NO803506L - M innretning for oppladning av batterier med pulserende stroe - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår generelt en innretning for oppladning av tørrbatterier og akkumulatorer, og mer spesielt en sådan innretning ved hvilken tørrbatteriene eller akkumulatorene opplades med intermitterende pulser, fortrinnsvis vekselstrømspulser, mens batteriene eller akkumulatorene tillates å utlades noe under de perioder som ligger mellom ladningspulsene.

En sådan innretning for oppladning av tørrbatterier eller akkumulatorer med pulserende vekselstrøm er kjent fra det svenske patent nr. 78/05501-9. For tilpasning av middel-verdiladningsstrømmen over tørrbatteriene eller akkumulatorene inneholder denne innretning en parallelt over batteriene eller akkumulatorene koplet zenerdiode og en i serie med denne koplet PTC-motstand som er valgt slik at den gir en middelverdiladningsstrøm som holdes så konstant som mulig, idet ladningsstrømpulser intermitterende tilføres til batteriene over en diode, mens en motsatt rettet utladningsstrøm oppstår under periodene mellom ladningsstrømpulsene. PTC-motstanden har en slik virkning at den ved lav mot-emk fra batteriene er blokkert og dermed tvinger all strøm til å passere gjennom batteriene, mens den ved høyere mot-emk suksessivt åpner og tillater en økende andel av strømmen å passere, hvorved således en avtagende andel av strømmen passerer gjennom batteriene eller akkumulatorene.

Den således kjente innretning gir et meget godt resultat og er velegnet for gjenoppladning av tørrbatterier og visse mindre akkumulatorbatterier. Den kjente innretning kan derimot ikke utnyttes for større batterier som krever høyere ladningsstrømmer, avhengig av at de på markedet for tiden forekommende PTC-motstander bare tåler så små strøm-styrker som maksimalt opp til 1 A.

Andre kjente batteriladere har pa sin side begren-set mulighet til å opplade batterier til over 70 % av deres kapasitet, og for at sådan oppladning skal være mulig, må

det benyttes strømstyrker som er vesentlig høyere enn hva de nevnte PTC-motstander tåler.

Mange batteriladere har også forholdsvis lav virk-ningsgrad og er utformet slik at varme utvikles i batteri- cellen, hvilket kan føre til at cellen skades og at skade-'lige damper eller eksplosiv knallgass utvikles.

Til grunn for oppfinnelsen har derfor ligget den oppgave å tilveiebringe en innretning for oppladning av tørrbatterier og særlig akkumulatorbatterier med intermitterende pulser, fortrinnsvis vekselstrømspulser, der batteriene opplades med intermitterende vekselstrømspulser mens de tillates å utlades noe under de perioder som ligger mellom ladningspulsene, og der høye strømstyrker kan utnyttes uten å skade hverken akkumulatorbatteriene eller de i laderen inngående komponenter.

Til grunn for oppfinnelsen har også ligget den oppgave å tilveiebringe en batterilader som har høy virknings-grad og som arbeider i hovedsaken helt uten varmeutvikling i battericellene, og der man har kunnet eliminere eller i det minste sterkt redusere faren for opptreden av skadelige damper og, knallgass. Oppfinnelsen har også som formål å tilveiebringe en sådan batterilader som er utformet helt sikker ved at de utgående .ladningspoler er strømløse før innkopling av det batteri som skal opplades, og også blir strømløse så snart batteriet er fulladet. Til grunn for oppfinnelsen har også ligget den oppgave å tilveiebringe et vekselstrømladningsaggregat ved hvilket ladningsstrømstyrken kan reguleres innen vide grenser, f.eks. fra 2 A og så godt som ubegrenset oppover.

Ifølge oppfinnelsen inneholder innretningen et styrbart, strømrettende organ og en regulerbar triggerkrets som styrer det strømrettende organ, slik at dette tenner og slipper frem den ene puls av vekselstrøm for oppladning av ett eller flere batterier eller akkumulatorer. Triggekretsen inneholder et likerettende organ som avgir en i hovedsaken konstant drivspenning til et tidsregulerende organ som på sin side regulerer tidspunktet for det strømrettende or-gans tenning. Innretningen inneholder også organer for å tillate en utladning under de perioder som ligger mellom ladningspulsene.

