SE454927B - Regulator for att reglera laddningen hos ett batteri fran utgangsklemmorna hos en vexelstromskella - Google Patents

Description

TS 20 25 30 35 40 454 927 2 i alternerande armar hos helvágslikriktarbryggan. Organ är normalt anordnade för avkänning av batterispänningen. När en spänning under full laddníngsnivà avkännes, styrs SCR- -likriktarna och laddningsström sänds till batteriet till dess fullständig spänningsladdning avkännes, i vilket fall styr- signalen avlägsnas från SCR-likriktarna och ingen ytterligare laddningsström passerar. Dessa regulatorer är hänvisade till att batteriets klämspänning sjunker under någon bestämd nivå innan varje uppladdning börjar. De är inte i stånd att åstad- komma en lág laddningsgrad, när batterispänningen är just något under full laddningsspänning, och en hög laddningsgrad, när batteriklämspänningen är väsentligt under den, som motsvarar ett tillstånd med full uppladdning.

I de amerikanska patenten 5 857 082 och 4 146 831.visas användningen av helvågsbrygglikriktare för uppladdning av ett batteri från en permanentmagnetsväxelströmsgenerators utgångs- klämmor. I båda fallen består likriktardioden i två av bryggans armar av en SCR-likriktare, som tillhandahåller en styrklämma.

Transistorkretsar används för att avkänna batteríspänningen och för att reagera för att batteríspänningen sjunker under en speciell nivå genom styrning av SCR~likriktarna för uppladd- ning av batteriet med helvàgslikriktad ström. När fulladdat- batteri avkännes bortkopplas SCR-likriktarna och matningen av laddningsström till batteriet avbryts helt. Detta visas fullständigt i fíg 6 i det amerikanska patentet 3 857 082 och i fig 1 i det amerikanska patentet 4 146 831.

Sammanfattning av uppfinningen Enligt uppfinningen erhålles ett flertal batteriuppladd- níngsgrader genom uppladdning av batteriet med halvvågslik- riktad eller helvágslikriktad ström, beroende pà batteriets laddningstillstånd.

Enligt uppfinningen är en första och en andra helvågs- likriktarkrets ínkopplade för att bilda en helvagslikriktarbrygga.

Organ för avkänning av en spänning, som motsvarar batteriets klämspänning, finns. Organ är anordnade, vilka reagerar för avkänníngsorganen, som avkänner en spänning, vilken har ett förutbestämt lägre värde än det helt uppladdade batteriets klämspänníngsvärde, genom anslutning av det första halvvägs-z líkriktarkretsorganet i en seriekrets mellan växelströmsgenera- torns utgångsklämmor för uppladdning av batteriet vid ett 10 15 20 ZS 30 35 40 y, 454 927 värde med helvágslikström, och vilka reagerar för avkänning av en spänning, som är ett ytterligare förutbestämt värde lägre, genom inkoppling av nämnda andra halvvàglikriktarkrets- organ i en annan seriekrets mellan växelströmsgeneratorns ut- gångsklämmor för uppladdning av batteriet med helvågslikriktad ström tillsammans med det första halvvägsliktarkretsorganet.

Företrädesvís används styrda likriktare för att koppla batteriet till och från växelströmsgeneratorn.

Enligt uppfinningen är vidare organ anordnade för att hindra växelströmsgeneratorns spänning från att öka till en icke önskvärd hög nivå, när batteriet är bortkopplat, sä att växelströmsgeneratorn är obelastad och kortsluten. Den batteri- spänningen avkännande och reglerande kretsen matas via en transistoromkopplare, vilken erhåller matning från batteriet.

När batteriet bortkopplas upphör SCR-ledningen efter den första halvcykeln. Den spänning, som förekommer under den sista ledande halvcykeln, shuntas till jord via en zenerdiod, som erhåller genombrott när den utsätts för en spänning, som är något högre än batterispänningen i fulladdat tillstànd.

Enligt uppfinningen är vidare vid de tidpunkter, när båda .M likriktarkretsarna är bortkopplade, fortfarande en växel- strömssignal tillgänglig från växelströmsgeneratorn, vilken signal kan utsättas för halvvågslíkriktníng och fyrkantsform- ning för att driva en takometer.

Ett annat särdrag hos uppfinningen är att regulatorkretsen, skilt från likriktar- och batteriuppladdningskretsen, matas från batteriet via en transistoromkopplare, som är ledande, när nyckelomkopplaren för motortändningen är tillslagen, och icke-ledande, när motorn är frånslagen, så att det inte finns någon batteriströmförbrukning eller avledning genom regula- torn utom när motorn är i drift.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan i form av ett före- draget utföringsexempel under hänvisning till den bifogade ritningen..

