SE442802B - Batteriladdande anordning - Google Patents

Description

8402657-4 detta laddas ur så finns ett annat batteri fulladdat för att starta en explosionsmotor, sä att till denna kopplad laddningsenhet (generator) kan nyttjas för att ladda helt eller delvis det urladdade batteriet.

TEKNIKENS TIDIGAPE STÅNDPUNKT Det är alltså i och för sig tidigare känt att nyttja en batteriladdande anordning, som innefattar dels en med avseende på en laddningsbar effekt reglerbar laddningsenhet, dels ett nämnda laddningsenhets laddningsbara effekt styrande don och dels minst två skilda den laddningsbara effekten mottagande batterier. Sålunda kan nämnas att en laddningsenhet i form av' en generator driven av en explosionsmotqr med reglerbar laddningseffekt är tidigare känd och drives av explosionsmotorer såsom en likströmsge- nerator eller en växelströmsgenerator med tillhörande dioder och där den avgivna laddningsbara effekten regleras genom att reglera strönmar till magnetiseringslindningen Det är ett framträdande önskemål, vid den ovan angivna tillämpningen, att i första hand hålla ett första batteri fulladdat, nämligen batteriet för drift av startmotor för start av en explosionsmotor, och i andra hand hålla ett andra batteri fulladdat, nämligen batteriet för strömför- sörjning av andra effektkrävande apparater.

Vid start av den reglerbara laddningsenheten eller generatorn skall således den laddningsbara effekten först matas över till det första batteriet och när detta är fulladdat skall den laddningsbara effekten matas över till det andra batteriet och ladda upp detta.

För att åstadkomma denna fördelning av den laddningsbara effekten mellan det första och det andra batteriet är det tidigare känt olika diodkopp- lingar och olika styrkretsar.

Gemensamt för tidigare kända styrkretsar och även tidigare kända diod-^ kopplingar i kombination med tidigare kända laddningsenhetens laddnings- bara effekt styrande don är att dessa inte lyckats maximalt utnyttjar den laddningsbara effekten tills båda batterierna är fulladdade. Normalt 8402657-4 sker en nedtrappning av den laddningsbara effekten i beroende av ökande laddningsgrad för batterierna.

Detta har också ansetts naturligt enär batteriets polspänning får en tendens att öka vid full laddningsgrad och denna variation tillátes att direkt styra den laddningsbara effekten.

REDOGURELSE FÜR FURELIGGANDE UPPFINNING TEKNISKT PRO§L§fl Under beaktande av teknikens tidigare ståndpunkt, såsom den kommit till- uttryck genom ovan beskrivna tidigare kända kopplingsarrangemang, torde det få anses vara ett kvalificerat tekniskt problem att kunna skapa sådana förutsättningar att den laddningsbara effekten utmatad från den reglerbara laddningsenheten ständigt ligger på ett maximum eller i vart fall nästan maximum, oavsett ett eller båda batteriernas laddningstill- stånd i kombination med att det första batteriet skall i första hand tillföras laddningseffekt medan det andra batteriet skall i andra hand tillföras laddningseffekt.

Det måste vidare fâ anses vara ett kvalificerat tekniskt problem att kunna skapa sådana förutsättningar att den maximala effekten kan utmatas från laddningsenheten ända tills båda batterierna är fulladdade, var- efter laddningsenhetens laddningsbara effekt skall nedbringas till ett' för underhållsladdning anpassat effektvärde eller till ett för avslutad laddning anpassat effektvärde.

Det mäste vidare få anses vara ett kvalificerat tekniskt problem att kunna skapa förutsättningar för en differentierad laddning till de olika batterierna och att göra detta med hjälp av enkla komponenter.