Ved å utnytte et strømrettende organ som styres av triggekretsen, har man kunnet sørge for at bare de ønskede perioder av vekselstrømmen slippes frem for ladning av batteriet, og ved å utnytte et tidsregulerende organ som regulerer det tidspunkt ved hvilket det strømrettende organ tenner., kan man regulere tenningsøyeblikket under 0 - 180° av perioden og på denne måte variere ladningsstrømstyrken fra maksimal ladningsstrøm ned til praktisk talt ingen ladnings-strøm i det hele tatt.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende

i forbindelse med utførelseseksempler under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et blokkskjema av en utførelse av en innretning ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser et koplingsskjerna av en sådan innretning, fig. 3 viser skjematisk ladningsfunksjonen ved innretningen på fig. 2, fig. 4 viser på tilsvarende måte skjematisk ladningsfunksjonen til en modifisert utførelsesform av innretningen, fig. 5 viser et modifisert koplingsskjerna av en ladningsinnretning ifølge oppfinnelsen, fig. 6 viser mer detaljert et koplingsskjerna av en i innretningen på fig. 5 inngående styreanordning, og fig. 7 illustrerer skjematisk en metode for alternativ oppladning av batterier eller akkumulatorer ved hjelp av innretningen ifølge fig. 5 og 6.

Den på fig. 1 skjematisk viste innretning består av en nettilkopling A til hvilken det er tilkoplet en ladningskrets B med utgående tilkoplinger for det batteri som skal opplades. Ladningskretsen B styres av en styrckrets C, og den er innrettet til å innkoples for ladning under medvirk-ning av en tilslagskrets D. For å opprettholde en stabil og nøyaktig, ønsket spenning er ladningskretsen tilkoplet til en spenningsstabilisatorkrets E, og for fråkopling ved full-ladet batteri er ladningskretsen tilkoplet til en fraslags-krets F.

Nettilkoplingen. A inneholder på vanlig måte en sikring 1, en hovedstrømbryter 2 og en transformator 3 for ned-transformering av nettets vekselspenning til passende ladnings-spenning. Parallelt over transformatoren er koplet en kondensator 4 og en transientbeskyttelse i form av en varistor 5. Fra nettilkoplingens ene polklemme 6 utgår en hovedledning 7 til ladningskretsen som i serie etter hverandre inneholder en diode 8, et styrbart strømretterorgan i forrh av en tyristor 9, en sikring 10 og en regulerbar motstand 11.

Fra denne motstand 11 er den ene polklemme 12 for det batteri eller den akkumulator 13 som skal opplades, tilkoplet. Den andre polklemme 14 for batteriet eller akkumulatoren

går som returledning 15 tilbake til nettilkoplingens andre polklemme 16. Både dioden 8 og tyristoren 9 har sin anode rettet mot nettilkoplingens polklemme 6 og sin katode rettet mot batteriets inngående polklemme 12. I returledningen 15 fra batteriets utgående polklemme 14 er innkoplet et ampere-meter 17. Fra et punkt i hovedledningen 7 mellom sikringen 10 og den regulerbare motstand 11 og til et punkt etter amperemeteret 17 i returledningen 15 er innkoplet en kjøle-vifte 18. Parallelt over tyristoren 9 er koplet en serie-kopling av en diode 19 og en motstand 20. Denne krets er beregnet å lede en liten strøm forbi tyristoren 9, slik at kjøleviften 18 får strøm også når tyristoren 9 er inaktiv. Mellom den regulerbare motstand 11 og den inngående batteri-polklemme 12 er en bryter 21 fra tilslagskretsen innkoplet slik det skal beskrives nærmere nedenfor.

