SE417040B - Laddningsanordning for laddning av en elektrisk ackumulator - Google Patents

Description

791071244 2 i en sådan konstruktion både transformatorn större och'värmedtvecklingen svårare än om strümbegränsaren vore placerad i primärkretsen. Dessutom gäller om strömbegränsarcn är av kapacitiv typ att eloktrolytkondensotorer av praktiska skäl måste användas, varvid dessa elektrnlytkondesatorer hur stor egenförbrukning, ändrar kupucitnns med tiden och icke tål hög umgivníngntempe- ratur.

Placering av strömbegränsaren i primärkretsen är i och för sig fördelaktig men det gäller att både den resistiva och den induktivu strömbegränsningen har större förluster än vad en kapacitiv skulle ha haft om den kunde an- vändas utan komplikationer.

Föreliggande uppfinning har därför till ändamål att åstadkomma en laddnings- anordning av ovan antytt slag vilken är utformad på ett sådant sätt att det kan användas kapacitiv strümbegränsning i nättransformatorns primärkrets utan risk för serieresonans och åtföljande, skadliga strömrusning.

Detta ändamål uppnås enligt uppfinningen om en laddningsanurdning av in- ledningsvis angivet slag kännetecknas av att för begränsning av laddnings- strömmen en kondensator är ansluten i serie med nättronsformatorns primär- lindning, varvid det också i serie med denna är anordnat en skyddskrets, vil- ken för hindrande av skadliga strömtransienter är överförbar mellan ett låg- ohmigt och ett högohmigt ledningstillstånd, att det i serie med nättransfor- matorns sekundärlindning är anslutet en styrkrets, vilken är anordnad att när en förutbestämd laddníngsström genom sekundürlindníngen överskrides överföra okyddskretsen till det lågnhmiga ledningstillståndet.

I en fördelaktig utföringsform av uppfinningen gäller enligt uppfinningen att skyddskretsen omfattar en transistor vilken i bottnat tillstånd via kollektor- emitter väsentligen kortsluter skyddskretsen i dennas lågohmiga lednings- tillstånd och vilken via kollektor-emitter och bas-emitter i icke-bottnat tillstånd leder ström genom skyddskretsen i dennas högohmiqa tillstånd, var- vid styrkretsen har förbindelse med transistorns bas och omitter.

Vidare gäller enligt uppfinningen lämpligen att styrkretsen omfattar en an- dra transformator vars primärlindning är seriekopplad med nättransformatorns sekundärlindning och likriktaranordningen medan dess sekundärlindning via en likriktarkrets är ansluten till transistorns bas och emitter.

Uppfinningen skall nu beskrivas närmare genom ett utföringsexempel illustre- 7910712~ll rat på bifogat kopplingsschema över laddningsanordning.n.

Laddningsanordningen omfattar på vanligt sätt en nattransfurmator med pri- märlindningen L1, kärnan K1 och sekundärlindníngvn L2. Primürlindningen ür via en kondensator C1 ansluten till nätanslulningcn R. varvid kondensatorn har till uppgift att begränsa strömmen under laddningsldrleppets början så att ackumulatorn eller i lnddningsanordningen ingående komponenter ej skadas av för stora strömmar. Den andra änden av nättransformatorns primärlindning är via en skyddskrets SK ansluten till den andra nätanslutningen N. Sekun- därlindningen L2 på nättransformatorn är via en likriktarkrets, huvudsakligen bestående av de fyra dioderna D10, D11, D12 och D13, forbunden med den acku- mulator B som skall laddas. Likriktarkretsen omfattar även andra komponenter vilkas ändamål skall anges nedan.

Speciellt under tomgång skulle på grund av kondensatorn Cl och induktansen i niittrauu;forlnatorns: prunarlindmng l1 uppstå resonans!vnumeri som skulle ge upphov till mycket stora strömmar, vilka skulle kunna skada laddnings- anordningen. För att hindra sådan strömrusning är det 1 serie med nättras- formatorns primärlindning anordnat skyddskretsen SK, vilkens huvudkomponenter är transistorn T1 och dioderna D1, D2, D3, D4 och D5 samt resistanserna R1 och R2.