Det mäste vidare få anses vara ett kvalificerat tekniskt problem att kunna skapa en sådan differentierad laddning att full laddningseffekt tillföras de olika batterierna och att vid full laddningsgrad hos det första batteriet växlar den fulla laddningseffekten över till det andra batteriet under en viss tid för att därefter ånyo växla över till full laddningseffekt till det första batteriet samt låta tiden för full 8402657-4 laddningseffekt till ett första batteriet avtaga till förmån för ladd- ningstiden för det andra batteriet.

Det måste vidare få anses vara ett kvalificerat tekniskt problem att kunna skapa sådana förutsättningar att polspänningen, uppträdande över det första batteriet, kan fastställas i en första polspänningsavkännende krets och utnyttjas för fastställande av aktuell momentan polspänning och att en liknande andra polspänningsavkännande krets utnyttjas för att avkänna aktuell och momentan polspänningen över det andra batteriet och att med hjälp av enkla medel utnyttja dessa momentant uppträdande pol- spänningar för att styra laddningsenhetens maximala laddningsbara effekt till det första batteriet och/eller till det andra batteriet.

Det mäste vidare fâ anses vara ett kvalificerat tekniskt problem att skapa ett avgiven laddningsbar effekt styrande don så konstruerat, att detta ständigt styr laddningsenheten till maximal avgiven effekt, men att nämnda påverkan på donet för maximal effekt skall kunna inhiberas när den andra polspänningsavkännande kretsen avkänner en polspänning som överstiger ett på förhand bestämt värde.

Det måste vidare få anses vara ett kvalificerat tekniskt problem att med hjälp av enkla och billiga komponenter kunna skapa en för det första batteriets polspänningsavkännande krets avsedd buffertkrets och en för det andra batteriets polspänningsavkännande krets avsedd buffertkrets O samt att låta dessa bli kopplade till var sin komparatorenhet, styrd av en justerbar referensspänning och att låta den första komparatorenheten styra en första transistorkrets för att koppla den laddningsbara effek- ten antingen till det första batteriet eller till det andra batteriet samt låta den andra komparatorkretsen styra en andra transistorkrets som inhibera en från en reglerkrets utmatad signal så att den andra transis- torkrets kan bringas att styra laddningsenheten till ett för underhålls- laddning anpassat effektvärde eller till ett för avslutad laddning an- passat effektvärde. ' 8402657-4 LUSNINGEN Föreliggande uppfinning anvisar nu en batteriladdande anordning som innefattar dels en med avseende på laddningsbar effekt reglerbar ladd- ningsenhet dels ett nämnda laddningsenhets laddningsbara effekt styrande don och dels minst två den laddningsbara effekten mottagande batterier.

Enligt uppfinningen anvisas att den laddningsbara effekten från ladd- ningsenheten är via donet styrd för maximal eller i vart fall nästan maximal effekt under hela den för laddning avsedda varaktigheten i tiden och att först vid konstaterad hög laddningsmängd i batterierna styrs via donet laddningsenheten till ett för underhâllsladdning anpassat effekt-~ värde eller till ett för avslutad laddning anpassat effektvärde.

Uppfinningen anvisar vidare att en första matningsledning för laddnings- bar effekt till ett första batteri skall uppvisa ett resistansvärde som överstiger resistansvärdet för en andra matningsledning för laddningsbar effekt till ett andra batteri. Resistansvärdesdifferensen kan företrä- desvis bildas med hjälp av en eller ett flertal dioder.

Vidare anvisar uppfinningen att en första polspänningsavkännande krets skall vara anordnad för att avkänna polspänningen uppträdande över ett första batteris poler och en andra polspänningsavkännandc krets är an- ordnad för att avkänna polspänningen uppträdande över ett andra batteris poler.

Det styrande donet skall innefatta en krets anordnad att ständigt styra laddningsenheten till maximal eller hög effekt och att nämnda krets påverkan på donet inhiberas när avkända polspänningar överstiger på förhand bestämda värden för de båda batterierna varvid laddningsenheten omkopplas för underhållsladdning eller bortkopplas.