Styrekretsen C er tilkoplet til ladningskretsen B over en likeretterbro 22 som er koplet parallelt over tyristoren 9. Fra likeretterbroens positive pol utgår en ledning 23 som inneholder en tilpasningsmotstand 24. Ledningen 23 forgrener seg i en første gren 25 som inneholder en motstand 26, og grenen 25 deler seg i sin tur i to grenledninger 27, 28 av hvilke den ene er tilkoplet til anoden og den andre er tilkoplet til styreelektroden i en PUT-transistor (Programmable Unijunction Transistor) 29. Ledningen 27 til PUT-transistoren 29 inneholder i serie etter hverandre en motstand 30 og en regulerbar hovedmotstand 31 ved hvis hjelp ladningsstrømmen kan reguleres. Motstanden 3 0 har som formål å hindre en strømrusing eller kortslutning av PUT-transistoren 29 i det tilfelle at hovedmotstanden 31 er neddreid til sin nullstilling. Den andre ledningsgren 28 inneholder en regulerbar balanseringsmotstand 32 som reguleres for tilpasning av PUT-transistoren 29 slik at denne gir en ønsket ladningsstrømstyrke. Parallelt over PUT-transistorens styre elektrode og katode er en andre balanseringsmotstand 33 koplet i serie med en regulerbar trimmemotstand 34. Fra et punkt mellom balanseringsmotstanden 33 og trimmemotstanden 34 går en ledning 35 til likeretterbroens 22 negative pol. Parallelt over trimmemotstanden 34 og PUT-transistorens anode er koplet en triggekondensator 36 som bestemmer det punkt i hvilket PUT-transistoren tenner tyristoren 9, og kondensatoren 36 bestemmer på denne måte ladningspulsens lengde, bredde og høyde. Fra et punkt på ledningen 23 mellom motstandene 24 og 26 til et punkt på ledningen 35 etter triggekondensatorens 36 tilkopling er tilkoplet en zenerdiode 37. Den regulerbare motstand 34 som er koplet til PUT-transistorens 29 katode, er med sin utgang 38 koplet til styreelektroden 39 i tyristoren 9 via en diode .40 som har sin anode tilkoplet til trimmemotstandens 34 utgang og sin katode tilkoplet til tyristorens styreelektrode 39. Mellom dioden 40 og styreelektroden 39 er en bryter 41 til fraslagskretsen F innkoplet slik det skal beskrives nærmere nedenfor.

Tilslagskretsen D er tilkoplet direkte over batteriets polklemmer 12 og 14, og den består av en ledning 42 som inneholder to strømrettende dioder 43 og 44 med anoden rettet mot batteriets polklemme 12 og katoden på den sist-nevnte diode 44 tilkoplet til et tilslagsrelé 45. Reléets 4 5 motsatte polklemme er via en diode 46 og en motstand 4 7 tilkoplet til batteriets andre polklemme 14. Releet 45 er utformet med en bryter 21 som er innkoplet i hovedledningen 7 mellom motstanden 11 og polklemmen 12. I ikke-aktivert tilstand av releet 45 er bryteren 21 fraslått, og ladnings-strømmen til batteriet er dermed brutt.»

Den spenningsstabiliserende krets E er koplet parallelt over releet 45. Denne krets består av en likeretterbro 48 som med sine vekselstrømsklemmer er tilkoplet til trans-formatorutgangen via en første ledning 4 9 som inneholder en bryterkontakt 50 og en motstand 51, og en andre ledning 52 som inneholder en motstand 53. Likeretterbroens 48 negative polklemme 54 er tilkoplet til reléets 45 utgang via en ledning 55. En kondensator 56 er koplet parallelt over den negative polklemme 54 og den positive polklemme 57. Fra et punkt mellom kondensatoren 56 og den positive polklemme 57 går en ledning 58 som inneholder en motstand 59 og en spen-ningss tabilisator 6'0 som gir en stabil, glattet likespenning. Ledningen 58 er koplet parallelt over broens 48 negative og positive polklemmer 54, 57. Fra spenningsstabilisatoren 60 går en ledning 61 tilbake til reléets 45 positive polklemme via en sikring 62 og en diode 63. Fra et punkt mellom spen-ningss tabilisatoren 60 og sikringen 62 er en kondensator 64 koplet til ledningen 55. Mellom ledningene 42 og 15 er innkoplet en transientbeskyttelse i form av en diode 65.

Fraslagskretsen F er koplet parallelt over tilslagskretsen D mellom ledningene 42 og 15. I ledningen 42

er innkoplet en regulerbar motstand 66, og fra denne motstand til ledningen 15 er et dobbeltrelé 67 tilkoplet. Releet inneholder en første bryter 41 som normalt er lukket og som er innkoplet mellom dioden 40 og tyristorens 9 styreelektrode 39, og en andre bryterkontakt 68 som er innkoplet i en ledning 69 tvers over hovedledningen 7 og returledningen 15, og som inneholder en signallampe 70. Fra reléete 67 positive polklemme går en ledning 71 som inneholder en normalt lukket kontakt 72 og en diode 73 som med sin anode er tilkoplet mellom sikringen 62 og dioden 63 i ledningen 61 fra spenningsstabilisatoren 60.