Beskrivning av ritningen §ig_l visar ett kopplingsschema avseende en utföringsform av den nya regulatorn för uppladdning av ett batteri från en permamentmagnetväxelströmsgenerator. §ig_§ visar ett kopplingsschema för en alternativ ut- föringsform av batteriuppladdningsregulatorn. 10 15 20 ZS 30 35 40 454 927 4 Beskrivning av en föredragen utföringsform I fig 1 är det batteri, som skall uppladdas till angiven klämspänning, betecknat 10. Permanentmagnetväxelströmsgenera- torn för genereríng av laddningsströmmen anges generellt med hänvisningsbeteckningen 11; Permanentmagnetrotorn 12 hos växelströmsgeneratorn är avsedd att drivas runt exempel- vis av en icke visad förbränningsmotor. De motsatta ändarna av växelströmsgeneratorns statorlindning leder till växel- strömsgeneratorns utgångsklämmor 13 och 14. En RC-filterkrets 1S är shuntkopplad över växelströmsgeneratorns utgångsklämmor.

Batteriladdningskretsen utgöres principiellt av en hel- vâgsbrygglikriktare, som är sammansatt av fyra likriktarorgan men som är unik i det avseendet att bryggan under styrningen av den nya regulatorkretsen, som kommer att beskrivas, är styrbar för att åstadkomma batteriuppladdning med halvvägs- líkríktad ström, när den avkända batteriklämspänningen är endast något under angiven spänning, vid vilken tidpunkt ladd- níngsströmbehovet är lågt, och att åstadkomma batteriuppladd- ning med helvågslikriktad ström, när den avkända batteri- klämspänningen sjunker väsentligt under angiven spänning, vid vilken tidpunkt laddningsströmbehovet är högt. Växelströmut- gångsledningarna från växelströmsgeneratorn till likriktar- bryggan är betecknade 16 och 17. Likströmsreturledningarna är betecknade 18 och 19. Två av de fyra tidigare nämnda lik- riktarorganen är vanliga dioder 20 och 21. De andra två lik- riktarorganen består av tyristoromkopplare, speciellt vid denna utföringsform av SCR-likriktare, av vilka den ena, 22, har styrklämman betecknad 23 och den andra, 24, har sin styr- klämma betecknad 25. Den seriekrets, som börjar vid växel- strömsgeneratorns utgångsklämma 14 och som fortsätter vid SCR-líkriktaren 24, batteriet 10, dioden 21, ledningen 19 och tillbaka till växelströmsgeneratorns utgångsklämma 13, utgör den andra uppladdningskretsen för halvvågslikriktad ström. Uttrycket "styrd likriktare" används här såsom en _ generisk beteckning på varje likriktande eller i en riktning ledande halvledaranordning eller tyristor, som utsätts för grindstyrning. Batteriklämmornas polaritet är angivna med plus- och minustecken.

Organ för åstadkommande av styrsignaler selektivt till SCR-likriktarnas 22 och 24 styren för att bringa SCR-lik- 10 15 20 25 30 35 40 5 454 927 ríktaren 24 att leda och mata halvvågslikriktad laddningsström till batteriet 10 eller, alternativt, för att bringa bade J SCR-likriktaren 24 och 22 att leda och mata helvågslikriktad laddningsström innefattar kopplingskretsar med ljusstyrda tyristorer UJSCRJ vid den áskådliggjorda föredragna utförings- formen. LASCR-elementet för styrning av SCR-likriktaren 24 till ett ledande tillstànd finns i den med streckad linje markerade rektangeln 26. LASCR-elementet 26 är optiskt kopp- lat till en lysdiod (LED), som finns i en med streckad linje markerad rektangel 27, vilken förekommer vid den högra delen av ritningen. LASCR-elementets 26 anod är via ett strömbe- gränsníngsmotstànd 28 ansluten till en växelströmsutgángs-W klämma 14 hos växelströmsgeneratorn. Elementets katod ar an- sluten till SCR-likriktarens 24 styrklämma 25. Närhelst LASCR- -elementet 26 aktiveras eller göres ledande av ljus från 1 LED 27 och under det att växelströmsgeneratorns utgàngsklämma 14 är i den positiva halvan av sin växlande cykel sänds en styrsignal via LASCR-elementet 26 till SCR-likriktarens 24 styrklämma 25. Följaktligen leder SCR-likriktaren 24 halv- vågsladdningsströmmen till batteriet 10 så länge som LED 27 sänder ljus. LASCR-elementets 26 styrklämma 29 är i serie med ett motstånd 30 för att spänningsfallet för denna krets skall upprätthålla ledning av LASCR-elementet när denna väl har börjat.

