. Eljárás akkumulátorok töltésére az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti kapcsolási elrendezés felhasználásával, azzal jellemezve, hogy az akkumulátort (B) legalább feltöltetlen, vagy csak részlegesen feltöltött állapotában a pillanatnyi feszültségének az egyenirányított félhullámú feszültségimpulzusokkal való metszéspontjai között meghatározott időtartamnál hosszabb ideig töltjük.