Den beskrevne innretning fungerer på følgende måte: For tilslag av innretningen slukkes strømbryteren 2, hvorved en strøm fra transformatorens 3 sekundærside går dels gjennom ledningen 69 med signallampen 70 og over en forbikop-lingsledning 79 med en motstand 80 som shunter reléets 67 • bryterkontakt 68, og dels forbi tyristoren 9 gjennom forbi-koplingsledningen med dioden 19 og motstanden 20 og videre gjennom kjøleviften 18. Signallampen 70 og kjøleviften 18 vil således stadig være påvirket når strømbryteren 2 er tilslått. Videre går en strøm fra diodens 8 katode til like-retterbroen 22 og derfra til zenerdioden 37 og den tidsregulerende krets med PUT-transistoren 29. Zenerdioden 37 avgir en konstant drivspenning til denne krets. Hovedmotstanden 31 bestemmer i samvirke med triggekondensatoren 36 det tidspunkt ved hvilket PUT-transistoren 29 tenner tyristoren 9 via dennes styreelektrode 39. Da bryteren 41 normalt er tilslått, kan ladningspulser ledes frem til tyristorens styreelektrode 39 så lenge ikke bryteren 41 er fraslått, hvilket skjer ved hjelp av fraslagsreléet 67. Da imidlertid bryteren 21 normalt er fraslått, kan det ikke forekomme noen ladning av batteriet 13 før releet 45 blir aktivert. Dersom ikke batteriet 13 er helt utladet, kan den gjenværende strøm være tilstrekkelig til å aktivere tilslagsreléet 45 ved at en strøm passerer i en krets fra batteriets pol. 12 via diodene 43 og 44, releet 45, dioden 46, motstanden 47 og tilbake til batteriets andre pol 14. I og med at releet således er tilslått, lukkes bryteren 21 og ladningsstrømpulsci: kan passere fra transformatorens ene utgang 6, gjennom hovedledningen 7, dioden 8, tyristoren 9, sikringen 10, motstanden 11 og gjennom batteriet 13, samt tilbake gjennom returledningen 15 til transformatorens andre utgang 16. Ladningsstrømpulser tilføres til batteriet under de øyeblikk da tyristoren 9 er tent, hvilket skjer ved hjelp av styrekretsen over styreelektroden 39. Under de perioder som ligger mellom ladningsstrøm-pulsene, tillates batteriet å utlades noe ved at en strøm går fra batteriets ene pol 12, gjennom motstanden 11 og gjennom ledningen med kjøleviften 18 og tilbake til batteriets andre pol 14. Disse utladninger er av vesentlig betydning for batteriets oppladning.

Dersom batteriet skulle være meget sterkt utladet, slik at dets gjenværende strøm ikke er tilstrekkelig til å aktivere tilslagsreléet 45, kan oppladningen påbegynnes ved at bryterkontakten 50 i ledningen 49 lukkes, hvorved en pri-mærstrøm går gjennom motstanden 81, ledningen 49, likeretter-broren 4 8 og tilbake gjennom motstanden 53 og ledningen 52. En likerettet sekundærstrøm vil derved gå fra tilslagsreléets 45 negative polklemme gjennom ledningen 55, over likeretterbroens 48 polklemmer 54 og 57, gjennom motstanden 59, spenningsstabilisatoren 60, kondensatoren 64, sikringen 62 og dioden 63 tilbake til reléets 45 positive polklemme, slik at reléet 45 aktiveres og kontakten 21 lukkes. Når batteriet 13 er fulladet og dets mot-emk har oppnådd et visst nivå,

vil en strøm gjennom ledningen 4 2, dioden 4 3 og motstanden

66 gå gjennom fraslagsreléet 67 og tilbake til returledningen 15 via motstanden 47. Fraslagsreléet 67 blir derved aktivert, og bryteren 41 i ledningen fra tidsregulatoren åpnes, mens kontakten 68 i ledningen med kontrollampen 70 lukkes. Dette fører dels til at pulsene til tyristorens 9 styreelektrode 39 opphører og ingen ladningsstrøm lengre kan passere gjennom batteriet 13, og dels også til at signallampen 70 vil lyse med større effekt.