När andra komponenter hos regulatorkretsen, som nu skall beskrivas, sålunda avkänner att batteriklämspänningen ligger under spänningen för helladdat tillstånd med ett förutbestämt värde inkopplas LED 27 och SCR-likriktaren 24 inkopplas eller aktiveras för att leda. När växelströmsgeneratorklämman 14 blir positiv passerar halvvågsladdníngslikström från växel- strömsgeneratorklämman 14 via SCR-elementet 24 till líkríktar- bryggans líkströmsutgángsklämma 31 och sedan via batteriet 10, likriktardioden 21, ledningen 19 och tillbaka till den för närvarande negativa växelströmsklämman 13. _ SCR-elementet 22 i den andra halvvàgsladdningskretsen görs ledande tillsammans med SCR-elementet 24 för att ladda batteriet vid drift med helvàgslikríktad ström när regulator- kretsen enligt ett särdrag hos uppfinningen avkänner att batteriklämspänningen ligger under det ovannämnda förutbestämda värdet med ett annat förutbestämt värde under nivån för full 454 927 10 15 20 25 30 35 40 laddning. I detta tillstànd inkopplas en annan LED 32 i den med streckad linje angivna rektangel, som har samma nummer, i det högra området av schemat, samtidigt med LED 27. När LED 32 utsänder ljus aktiveras det med SCR-likriktaren 22 associerade LASCR-elementet 32 för att sända styrsignaler till SCR-likriktarens 22 styrklämma 23, så att nämnda iikriktare kommer att leda, när växelströmsgeneratorns växelströmsutgángs- klämma 13 passerar genom positiva halvcykler. Under dessa halv- cykler passerar laddningsström från växelströmsgeneratorns ut- gángsklämma 13 via SCR-likriktaren 22 till likriktarkretsens utgängsklämma 31 och sedan genom batteriet 10, dioden 20 och ledningen 18 till den då negativa klämman 14 hos växelströms- generatorn. LASCR-elementet 33 har en styrklämma 34, ett strömbegränsningsmotständ 35 samt ett motstånd 36, som hör sam- man därmed, och dessa element fungerar med avseende på SCR- -likriktaren 22 på samma sätt som motståndet 28, styret 29 och motståndet 30, som samverkar med SCR-líkriktaren 24, såsom diskuterats tidigare.

Nu kommer regleringskretsen att diskuteras, vilken inne- fattar organen för att detektera den ena eller den andra av de ovannämnda förutbestämda spänningsnivåerna, organ för att jämföra dessa spänningsnivâer med referensspänningen, organ, vilka reagerar för den första jämförelse, som göres, genom att aktivera det ena av halvvàglikriktarkretsorganen och organ, som reagerar för en jämförelse med avseende på den andra spänningen, vilken görs genom aktivering av den andra halvvägs- likriktarkretsen för åstadkommande av höggradladdning av batteriet 10 med helvågslikriktad ström.

Regulatorkretsen innefattar en halvledaromkopplare i form av en transistor 40, som används för att separera eller hindra strömflöde in i regulatorkretsen, varvid sålunda onödigt läckage från batteriet 10 elimineras, när motorn inte går och växelströmsgeneratorn inte genererar ström. Transistorns 40 kollektor är ansluten till batteriets 10 positiva klämma men det finns inte någon bas-emitter-förspänningsström för kopp- ling av transistorn 40 till ett ledande tillstånd förrän nyckelomkopplaren 41 på fordonet eller båten slutes för startande av den motor, som driver växelströmsgeneratorn. Slut- ning av nyckelomkopplaren 41 medför matning av batteriström till fordonets eller båtens olika anordningar och tillåter 10 15 20 25 30 35 40 7 454 927 också att förspänningsström för transistorn 40 passerar genom motståndet 42 och transistorns bas-emítter-krets, så att transistorn blir ledande och dess emitter erhåller väsentligen batterispänning. Det finns en spänningsdelarkrets, som är in- kopplad mellan transistorns 40 emitter och jord via dioden 47.

Delarkretsen består av motståndet 43, det justerbara mot- ståndet 44 samt motstånden 45 och 46. Förutom att dioden 47 ansluter motståndets 46 nedre ände till jord så spärrar den också motströmpassage in i regulatorkretsen, vilket eljest skulle kunna inträffa om batteriet installerades felaktigt med omkastad polaritet.

När transistorn 40 inkopplas genom att förspänningsström sänds genom nyckelomkopplaren 41 och motståndet 42 passerar ström genom delarmotstánden 43-46 och dioden 47 till jord.

De av intresse varande spänníngsfallen i denna krets uppträder vid förbindningspunkten 58 vid den övre delen av motståndet 46 och vid förbindningspunkten 56 vid den övre delen av mot- ståndet 45. Strömmen och följaktligen nivån för spännings- fallen vid förbindningspunkterna 56 och 58 inställes genom justeringsmotståndet 44. Vid varje tillfälle är spänningarna vid förbindningspunkterna 56 och S8 proportionellà mot spän- ningen över batteriets klämmor. När nyckelströmställaren tíllslås passerar också ström genom en seriereferensspännings- krets, som matas via motståndet 42 och som innefattar mot- stånden 48 och 49 samt en zenerdiod 50, vars anod är ansluten till jord via dioden 47. Zenerdioden 60 ger en stabil referens- spänning vid förbindningspunkten 51. Vid en aktuell utförings- form används, såsom ett icke begränsande exempel, en zener- diod 50, som erhåller genombrott vid approximativt 5,2 volt i ett fall, varvid batteriets 10 angivna fulladdningsspänning uppgår till 14,5 volt. Via ledningarna 52 och 53 påtrycks referensspänníngen vid förbindníngspunkten 51 på de inverte- rande ingångarna hos två driftsförstärkare, vilka används såsom komparatorer 54 och 55. Spänningen vid förbindnings-_ punkten S6 vid den övre delen av motståndet 45 i delarkretsen påtrycks på den icke-inverterande ingången hos komparatorn 55 via ingångsmotständet S7. Spänningen vid förbindnings- punkten 58 vid den övre delen av delarmotståndet 46 påtrycks på den icke-ínverterande ingången hos komparatorn 54 via ett ingångsmotstånd S9. Eftersom spänníngarna vid förbindníngs- 10 15 20 25 30 35 40 _ 454 927 8 punkterna 56 och 58 i delarkretsen är proportionella mot batteriets 10 klämspänning kan två spänningar, motsvarande två olika tillstånd av batteriunderladdníng, detekteras eller avkännas. Komparatorerna 54 och S5 utgör organ för att jäm- föra de två olika spänningsnivåer, som representerar batteri- spänningen jämte zenerdiodens S0 stabila referensspänníng.