För styrning av skyddskretsen är det i serie med nättransformatorns sekundär- lindning L2 och likriktarkretsen D10-D13 inkopplat en styrkrets ST vilken omfattar en transformator med primärlindningen L3, kärnan K2 och sekundär- lindningen L4, varvid lindningen L3 genomflytes av den ström som går från nättransformatorns sekundärlindning L2 till likriktarkretsen. Lindníngen L4 är via en likriktarbrygga med dioderna D6, D7, DB och 09 ansluten med plus- sidan till basen i transistorn T1 och med minus-sidan till emittern.

När en växelspänning kopplas till nätanslutningarna R och N flyter en initial ström från R genom C1, L1, D1, R1 och DS varefter strömmen grenas via bas- emitter på T1 och R2 och sedan förenas igen via 04. Alternativt (under den andra halvperioden) flyter initialströmmen från N genom D}, R1 och D5 innan den grenas via T1 och R2 och sedan åter förenas via D2 och flyter genom L1 och C1 till R. Initialströmmen via bas-emitter i T1 är så avpassad att led- ningstillståndet via kollektor-emittet är högohmigt och icke tillåter någon skadlig strömrusning. Den maximala strömmen i detta tillstånd (i tomgång, t.ex med nättransformatorns sekundärkrets öppen) genom nättransformatorns i '7910712-4 '4 primärkrets kommer därför att bli suman av transistorns bas-emitter ström och dess kollektor-emitter ström, vilken senare uppgår till värdet av ström- förstärkningsfaktnrn gångar bus-emitter strömmen. Den till ett maximalt värde av T1 begränsade initialströmmen (tomqánqsströmmcnl genom L1 inducerar via kärnan K1 en spänning i [Z vars mumentana värde med ett lämpligt belopp över- stiger ackumulatorns B polspänning.

När laddning skall ske, dvs när nättransformatorns sekundärkrets är sluten, ger den i sekundärlindninqen L2 inducerade spänningen upphov till en ström vilken även genomflyter llndningen L3 i styrkretsens transformator som via likriktaren D6-D9 tillför transistorn T1 en styrström till bas-emitter. Denna styrström är avpassad så att den är tillräckligt stor att bottna translatorn T1 i kollektor-emitter övergången, vilket i stort sett.ínncbär att skydds- kretsenëh'kortsluten av transistorn varför laddninqsströmmen endast begränsas av nätspänningens momentanvärde och kondensatorn C1.

För att hindra överladdning av ackumulatorn och för att medge underhålls- laddning är det över ackumulatorn B inkopplat en spänningsvakt Sv vilken avger en optisk signal när ackumulatorn är fulladdad. Spänningsvakten är optiskt kopplad till ett fotomotstånd Fm, som tillsammans med en transistor T3 och en resistans R3 på sätt som framgår av kopplinguschemat är inkopp- lade i skyddskretsen.

När ackumulatorn B är fulladdad och alltså laddninqsströmmen kraftigt skall minskas ger spänníngsvakten Sv en optisk signal till fotomotståndet Fm som i belyst tillstånd leder ström via bas-emitter i transistorn T3. Initial- strömmen (vid halvperiodernas början) genom skyddskretsen går nu ej längre genom bas-emitter i transistorn T1 utan avledes via kollektor-emitter i transistorn T3. Detta innebär att translatorn T1 ej får den styrström som be- hövs för att strömmen i nättransformatorns sekundärkrets via styrkretsen ST skall generera den styrström som behövs för bottning av translatorn T1, varigenom alltså laddningsströmmen hindras att uppnå sitt fulla värde. Ström- men går nu från R via C1, L1, D1 varefter den förgrenas dels via R1, kol- lektor-emitter i T3 och dels via Fm , bas-emitter i T3 samt parallellt där- med via R3, varefter delströmmarna åter förenas via D4 till N. Alternativt (under den andra halvperioden) flyter strömmen från N Lill D3 där den för- grenas via dels Fm, bas-emitter i T3 och R3 och dels via R1 och kollcktor- emitter i T3, varefter delströmmarna åter förenas via D2 och flyter genom L1 och C1 till R. 7910712-4 Genom ett lämpligt val av resistansen R1 ges strömmen genom nättransfor- matorn ett sådant värde vid fulladdad ackumulator (i princip med T1 bort- kopplad) att strömmen genom dess sekundärkrets, dvs laddningsströmmen, blir lämplig för underhållsladdninq av ackumulatorn B. Dock får denna ström ej väljas så stor att den spänning som induceras i sekundärlindninqen L4 i styrkretsens transformator överstiger tröskelvärdet för dioderna D6-D9, efter- som i sådant fall styrström skulle avges till T1, vilken därigenom bottnades och laddningsströmmen åter fick full styrka.