Uppfinningen anvisar en första transistorkrets för att kunna styra den laddningsbara effekten till det första eller det andra batteriet.

Slutligen anvisar uppfinningen att den första polspänningsavkännande kretsen skall via en första buffertkrets vara kopplad till en första komparatorenhet. Den andra polspänningsavkännandc kretsen är via en 8402657-4 andra buffertkrets kopplad till en andra komparatorenhet. Den första komparatorenheten och den andra komparatorenheten är båda påverkade av en referensspänning, företrädesvis justerbar sådan. Den första kompara- torenheten är anordnad att styra en första transistorkrets för att kopp- la den laddningsbara maximala effekten antingen till det första eller det andra batteriet medan den andra komparatorenheten är anordnad att inhibera en från en reglerkrets matad signal för maximal laddningseffekt och styra en reducering av den laddningsbara effekten till ett minimum.

FURDELAR De fördelar som främst kan få anses vara förknippade med en batterilad- dande anordning i enlighet med föreliggande uppfinning är att härigenom skapats förutsättningar för att på ett enkelt sätt maximalt kunna ut- nyttja den reglerbara laddningsenheten under den tidsvaraktighet då uppladdning av batterierna skall ske, men så snart batterierna är full- laddade sker en momenten nedkoppling av den laddningsbara effekten till ett för underhållsladdning anpassat effektvärde eller till ett för av- slutad ïaddning anpassat effektvärde. Därtill konmer den fördelen att det nu anvisade laddningsenhetens laddningsbara effekt styrande donet kan framställas med hjälp av enkla standardkomponenter i kombination med ett enkelt kopplingsschema, som gör att det styrande donet får en pris- billig framställning.

Det som främst kan få anses vara kännetecknande för en batteriladdande anordning i enlighet med föreliggande uppfinning anges i det efterföl- jande patentkravets 1 kännetecknande del.

KORT FIGURBESKRIVNING En för närvarande föreslagen utföringsform. uppvisande de för förelig- gande uppfinning signifikativa kännetecknen, skall närmare âskâdliggöras med hänvisning till bifogad ritning där; 8402657-4 figur 1 visar en starkt schematisk koppling av en batterilad- dande anordning innefattande dels en med avseende på laddningsbar effekt reglerbar laddningsenhet dels ett nämnda laddningsenhets laddningsbara effekt styrande don och dels minst två den laddningsbara effekten mottagande batterier. figur 2 visar i blockschemaform en för närvarande föreslagen utföringsform av det laddningsenhetens laddningsbara effekt styrande donet och figur 3 visar mera detaljrikt de för blockschemat enligt figur 2 lämpliga komponenterna och deras inbördes inkopp- ling.

BESKRIVNING ÖVER NU FURESLAGEN UTFURINGSFORM Med hänvisning till figur 1 visas således i stark schematisk framställ- ning en batteriladdande anordning 1. Denna anordning innefattar en med avseende på sin laddningsbara effekt reglerbar laddningsenhet 2, exem- pelvis en av en explosionsmotor driven likströmsgenerator eller en växel- strömsgenerator med tillhörande likriktare, som via en första anslutning 6 är kopplad till jord och via en andra anslutning 7 (även benämnd B+) är kopplad till en ledning 7' för matning av en pluss-spänning och en laddningsbar effekt. Via en anslutning 8 och en därtill kopplad ledning 8', (ëvenledes betecknad D+) är det möjligt att via en ej visad reglerÄ krets styra magnetiseringslindningen i generatorn 2 och därigenom skapa en reglerbar laddningsbar effekt via anslutningen 7 och ledningen 7'.

Hed hjälp av en ledning 7' och en ledning 8' förbinds laddningsenheten 2 med ett laddningsenhetens laddningsbara effekt styrande don 3, som via en ledning 9 står i förbindelse med jordpotential. Även om ledningen 8' skulle kunna anslutas direkt till magnetiserings- lindningen skall den efterföljande beskrivningen utgå ifrån att led- ningen 8' är kopplad till en ej visad reglerkrets, som i sin tur driver magnetiseringslindningen i generatorn. 8402657-4 -g_ Via en ledning 10 står donet 3 i förbindelse med ett första batteri 4 och via en ledning 11 står nämnda don 3 i förbindelse med ett andra batteri 5.