Vid den åskådliggjorda utföringsformen, varvid batteriet befinner sig i ett fulladdat eller nästan fulladdat tillstånd, är spänníngarna vid förbindningspunkterna 56 och S8 under zenerreferensspänningen och komparatorernas S4 och 65 utgångs- klämmor 60 och 70 intar sitt högspännings- eller högingångs- impedanstillstånd. När då exempelvis spänningen vid förbind= ningspunkten S8 i delarkretsen sjunker under zenerdiodens 50 referensspänningströskelvärde, vilket indikerar att batteriet behöver laddningsström, styrs komparatorn 54 och dess utgång 60 omkopplar till sitt lågimpedanstíllstånd, i vilket den kan müækaströmmen. Transistorns 61 bas är ansluten till komparatorutgången 60 via ett motstånd 62. Transistorns 61 emitter är ansluten till en ledning 63, på vilken batteri- spänning påtrycks via den regulatorkretsseparerandéekopp- lingstransistorn 40. Närhelst emitterförspänningsströmmen minskas genom komparatorns 54 utgångsklämma 60 kopplar transístorn 61 till ett ledande tillstånd och ström passerar genom transistorn 61, strömbegränsningsmotståndet 64, LED 27, ledningen~65 och dioden 47 till jord, varvid sålunda LED 27 bringas att utsända ljus kontinuerligt så länge som den vid förbindningspunkten 58 detekterade eller avkända spänningen ligger under zenerdiodens referensspänning och inte motsvarar spänningen vid fulladdat batteri 10. När LED 27, såsom för- klarats tidigare, utsänder ljus görs LASCR-elementet 29 ledande eller aktivt för åstadkommande av en styrsígna1,til1 SCR-likriktarens 24 styrklämma 25. Under varje halvvåg, då växelströmsgeneratorns klämma 14 blir positiv och SCR-1ik- riktaren 24 är framförspänd och samtidigt erhåller en styr~ signal, leder följaktligen SCR-likriktaren 24 och tillförs halvvåglikriktad ström till batteriet 10. När batterispänningen ligger under den fulladdade spänningen med ett första förut- bestämt värde uppladdas sålunda batteriet med halvvåglikriktad ström vid det undre av två tillgängliga laddningsvärden, vilket är önskvärt när batteriet är endast obetydligt under- 10 15 20 25 30 35 40 9 454 927 laddat. g Det kan noteras att ett motstånd 66 till positiv mat- ningsspänning är inkopplat mellan den positiva ledningen 63 och utgången 60 hos komparatorn S4 och att ett áterkopplings- motstånd S7 är inkopplat mellan utgången och den icke-inver- terande ingången för att styra komparatorns hysteres.

Om nu batterispänningen minskar väsentligt under den fulla laddningsnivån med ett andra förutbestämt värde förutom det första förutbestämda värdet, så att spänningen vid förbindelse- punkten S6 vid den övre delen av motståndet 45 i delarkretsen minskar under zenerdiodens 50 referensspänningströskelvärde reagerar komparatorn 55 genom att dess utgång 70 kopplas till ett lågimpedanstillstånd för minskande ström._När utgången 70 kan minska strömmen passerar förspänningsström från ledningen 93 via emitter-bas-kretsen hos en annan transistor 71, vars basströmbegränsande motstånd 72 är anslutet till komparatorns SS strömminskande utgång. Detta gör transistorn 71 ledande för ledning av ström från ledningen 63 via ett motstånd 73 och den andra LED-dioden 32, vars katod är ansluten till jord via ledningen 74 och dioden 47. När LED 32 utsänder ljus aktiveras LASCR-elementet 33 för sändande av styrsignaler till styrklämman 23 hos den tidigare icke-ledande SCR-likriktaren _22. Då styrsignalen sänds till SCR-likriktarens 22 styrklämma kommer nämnda likriktare att leda under alternerande halv- cykler, när växelströmsgeneratorns utgångsklämma 13 blir positiv. Då SCR-likriktarna 24 och 22 leder alternativa halvor av växelströmscyklerna från växelströmsgeneratorn sker upp- laddning av batteriet 10 med helvågslikríktande ström och ytterligare energi tillföres till batteriet för att snabbare bringa detta till åtminstone den klämspänning, vid vilken regulatorn bestämmer att det undre halvvàgladdningsvärdet bör återställas. När batteriet återfår laddning och när dessispän- ning åter börjar stiga kommer naturligtvis komparatorn 55 att utlösa och att bortkoppla LED 32. Detta bringar SCR-likriktaren 22 att upphöra med att leda, under det att SCR-likriktaren 24 fortsätter att leda halvvågslikriktad laddningsström. När batterispänningen ökar med ytterligare ett tillskott, som indikerar att spänningen närmar sig fulladdningstillstândet, kommer komparatorn 54 att utlösa och bringa LED 27 att från- koppla, i vilket fall SCR-likriktaren 24 omkopplar till sitt 10 15 20 25 30 35 40 454 927 10 icke~ledande tillstånd, så att all laddningsström till batteriet avbryts.