Dersom batteriet 13 er sterkt utladet, kan det inn-treffe at også fraslagsreléet 67 blir aktivert og trekker til, hvilket fører til at bryteren 41 åpnes. For å unngå dette, åpnes kontakten 72 slik at strømmen over reléet 67 fra spen-ningsstabilisatorkretsen brytes.

På fig. 3 er oppladningen av batteriet 13 illu-strert skjematisk. Det forutsettes at oppladningen skjer med de positive pulser 74a av en periodisk vekselstrøm, og at en viss utladning tillates å skje under de negative pulser 74b av den samme periodiske vekselstrøm. Ved regulering av hovedmotstanden 31 kan det punkt 75 i hvilket tyristoren 9 trigges, forflyttes til en valgfri stilling mellom 0° og 180° av den positive puls, og tyristoren tennes og oppladningen påbegynnes først når den trigges. Den del 76 av pulsen 74a som ligger foran triggingspunktet 75, tillater utladning, og bare den del 77 av pulsen som er beliggende etter triggingspunktet 75, tillater oppladning. Ved at utladning i dette tilfelle skjer via kjøleviften 18, som har forholdsvis høy motstand, vil utladningen 78 skje med bare en liten brøkdel, f.eks. 1 å 2 %, av ladningsstrømmen. Ved å forflytte triggingspunktet 75 ved påvirkning av hovedmotstanden 31, kan oppladning .tilveiebringes med hvilken som helst ønsket strømstyrke fra maksimal oppladning med triggingspunktet på 0° til slett ingen oppladning ved 180°.

Ved å benytte en transformator med midtuttak og anvende to dioder av i hovedsaken samme kopling som på fig.

2, eller ved å utnytte en såkalt triac-kopling, kan man snu den negative puls 74b til en positiv ladningspuls 74a<1>som vist på fig. 4, mens man fremdeles tillater utladning ved de deler 76, 76' som faller foran triggingspunktene 75, 75'.

Fig. 5 viser skjematisk en alternativ innretning ifølge oppfinnelsen for oppladning av tørrbatterier eller akkumulatorer. Innretningen består av eri transformator 3' som på sekundærsiden er utformet med doble strømuttak for å muliggjøre en omkopling av ladningsspenningen slik det skal beskrives nærmere nedenfor. Fra transformatorens sekundærside utgår to dioder 8a og 8b som slipper gjennom hver sin halvperiode av den periodiske vekselstrøm, slik at man får et kontinuerlig tog av positive perioder. Diodene 8a og 8b gir strøm til tyristoren 9, slik at strømmen i en hovedledning 81 går til den ene batteripol 12 via en motstand 82. Fra den andre batteripol 14 ledes strømmen gjennom en ledning 83 tilbake til midtpunktet på transformatorens sekundærside. Fra hovedledningen 81 ledes strøm til innretningens styrekrets C slik det'skal beskrives nærmere nedenfor.

Innretningen inneholder en krets 84 som pålegger en belastning som tilveiebringer en reversering av strømmen under de perioder da oppladning ikke finner sted, slik at man under disse reverserte strømperioder får en utladning. Fra punktet 95 går en styrespenning inn i denne krets 84 via en motstand 86 til basisen i en transistor 87 som kopler inn en motstand 90 som er tilkoplet til batteriets polklemme 12. For å sikre at transistoren 87 sperrer når styrespenningen i punktet 85 opphører, er en motstand 91 innkoplet mellom transistorens basis og returledningen 83.

For å gi en glattet likespenning, finnes en kondensator 92 som er innkoplet i en ledning fra hovedledningen 81 via en diode 93 til returledningen 83. Denne krets gir drivspenning til et relé 94a med to bryteromkoplere 94b som mulig-gjør en omkopling av transformatorens 3' sekundærside mellom to forskjellige spenninger. Det vil være åpenbart for en fagmann at reléet med bryterne ved hjelp av i og for seg kjente koplinger kan utformes for suksessiv variasjon av spenningen på transformatorens sekundærside.

På fig. 5 er styrekretsens C forskjellige tilkop-lingspunkter til ladningsinnretningen betegnet a-g, hvilke punkter er markert i den på fig. 6 mer i detalj viste styrekrets.