Enligt förutsättningarna för föreliggande uppfinning skall donet 3 vara så anordnat att full laddningsbar effekt i första hand tillföres det forsta batteriet 4, via ledningen 10, och i andra hand tillföres full laddningsbar effekt det andra batteriet 5, via ledningen 11, och så snart batteriet 4 är fulladdat skall all laddningsbar effekt ifrån ladd- ningsenheten 2 tillåtas passera via ledningen 11 till det andra batte- riet 5.

Båda batterierna 4 och 5 är via en ledning 12 förbundna till jordpoten- tial.

Med hänvisning till figur 2 visas i blockschemaform ett enligt uppfin- ningen konstruerat nämnda laddningsenhets 2 laddningsbara effekt sty- rande don 3. Ledningen 7' visas här vara förenad till en diod eller en dioduppsättning 13 innan nämnda ledning förbinds med ledningen 10 till det första batteriet 4. Med hjälp av en första transistorkrets 14 kan nämnda ledning 7' bli förbunden med ledningen ll för matning av ladd- ningsbar effekt till det andra batteriet 5.

Hänvisningsbeteckningen 15 illustrerar en första buffertkrets kopplad till och anordnad att avkänna momenten polspänning uppträdande på det första batteriet 4. En andra buffertkrets 16 är pà liknande sätt anord- nad att kunna avkänna momentan polspänning uppträdande på det andra batteriet 5. Den första buffertkretsen 15 är kopplad till en första komparatorenheten 17 medan den andra buffertkretsen 16 är kopplad till en andra komparatorenheten 18.

Såväl komparatorenheten 17 som komparatorenheten 18 står via en ledning 19 i förbindelse med en alstrad referensspänning i en krets 20. Denna referensspänning kan med fördel vara justerbar. Referensspänningen är vidare kopplad till en reglerkrets 21. 8402657-4 _ g _ Den första komparatorenheten 15 är anordnad att styra en första transis- torkrets 14 medan den andra komparatorkretsen 18 är anordnad att via en ledning 22 styra en andra transistorkrets 29.

Via den referenspänningsalstrande kretsen 20 och reglerkretsen 21 styrs den andra transistorkretsen 29: så att på ledning 8' uppträder en spän- ning som via reglerkretsen förorsakande full ström till magnetiserings- lindningen, vilket innebär att på ledningen 7' uppträder full laddnings- bar effekt. Så snart signal uppträder på utgången för komparatorkretsen 18 via ledningen 22 inhiberas utgângssignalen från reglerkretsen 21 och transistorkretsen 29 blir fullt ledande och lämnar därvid en spänning pä ledning 8' som av reglerkretsen uppfattas som en för hög polspänning på batteriet, varför reglerkretsen stryper strönmatningen till magnetise- ringslindningen, vilket innebär att den laddningsbara effekten på led- ningen 7' minskar drastiskt till ett för underhâllsladdningen anpassat effektvärde eller till ett för avslutad laddning anpassat effektvärde.

Med hänvisning till figur 3 visas mera i detalj föreslagna kopplings- komponenter för att utföra funktionen enligt blockschemat visat i figur 2. Sålunda kan nämnas att dioden 13 utgöres av fyra diodenheter kopplade parvis i serie och parvis parallellt och skapar där ett spänningsfall så att den första matningsledningen 10 för laddningsbar effekt till ett första batteri 4 uppvisar ett resistansvärde som överstiger resistans- värdet för en andra matningsledning 11 för att föra laddningsbar effekt till ett andra batteri 5. Denna resistansdiskrepans tjänar syftet att kunna styra ut en transistor 14a ingående i den första transistorkretsen 14.