Det torde även observeras att det finns ett motstånd 75 till positiv matningsspänning, vilket är anslutet till komparatorns 55 utgång, samt ett återkopplingsmotstånd, som är anslutet mellan dess ingång och utgång. De tjänar samma ända- mål som motstånden 66 och 67, som hör samman med komparatorn 54, och behöver inte åter diskuteras.

När nyckelströmställaren 41 slås ifrån för att stoppa motorn bortkopplas förspännings- och referenskretsen, inklude- rande motstånden 42, 48 och 49, zenerdioden 50 samt dioden 47, från batteriet, så att denna krets inte tar någon ström.

Vidare avlägsnas förspänningsström från transistorn 42, så att den frånkopplar för att hindra batteriströmförlust via delarkretsen 43-46, och batterispänningen från bussledningen 63 avlägsnas, så att andra komponenter hos regulatorn inte drar någon ström från batteriet.

Ett av problemen med tidigare kända batteriladdningssystem med permanentmagnetväxelströmsgenerator är att om en batteri- klämma lossar eller ofrivilligt bortkopplas under det att växelströmsgeneratórn är ledande så kan spänningen vid växel- strömsgeneratorns utgångsklämmor öka till ett högt värde, vilket kan skada kretsens komponenter. Såsom ett resultat av ett annat särdrag hos uppfinningen är emellertid växelströms- generatorn separerad från regulatorkretsen inom en halv växel- strömscykel. När växelströmsgeneratorns utgångsspänning går mot noll under den första halvcykeln efter det att batteri- bortkoppling har skett bortfaller basförspänningen till den separerande kopplingstransistorn 40, eftersom det inte finns någon batterispänningsmatning. Detta resulterar i att transis- torn 40 bortkopplas under halvcykeln och förblir bortkopplad, varigenom ström från alla andra aktiva kretskomponenter elimineras. Denna verkan hindrar SCR-likriktarna 24 och 22 från att inkopplas efter den första halvcykeln, eftersom inte någon ljussignal kan sändas till LASCR-elementen 26 och Så.

Under en halvcykel, varunder antingen SCR-likríktaren 24 el- ler 22 fortfarande är ledande efter batteribortkoppling, av- leder zenerdioden 77 strömmen i växelströmsgeneratorn till jord, så att växelströmsgeneratorns utspänning låses eller hålles vid en tolererbar nivå vid alla tidpunkter. Zenerdioden 1A' 10 15 20 25 30 35 40 H 454 927 77 erhåller genombrott vid en spänning över fulladdad batteri- spänning; vid exempelvis approximativt 20 volt.

Växelströmsgeneratorns utspänningsfrekvens är relaterad till den aktuella motorns varvtal, så att pulser med växel- strömsgeneratorns frekvens är tillgängliga för användning i en icke visad takometer för ástadkommande av en indikering av motorns varvtal. Takometerns utgàngskrets_innefattar ett mot- stånd 80 med högt värde, ett motstånd 81, en transistor 82 samt motstánden 83, 84 och 85. Transistorn 82 är normalt fram- förspänd genom spänningsfallet över motståndet 81, som är an- slutet till ledningens 63 batterispänningsmatning. Transis- torn 82 inkopplas och likström passerar från ledningen 63 via transistorn och motstànden 83 och 85 till jord. När motorn driver växelströmsgeneratorn 11 blir dess utgängsklämma 14 naturligtvis positiv för varje halvcykel. Halvvâgspulserna förstärks av transistorn 82 och varje puls driver transistorn till mättning, så att fyrkantsvågpulser àstadkommes vid ut- gångsklämman 86. Dessa fyrkantsvàgpulser har en amplitud, som väsentligen är lika med batterispänningen. Själva takometern visas inte men den kan vara av en konventionell typ, som inte- grerar fyrkantsvâgpulser, som kommer från klämman 36 med en hastighet, som motsvarar motorns varvtal per minut, och ut- vecklar en analog spänning, som driver en mätare, vilken är kalibrerad i enlighet med motorns varvtal per minut.

En alternativ utföringsform av regulatorn visas i fig 2.