Fra punktet 95 mellom diodene 8a, 8b og tyristoren 9 tas drivspenningen til styrekretsen C via en sikring 96. Drivspenningen tilføres til styrekretsens hovedledning 97 via en.diode 98 og en motstand 99 til en stabiliseringskrets 100 som danner den på fig. 1 viste spenningsstabilisatorkrets E. En spenningskondensator 101, som er innkoplet mellom returledningen 83 og stabilisatorkretsens 100 inngang, glatter den rålikerettede spenning. Fra et punkt 102 ved inngangen til dioden 98 tas det ut en spenning som via en motstand 103 er tilkoplet til basisen i en transistor 104 hvis emitter 105 er tilkoplet til returledningen 83.

Når spenningen er større enn null, går strøm fra punktet 106 på hovedledningen 97 gjennom en motstand 107 til kollektoren 108 i transistoren 104 og gjennom transistoren til returledningen 83. Når spenningen i punktet 102 på hovedledningen 97 er nær null, kan transistoren 104 ikke lede, og det går da i stedet strøm fra punktet 106 på hovedledningen 97 over motstanden 107 inn i basisen til en transistor 109 som med sin emitter er tilkoplet til returledningen 83. Transistorens 109 kollektor er koplet til en synkroniseringskrets 110 som utgjøres av en IC-krets, f.eks. en krets av typen "Signetics NE 555". En motstand 111 sør-ger for at det ikke går noe signal inn i IC-kretsen 110 når transistoren 109 er inaktiv. IC-kretsen 110 starter en for-sinkelsestidssyklus som bestemmer det tidspunkt av pulsen da oppladningen påbegynnes. Varigheten av forsinkelsestiden bestemmes ved hjelp av en kondensator 112 fra den innkommen-de strøm i punktet 113. Kondensatoren 112 er tilkoplet til IC-kretsen 110 via dennes utgang VI. Når kondensatoren 112 opplades til IC-kretsens 110 avfølingsspenning, utløser IC-kretsen et signal på kretsens utgang VII som via en motstand 114 styrer ut en transistor 115. En motstand 116 sørger for at transistoren ikke utstyres når det ikke kommer noe signal fra IC-kretsen 110. Transistoren 115 forsterker signalet fra IC-kretsen 110 og styrer på sin side ut en transistor 117. En motstand 119 sørger for at transistoren 117 holdes strømløs i sin inaktive tilstand. Transistorens 117 kollktor påtrykkes en spenning ved oppladning av en kondensator 121 over en motstand 118. Når transistoren 117 leder, slippes spenningen på kondensatoren 121 gjennom transistoren 117 inn i en transformator 122. Transformatoren avgir da på sin sekundærside en triggepuls som over styrekretsens tilkop-lingspunkter d og e tilføres til tyristoren 9 som derved tenner og slipper frem ladningsstrømmen til batteriet 13.

I transistorens 117 inaktive tilstand sørger motstanden 120, som er koplet parallell med transformatorens 122 primærside, for at ingen spenningsvariasjoner eller ring-ninger .oppstår i transformatoren på grunn av transformator-induktansen. En variabel motstand 123, som er innkoplet mellom hovedledningen 97 og transistoren 115, gir en forutbe-■ stemt grunnladestrøm til kondensatoren 112. Transistoren 115 får sin hovedsakelige strøm for å utstyre transistoren 117 fra kondensatoren 112 som da er oppladet.