Transistorkretsen 14 består av två transistorer 14a och 14b, där den ena transistorn 14b är anordnad för att styra transistorn 14a, som tjänar det direkta syftet att koppla den laddningsbara effekten till det andra batteriet 5.

En första, det första batteriets 4 polspänning momentant fastställande, polspänningsavkännande krets 15 innefattar en första buffertkrets 15a.

Polspänningen för batteriet 4 tillföres en operationsförstärkares in- gångar, vars utgång via en RC-länk 25 är kopplad till en första 8402657-4 _10- komparatorenhet 17, innefattande en operationsförstärkare l7a. Kompara- torkretsens 17a utgång styr en transistorkoppling 26, genom vilken den spänningsnivå från komparatorenheten när omkoppling skall ske kan in- ställas och där nämnda transistorkoppling, i sin tur styr transistorerna 14b och 14a.

En andra. det andra batteriets 5 polspänning momentant fastställande, polspänningsavkännande krets 16 innefattar en andra buffertkrets 16a.

Polspänningen för batteriet 5 tillföres en operationsförstärkares in- gångar, vars utgång via en RC-länk 27 är kopplad till en andra kompara- torenhet 18, innefattande en operationsförstärkare l8a.

Komparatorkretsens 18a utgång styr en transistorkoppling 23, som är styrtransistor till en transistorkoppling 29 genom vilken magnetiserings- strömmen till generatorn via ledning 8' och reglerkretsen kan regleras.

Via en ledning 19 matas en reglerbar referensspänning såväl till kompa- ratorkretsarnas 17, 18 ena utgångar som till ena ingången för en regler- krets innefattande en operationsförstärkare Zla.

Utgången för komparatorkrctsen 18a och utgången för reglerkretsen 21a är båda kopplade för att styra en transistorkrets 23, som i sin tur styr en transistorkrets 29 för reglering av magnetiseringen av magnetiserings- lindningen via den ej visade reglerkretsen.

I det fall reglerkretsens Zla utgång styr transistorerna 23, 29 sker en strömmatning via transistor 29 och ledningen 8' via reglerkretsen till generatorns magnetiseringslindning, vilket innebär att full laddningsbar effekt matas via ledningen 7'. Reglerkretsen avkänner en spänning som uppfattas som om alldeles för låg polspänning är för handen. Så snart en signal uppträder på ledningen 22 från komparatorkretsen l8a leder 29 helt nämnda ström via ledningen 8', vilket av reglerkretsen uppfattas som om hög polspänning är för handen och den laddningsbara effekten på ledning 7' nedbringas till ett för underhållsladdning anpassat lågt effektvärde eller till ett för avslutad laddning anpassat lågt effekt- värde. 8402657-4 _11- Om det antages att det första batteriet 4 är nästan fulladdat medan det andra batteriet 5 är urladdat kommer den laddningsbara fulla effekten att styras över till det första batteriet 4. Buffertkretsen 15 indikerar för komparatorkretsen 17 när spänningen över batteriets 4 poler intager ett på förhand bestämt för full laddning anpassat värde, säg 14,2 V.

Transistorkretsen 14 börjar då leda ström till det andra batteriet 5, varvid polspänningen på det första batteriet 4 sjunker, vilket buffert- kretsen 15 och komparatorkretsen 17 avkänner, varvid transistorkretsen 14 gtrypes.

Detta innebär att när det första batteriet 4 har kommit upp till 14,2 V ' polspänning kopplas laddningen över till det andra batteriet 5 och här sker en pulsartad laddning.

När det andra batteriet 5 uppvisar en polspänning av 14,2 V, vilket avkännes av den andra buffertkretsen 16 och den andra komparatorkretsen 18 börjar transistorkretsen 23 och 29 att leda, vilket får till resul- tat att reglerkretsen uppfattar polspänningen för hög och stänger då av magnetiseringen till generatorn.