Denna utföringsform gör det möjligt att uppnå alla funktio- nerna vid utföríngsformen enligt fig 1 och har fördelen med kostnadsminskning, eftersom de LASCR-element 26 och 33, som används vid utföríngsformen enligt fig 1, elimineras vid ut- föringsformen enligt fig Z. Eftersom SCR-likríktarna 24 och 22 är i den ledning, som leder till den positiva sidan av batteriet 10 vid utföríngsformen enligt fig 1, är det tvunget att använda LASCR-elementen för att med framgång styra eller omkoppla SCR-likriktarna. Vid utföringsformen enligt fig¿2 är SCR-likriktarna i den ledning, som leder från batteriets negativa sida, så att de kan styras direkt. I fig 2 har SCR-likriktarna erhållit hänvisningsbeteckningarna 122 och 124.

I fig 2 har de komponenter, som är identiskt likadana som komponenterna i fig 1, erhållit samma hänvisningsbeteck- 10 15 20 ZS 30 35 40 454 927 12 ningar. Nya komponenter har erhållit hänvisningsbeteckningar över 100. Komponenter,som har motsvarigheter i fig 1 men som kan vara omlokaliserade, har erhållit hänvisníngsbeteckningen i fig 1 plus 100.

I fig 2 används en halvledaromkopplare i form av en transistor 140 för att hindra ström från att passera in i regulatorkretsen, varigenom onödig strömförbrukning elimineras, när motorn inte går och växelströmsgeneratorn 11 inte genererar någon ström. Transístorns 140 emitter är ansluten till batteriets positiva klämma och dess kollektor är ansluten till den övre delen av spänningsdelaren 43-46 till huvudströmled- ningen 63 hos regulatorn. När transistorn 140 är icke-ledande kan följaktligen ingen ström passera i delaren eller i den övriga regulatorkretsen. Transistorn 140 till- och frånkopplas genom till- och frånkopplíng av transistorn 141. När nyckel- strömställaren 41 är tillslagen, vilket gäller när_motorn skall startas eller när motorn går, passerar ström från batteriet via motstånden 142 och 141 och spänningsfallet över motståndet 143 framförspänner transistorn 141 och gör den ledande. Vid detta tillfälle passerar ström från batteriet genom motstånden 144 och 145. Spänningsfallet över motståndet 144 framförspänner transistorn 140, vilket sålunda gör den ledande, så att delarens 43-46 avkänningskrets har batterispän- ning pätryçkt, vilket även gäller för ledningen 63. En fördel med denna .två-transístoriseraiude omkopplingskrets i jäm- förelse med den enda transístorn 40 vid utföringsformen enligt fig 1 är att transistorn 141 drivs till mättning och sålunda säkerställer att transistorn 140 kommer att förbli tillkopp- lad även om ett alltför stort spänningsfall kan åstadkommas genom strömförörukningskretsar, som matas från nyckelström- ställaren 141.

I fig 2 finns det två dioder 120 och 121 samt två SCR-lik- riktare 122 och 124 i batteriets 10 laddningskrets. När SCR- -likriktaren 122 styrs ensam passerar batteriets laddníngs; ström från växelströmsgeneratorklämman 13 varje gång den blir positiv och via dioden 121, batteriet 10, SCR-likriktaren 122 och ledningen 126 tillbaka till växelströmsgeneratorns för närvarande negativa klämma 14. Batteriet laddas sålunda med halvvågslikriktad ström när SCR-likriktaren 120 styrs och SCR-likriktaren 124 inte är ledande. När SCR-likriktaren 124 rn FJ 10 15 20 25 30 35 40 13 454 927 också styrs varje gäng växelströmsgeneratorns utgångsklämma. 14 blir positiv under en halvcykel passerar laddningsström från klämman 14, via dioden 21, batteriet 10, SCR-likriktaren 124 och ledningen 128 tillbaka till växelströmsgeneratorns då negativa klämma 13. Detta åstadkommer ytterligare halvvågs- laddning, så att det totalt sker en helvågslikriktad ström- laddning av batteriet när båda SCR-likriktarna 122 och 124 är kopplade till ett ledande tillstånd.

Vid regulatorutföringsformen enligt fig 2 inställs de samplade spänningarna vid förbindningspunkterna 56 och S8 genom justering av motståndet 44 såsom vid den tidigare be- skrivna utföringsformen. Spänningarna vid förbindningspunkterna S6 och 58 är proportionella mot spänningen över batteriets 10 klämmor, när den separerande transistorn leder till delaren 43-46. Zenerdioden 50 åstadkommer den stabila referensspän- ningen vid förbindningspunkten S1, med vilken spänning spän- ningarna vid delarens förbindningspunkter 56 och 58 jämföres.

Den proportionella eller avkända spänningen vid förbíndnings- punkten 58 hos delaren påtrycks på den icke-inverterande in- gången hos en komparator 54 och den avkända spänningen vid förbindningspunkten 45 påtrycks på den icke-inverterande in- gången hos en komparator 55, såsom vid den tidigare beskrivna utföringsformen. Zenerdiodens 50 referensspänning påtrycks på komparatorernas54 och SS inverterande ingångar. Komparatorerna utgör organ för att jämföra de två olika avkända spännings- nivåer, som representerar batterispänningen vid förbindnings- punkterna 56 och S8, med zenerreferensspänníngen vid förbind- ningspunkten S1.