Styrekretsen eller styreanordningen inneholder en forsterkerenhet som er vist i den nedre halvdel av fig. 6. Til denne forsterkerenhet kommer batterispenningen inn fra styrekretsens ytre tilkoplingspunkt c. Via en motstand 124 påtrykkes spenningen på minusinngangen til en operasjonsforsterker 125 som utgjøres av en IC-krets. Dette inngående signal inverteres av operasjonsforsterkeren125 og forsterkes med en verdi som bestemmes av en motstand 126. Operasjonsforsterkerens 125 plussinngang påtrykkes en fast spenning hvis verdi bestemmes av en spenningsdeler 127, 128. Operasjonsforsterkerens 125 utgangsspenning går via en fast motstand 129 og en regulerbar motstand 130 og forårsaker en oppladning av kondensatoren 112 fra punktet 113. Oppladningen av kondensatoren 112 skjer med forskjellig hastighet avhengig av den inngående spenning til operasjonsforsterkeren 125. Jo høyere batterispenningen og dermed inngangsspennin-gen til operasjonsforsterkeren 125 er, jo langsommere skjer oppladningen av kondensatoren 112 og jo lavere er ladestrøm-men fra batteriet. Den variable motstand 131 utgjør sammen med en fast motstand 132 en spenningsdeler som tilfører en spenning til en andre operasjonsforsterker 133, og denne spenning sammenliknes med en referansespenning som tilveiebringes av en spenningsdeler 139, 140 som er tilkoplet til operasjonsforsterkerens 133 negative inngang. Når spenningen over den parallelt med den faste motstand 129 tilkoplede, variable motstand 131 underskrider spenningen mellom motstandene i spenningsdeleren 139, 140, slår operasjonsforsterkeren 133 til og det utgår en strøm gjennom en motstand 134 til en transistor 135 som forsterker og videresender strømmen via styrekretsens utgående kontakt f til releet 94a som på sin side kopler om transformatorens bryter 94b til en høyere spenning. Samtidig sender transistoren 135 via en diode 136 og en regulerbar motstand 137 en strøm til punktet 138 mellom den faste motstand 129 og den regulerbare motstand 130. Dette medfører at den resulterende ladningsstrøm til kondensatoren 112 blir lavere, hvilket betyr at oppladnings-tiden for kondensatoren 112 forlenges og ladningspulsene til batteriet blir kortere.

Ved hjelp av den beskrevne omkopling av inngangs-transformatoren 3' mellom to forskjellige spenningsnivåer oppnår man den virkning at oppladningen skjer med forskjellig karakteristikk. Dette illustreres skjematisk på fig. 7. På denne figur er vist fem ladningspulser. I de to første pulser skjer oppladningen med en likestrømsliknende karakter ved at tenningspunktene 75, da ladningen påbegynnes, ligger forholdsvis nær 0°, og man får på denne måte forholdsvis lange oppladningsperioder 77 og tilsvarende korte utladningsperioder 76. Etter hvert som oppladningen av et akkumulatorbatteri skrider frem, øker akkumulatorens mot-emk, og samtidig øker også akkumulatorens tendens til hydrogengassutvikling. Slik som tidligere kjent, innebærer dette alvorlige ulemper og begrenser akkumulatorens oppladningskapasitet. For å eliminere disse ulemper, går man slik som foran beskrevet, over til en mer markert vekselstrømsoppladning ved å øke transformatorens spenning. Spenningskurven blir således høyere,

og på grunn av innvirkning av den strøm som flyter gjennom dioden 136 og den variable motstand 137, og som påvirker oppladningen av kondensatoren 112, forflyttes samtidig tenningstidspunktet 75' da oppladningen påbegynnes. Ved å forflytte tenningstidspunktet 75' et vesentlig stykke og fortrinnsvis nær 180°-punktet, får man korte oppladningsperioder 77' og

dermed lange utladningsperioder 76'. Ved en sådan oppladning kan det av tidsgrunner ikke oppstå noen hydrogengassdannelse, og akkumulatoren kan opplades praktisk talt uten hydrogengassdannelse og til et vesentlig høyere ladningsnivå enn hva som er mulig ved konvensjonell likestrømsoppladning.

For å muliggjøre en ekstern styring av styrekretsen, er kretsens utgående klemme g tilkoplet til punktet 113 ved kondensatoren 112, og den andre styreledning tas ut ved returledningen 83.

Claims (10)

1. Innretning for oppladning av tørrbatterier eller akkumulatorbatterier ved hjelp av pulserende strøm, fortrinnsvis vekselstrøm, omfattende en nettilkoplingskrets (A) og .en til denne tilkoplet ladningskrets (B) med tilkoplinger for ett eller flere batterier (13) som skal opplades, karakterisert ved at ladningskretsen inneholder et likeretterorgan (8; 8a, 8b) som gir likespenning til et styrbart, strømrettende organ (9) som forsterker og leverer ladestrøm til batteriene under en viss forutbestemt del av vekselstrømspulsen, og som av en styrekrets (C) styres til tenning i et visst forutbestemt øyeblikk, og at innretningen inneholder organer (18; 84) som tillater en viss utladning under de perioder (76, 78) som ligger mo .1. lom ladningr.puls-periodene (77).