Om ackumulatorn urladdas, t.ex via en nödbelysningsanluggning under ström- avbrott, kommer dess polspänning att sjunka. Detta inträffar också med tiden om den endast får underhållsladdninq. När detta inträffat i sådan omfattning att ett förutbestämt värde på spänningsvakten Sv underskridits avger denna på optisk väg en signal till fotomotståndet Fm vilket därigenom övergår till ett icke-ledande tillstånd, varigenom transistorns T} blockerande inver- kun bryta så uti translatorn I1 äter kan få styrsl|wm:och dürinennm äter ladd- ningaströmmen uppnå full styrka tills nckumuluturn åter är Iulluddnd och för- loppet upprepas.

För att skydda laddningsanordninqen mot skador orsakade av stora spännings- transienter som kan uppstå.om ackumulatorn (av misstaq skulle kopplas bort när full laddningsström råder är det på sätt som framgur av knpplingsschemat i likriktarkretsen anordnat en kondensator C2, en transistor T2 och en resi- stans R4. Den vid bortkoppling av ackumulatorn uppstäende spänningsstöten laddar kondensatorn C2 via bas-emitter i transistorn T2, vilken därigenom blir mer eller mindre bottnad i kollektor-emitter övergången så att den far- liga spänningstransienten förhindras.

Resistanserna R2, R3 och Rh har till ändamålutt förse baserna i de motsvaran- de transistorerna T1, T3 resp T2 med potential lämplig för uppnâende av den önskade bas-emittcr strünmen.

Uppfinningen kan modifieras inom ramen för följande patentkrav. Således skulle det t.ex vara möjligt att ersätta transistorn Tl med ett relä, eventuellt sammankopplat med en resistans.

Claims (3)

7910712-4 P A T E N T K R A V

1. Laddningsanordninq för laddning av en elektrisk arkumulator och om- fattande en första transformator (L1, K1, L2) vars sokundärlindninq (L2) via en likriktaranordninq (D10-D15) har förbindelse med ackumulatorn (B) k ä n n e t e c k n a d därav att för benrünsninn av laddnlnqnstrümmen en kondensator (C1) är ansluten i serie mod den fürsia trunuformatorns primärlindninq (L1), varvid det också i serie med denna är anordnat en skyddskrets (SK), vilken för híndrande av strümtransienter är överforhar mellan ett lågohmígt och ett högohmigt ledningstillstând, att det i serie med den första transformatorns sekundärlindninq (L2) är anslutet en styrkrets (ST), vilken är anordnad att när en förutbestämd laddníngsstrüm genom se- kundärlindningen (L2) överskrids överföra skyddskretsen till det lån- ohmíqa ledninqatillständet.

2. Laddningsanordning enliqt kravet 1 k ä n n e t e c k n a d därav att skyddskretsen (SK) omfattar en transistor (T1) vilken i bottnat till- stånd via kollektor-emitter väsentligen kortsluter skyddskretsen i dess lågohmiga ledningstillstånd och vilken via kollektor-emitter och bas- emitter i icke-bottnat tillstånd leder ström qonom skyddskretsen i dennas högohmiga ledningstillstånd, varvid styrkretsen (ST) har förbindelse med transístorns bas och emitter.

3. Laddninqsanordning enligt kravet 2 k ä n n e l c c k n a d därav att styrkretsen (ST) omfattar en andra transformator (L5, K2, L4) vars pri- märlíndning (L3) är seriekopplad med den första transformatorns (L1, K1, L2) sekundärlíndning (L2) och likriktaranordnínqen (D10-D15), medan dess sekun- därlindninq (L4) via en likriktarkrets (Db, D7, DH, D9) är ansluten till tronsisturns (T1) bas och emitter.