När spänningen vid förbindningspunkten 58 i delarkretsen sjunker under zenerreferensspänningen, vilket indikerar att batteriet 10 behöver laddas, utlöser komparatorn 54 och dess utgång 60 kopplar till dess lågimpedanstillstánd, varvid strömmen kan minska. Detta bringar en styrtransistor 61 att leda, såsom vid den tidigare beskrivna utföringsformen. När transistorn 61 leder sänder den en styrsignal via ett mot- stånd 64 och en diod 127 till SCR-likriktarens 122 styrklämma 123, varvid SCR-elementet 122 sålunda görs ledande. En konden- sator 146 och ett motstånd 147 filtrerar signalen. När SCR- -likriktaren 122 leder under varje halv växelströmscykel, när växelströmsgeneratorns utgångsklämma 13 blir positiv och kläm- 10 15 20 25 30 454 927 14 man 14 negativ, laddas batteriet 10 med halvvágslikriktad ström. Denna laddningsström passerar från växelströmsgenera- torns utgångsklämma via dioden 121, batteriet 10, SCR-lik- ríktaren 122 och tillbaka till den då negativa klämman 14 hos växelströmsgeneratorn.

När den avkända batterispänníngen faller ytterligare, så att ett högre laddningsvärde bör tas i bruk, sjunker spän- ningen vid delarens förbindningspunkt 56 på motsvarande sätt, vilket sålunda bringar komparatorns S5 utgång 70 att koppla till lágimpedanstillstánd för minskande ström. Detta bríngar en transistor 71 att leda och att sända en styrsígnal via mot- ståndet 73 och dioaen 132 till scR-iikriktarens 124 styre ízs, varvid sålunda SCR-likriktaren 124 blir ledande. En kondensa- tor 148 och ett motstånd 149 tjänar såsom en filterkrets.

När SCR-líkriktaren 124 är ledande tillsammans med SCR-lik- riktaren 122 sker helvågslikriktad strömladdning av batteriet.

Vid varje halv väïelâtrömSCykel, då växelströmsgeneratorns utgångs- klämma 14 blir negativ, laddas nu batteriet med den andra halvan av växelströmscyklerna, så att en helvågslikriktad strömladdníng sker. Med andra ord passerar halvvågsström från den positiva klämman 14 genom díoden 120, batteriet 10 och SCR-líkriktaren 124 och tillbaka till växelströmsgeneratorns negativa klämma 13.

Takometerströmförsörjningskretsen vid den föredragna ut- föringsformen enligt fig 2, innefattande motståndet 80, transistorn 82 och motstånden 81, 82, 84 och 85, är till konstruktion och funktion likadan som vid utföringsformen en- ligt fíg 1, såsom beskrivits tidigare.

Ehuru en föredragen utföringsform av uppfinningen har be- skrivits mycket detaljerat så är denna beskrivning endast av- sedd att àskådliggöra uppfinningen och inte att begränsa den.

Uppfinningen kan utformas på många olika sätt inom ramen för de efterföljande patentkraven. fu

Claims (5)

10 15 20 25 30 35 40 454 927 xs Patentkrav

1. Regulator för att reglera laddningen hos ett batteri (10) från utgàngsklämmorna (13, 14) hos en växeletrömskälla (11), k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar: första (20, 22) och andra (21, 24) halvvagslikriktar- kretsorgan; ett första organ (54) för avkänning av en batterispän- ning, som är lägre än spänningen för fulladdat batteri (10) med ett första valt värde, och för generering av en första styrsignal i beorende därav; ett andra organ (55) för avkänning av en batterispän- ning, som år lägre än spänningen för fulladdat batteri (10) med ett andra valt värde, som är högre än det första valda värdet, och för generering av en andra styrsignal í beorende därav; och organ (27, 32), som reagerar för generering av den första styrsignalen för anslutning av det första halvvàglik- riktarkretsorganet i en seriekrets mellan växelströmskällans (11) klämmer (13, 14) och batteriet (10) för laddning av batteriet med en halvvagslikriktad ström, och som reagerar för alstring av den andra styrsignalen för anslutning av nämna andra halvvägslikriktarkretsorgan i en annan seriekrets mellan växelströmekällans (11) klämmer (13, 14) för laddning av batteriet med helvagslikriktad ström, tillsammans med namnda första halvvàgslikriktarkretsorgan.