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at det strømrettende organ utgjøres av on tyristor (9) som med sin anode er koplet til nettilkoplingskretsen (A) og med sin katode er koplet til den ene polklemme (12) av det batteri eller den akkumulator (13) som skal opplades, og som med sin styreelektrode (39) er koplet til 'styrekretsen (C) som bestemmer det tidspunkt av ladepulsen (74) da tyristoren tennes.

3. Innretning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at styrekretsen (C) inneholder organer (30 - 34 hhv. 130 - 137) for suksessiv eller trinnvis forskyvning av det punkt (75) av vekselstrømsperioden da ladningsstrøm leveres til batteriet (13).

4. Innretning ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at det tidsregulerende organ utgjøres av. en PUT-transistor (29), en over PUT-transistorens (29) anode og katode innkoplet triggekondensator (36), en over PUT-transistorens (29) styreelektrode'og katode koplet, første trimmekrets (33, 34) og en mellom transistorens (29) styreelektrode og anode koplet, andre trimmekrets (30 - 32) som muliggjør en regulering av det tidspunkt ved hvilket PUT-transistoren tenner tyristoren (9).

5. Innretning ifølge krav 4, karakterisert ved at den andre trimmekrets inneholder en regulerbar hovedmotstand (31) som utgjør det hovedsakelige regule-ringsorgan med hvis hjelp tyristorens (9) tenningspunkt kan reguleres, og som bestemmer ladningsperiodens lengde og dermed ladningsstrømstyrken.

6. Innretning ifølge ett av kravene 3, 4 eller 5, karakterisert ved at styrekretsen (C) inneholder en diode (40) for å forhindre tilbakestrøm i tyristorens (9) styreelektrode (39).

7. Innretning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at den inneholder et tilslagsrelé (45) og en ved upåvirket relé åpen bryter (21) mellom tyristoren (9) og den ene polklemme (12) av batteriet (13) som skal opplades, idet reléet (45) for begynnende oppladning er innrettet til å aktiveres enten av en restladning i batteriet (13) eller av en sekundærkrets (F) fra nettkret-sen (A), og et fraslagsrelé (67) med en i reléets (67) upå-virkede tilstand lukket bryter (41) i ledningen mellom styrekretsen (C) og tyristoren (9), idet fraslagsreléet (67) er innrettet til å påvirkes ved fulladet batteri, hvorved den nevnte bryter (41) åpnes og bryter styrepulsene til tyristoren (9), slik at oppladningen opphører.

8. Innretning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at nettdelen inneholder en transformator (3') hvis sekundærside har to uttak med forskjellige spenningsnivåer, og at styrekretsen inneholder midler (136, 137, 94a, 94b) for å avføle batteriets mot-emk og for, ved en viss oppnådd mot-emk i batteriet, å tilveiebringe en kontinuerlig eller trinnvis økning av ladestrømmens spenning og samtidig med dette en forsinkelse av tyristorens (9) tenningsøyeblikk, slik at oppladningen skjer medø kende spenning og minskende ladningspulsperioder.

9. Innretning ifølge krav 8, karakterisert ved at de inngående komponenter er beregnet for en begynnende oppladning med lang relativ ladningspulsperiode og en kort, derimellom beliggende utladningspcriodc, og at midlene for å minske ladningspulsperioden og øke oppladnings- spenningen består av et relé (94a) som er innrettet til å aktiveres fra styrekretsen (C) når batteriets mot-emk over-stiger en viss forutbestemt verdi, og som derved påvirker en på transformatorens (3') sekundærside anordnet omkopler som kopler inn en hø yere sekundærspenning.

10. Innretning ifølge krav 8 og 9, karakterisert ved at midlene for å minske den relative varighet av ladningspulsperioden utgjøres av en krets (133) for å sammenlikne batteriets mot-emk med den nominelle ladespenning, og for, ved en oppnådd, bestemt mot-emk, å redusere ladespenningen over en kondensator (112) hvis oppladnings-periode bestemmer varigheten av strømpulsenes utladningsperioder, slik at disse utladningsperioder (66') forlenges og ladningspulsperiodene (77') forkortes i tilsvarende grad.