När komparatorkretsen 18 ej styr transistorn 23 och 29 är reglerkretsen anpassad att styra transistorkretsen 23 och 29, så att en spänning på 13,5 V hålles konstant på ledning 8'. Detta får regulatorn att reagera som om batterispänningen är för låg och ger full magnetisering till generatorn.

Angivna spänningsvärden är ej kritiska utan här är det fråga om att bilda en potential som reglerkretsen kan uppfatta som en för låg pol- spänning eller en för hög polspänning, där låg polspänning skall föror- saka full laddningsbar effekt och att hög polspänning skall förorsaka låg effekt.

Polspänningen mäts direkt på batterierna och härigenom blir alla spän- ' ningsfall i ledningen och kontakter kompenserade tillika med spännings- fall i jordförbindningar. 8402657-4 _12_ Uppfinningen är givetvis inte begränsad tili den ovan såsom exempel angivna utföringsexempïet utan kan genomgå modifikationer inom ramen för den i efterföijande patentkrav iflustrerande uppfinningstanken.

Claims (7)

\5 8402657-4 LATENTKRAV

1. Batteriladdande anordning innefattande dels en med avseende på ladd- ningsbar effekt reglerbar laddningsenhet dels ett nämnda laddningsenhets laddningsbara effekt styrande don och dels minst två den laddningsbara effekten mottagande batterier, k ä n n e t e c k n a d därav, att den laddningsbara effekten från laddningsenheten är via donet styrd för maximal eller i vart fall nästan maximal effekt under hela den för ladd- ning avsedda varaktigheten i tiden och att först vid konstaterad hög laddningsmängd i batterierna styrs via donet laddningsenheten till ett för underhållsladdning anpassat effektvärde eller till ett för avslutad . laddning anpassat effektvärde.

2. Batteriladdande anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a d därav, att en första matningsledning för laddningsbar effekt till ett första batteri uppvisar ett resistansvärde överstigande resistans- värdet för en andra matningsledning för laddningsbar effekt till ett andra batteri.

3. Batteriladdande anordning enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k - n a d därav, att resistansvärdesdifferensen bildas av en eller flera dioder och utnyttjas i en omkopplingskrets.

4. Batteriladdande anordning enligt patentkravet 1 eller 4, k ä n n e = t e c k n a d därav, att en första polspänningsavkännande krets är anordnad för att avkänna polspänningen uppträdande över ett förste bat- teris poler och en andra polspänningsavkännande krets är anordnad för att avkänna polspänningen uppträdande över ett andra batteris poler.

5. Batteriladdande anordning enligt patentkravet 1 eller 4, k ä n n e - t e c k n a d därav, att det styrande donet innefattar en krets anord- nad att stëndigt styra laddningsenheter till maximal eller hög effekt och att nämnda krets påverkan på donet inhiberas när avkända polspän- ningar överstiger på förhand bestämda värden, varvid laddningsenheten omkopplas för underhållsladdning eller bortkoppling. 34Û2657-4 gg

6. Batteriladdande anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a d därav, att en första transistorkrets är anordnad för styrning av den laddningsbara effekten till det första eller det andra batteriet.

7.l Batteriladdande anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a d därav, att den första polspänningsavkännande kretsen, innefat- tande en första buffertkrets, är kopplad till en första komparatorenhet, att den andra polspänningsavkännande kretsen är via en andra buffert- krets kopplad till en andra komparatorenhet, att till den första och den andra komparatorenheten är anslutna en referensspänning, företrädesvis justerbar sådan, att den första komparatorenheten är anordnad att styra ' en första transistorkrets, för att koppla den Taddningsbara maximala effekten antingen till det första eller det andra batteriet, och att den andra komparatorenheten är anordnad att inhibera en från en reglerkrets matad signal för maximal laddningseffekt och bringa en reducering av den laddningsbara effekten till ett minimum.