2. Regulator enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda första halvvägslikriktarkretsorgan (20, 22) ingar i en första laddningskrets med ett första likriktarstyr- organ (22) för ledande av ström fran den första klämman (13) hos vaxelstromskällan (11) till batteriets (10) positiva klämma samt ett andra likriktarorgan (20) för ledande av ström fran batteriets (10) negativa klamma till den andra klämman (14) hos växelströmskällan (11), och av att nämnda andra halv- vagslikriktarkretsorgan (21, 24) ingar i en andra laddnings- krets med ett första likriktarstyrorgan (24) för ledande av ström fran den andra klämman (14) hos vaxelströmskällan (11) till den positiva klämman hos batteriet (10) samt ett andra likriktarorgan (21) för ledande av ström från den negativa klämman hos batteriet (10) till den första klämman (13) hos 10 15 20 30 (J) UI 40 454 927 ß växelstromskallan (11), varvid ett av nämnda likriktarorgan i var och en av nämnda första och andra laddningskretsar reagerar för mottagande av en styrsignal genom koppling från ett icke-ledande tillstànd till ett ledande tillstànd samt av fi/ att namnda organ (27, 32) arbetar i beroende av generering av nämnda första styrsignal för sändande av nämnda första styr- signal till nämnda ena likriktarorgan i nämnda första ladd- ningskrets för àstadkommande av laddning av batteriet (10) med halvvàgslikriktad ström och arbetar såsom svar pa generering av nämnda andra styrsignal för sändande av den andra styrsig- nalen till nämnda ena likriktarorgan i nämnda andra laddnings- krets för att åstadkomma laddning av batteriet med helvágslik- riktad ström tillsamman med batteriladdningsdrift hos nämnda andra laddningskrets. '

3. Regulator enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda första likriktarkretsorgan (20, 22) innefattar styrorgan (26) som arbetar för att till- och frànkoppla batteriet (10) med avseende på växelströmskällan (11) för att tillåta eller förhindra passage av laddningsström genom den- samma.

4. Regulator enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n a d av att varje stvrorgan (26, 33) innefattar en styrd likriktare (21,22) som är inkopplad mellan en klämma (13, 14) hos växel- strömsgeneratorn (ll) och en batteriklämma och som innefattar en stvrklamma (25 resp. 23), och reagerar for en signal, som sänds därtill, genom koppling från ett icke-ledande till ett ledande tillstànd, och av att regleringskretsen innefattar organ för pàtryckning av batterispänning innefattande en halv- ledaromkopplare (40) med ett styrelement, vilket vid mottag- ande av en styreignal gör omkopplaren (40) ledande för pa- tryckning av matarspänningen pà namnda regleringskrets från batteriet och som, vid frånvaro av styrsignal, gör nämnda halvledaromkopplare icke-ledande för att separera reglerings- kretsen från batteriet (10), varvid regulatorn vidare inne- fattar en omkopplare (41), som ar inkopplad mellan batteriet (10) och nämnda styrelement och som selektivt arbetar mellan ett enslutningslage för matning av en styrsignal från batte- riet (10) samt ett urkopplingsläge för bortkoppling av styr- signalmatningen, varigenom bortkoppling av batteriet åstad- kommer brytning av styrsignalen, varigenom halvledaromkopp- 10 15 20 25' 30 35 40 W 454 927 laren bringas att bli icke-ledande och batterispänningen bort- kopplas från nämnda reglerinskrets, varvid regulatorn vidare innefattar en zenerdiod (77), som ar parallellkopplad med batteriet (10) och som har en genombrottsspänning, som är större än spänningen för fulladdat batteri för genombrott och avfedning av växelströmsgeneratorns (11) spänning.

5. Regulator enligt kravet 4, k ä n n e t e c k n a d av att regulatorkreteen innefattar organ (50) för att åstad- komma en stabil referensspänning, organ (43~46) för att sam- tidigt åstadkomma en först och en andra spänningssignal, vilka är var för sig proportionella mot batterispanningen, . och av att nämnda organ (54, 55) för avkänning av batterispän- ning utgöres av ett första och ett andra komparatororgan, var- vid ett organ (27) är anordnat att reagera för att nämnda första komparatororgan kopplar till det andra utgàngstillstàn- det för att generera en första styrsignal och sända denna till nämnda styrklämma (25) hos nämnda styrda likriktare (24) i nämnda första likriktarkrets för att därigenom bringa den styrda likriktaren att leda och ladda batteriet (10) med lik- strömshalvvágor, när batterispänningen är under den första batterispanningen, och varvid ett ytterligare organ (32) ar anordnat att reagera för att nämnda andra komparatororgan om- koppla till det andra tillståndet för generering av en andra styrsignal och sändande av den andra styrsignalen till nämnda styrklamma (23) hos den styrda likriktaren i nämnda andra lik- riktarkrets för att därigenom bringa den styrda likriktaren (22) i nämnda andra likriktarkrets att leda och ladda nämnda batteri (10) med de andra likströmhalvvagorna, sa att batte- riet laddas med helvagslikriktad ström, när batterispänningen är under nämnda andra batterispänning. ß o. Regulator enligt kravet 5, k a n n e t e c k n a d av att nämnda organ (27) för àstadkommande av den första styr- signalén såsom svar på att den första komparatorn omkopplar till det ändrade utgångstillstàndet innefattar en lysdiod, som aktiveras for att sända ljus nar nämnd första komparatororgan omkopplar till det ändrade utgàngstillstandet, och att nämnda organ (32) för àstadkommande av den andra styrsignalen såsom svar pa att nämnda andra komparatororgan omkopplar till det ändrade tillståndet innefattar en andra lysdiod, som aktiveras för att utsända ljus, när nämnda komparatororgan frànkopplar till det ändrade utgangstillstàndet.