SE500486C2 - Sätt att anpassa driften av en elstängselapparat till batterityp - Google Patents

Description

2 kande temperatur, varvid batteriet helt stängs av vid viss temperatur.

Uppfinningen kommer nu att närmare förklaras genom föl- jande beskrivning av ett utföringsexempel av en elstängsel- apparat och dess funktion med hänvisning till bifogade rit- ningar, på vilka figur 1 visar ett schema över ett utförings- exempel av en elstängselapparat, utförd för tillämpning av förfarandet enligt uppfinningen, figur 2 visar utspänning- tid-karaktäristikor för olika batterityper och figur 3 il- lustrerar strömuttaget från batteriet under uppladdningspe- rioden i olika driftsfall.

I figur 1 visas ett utföringsexempel av en batteridriven elstängselapparat, varvid batteriet är avsett att anslutas till anslutningarna W1 och W2. S1 utgör en brytare för bat- teriets till- och frånkoppling. Över primärsidan på en transformator T1 är en urladdnings- kondensator C3 kopplad. Under uppladdningsperioden för konden- satorn C3 styrs transistorn Trl ingående i DC-DC omvandlaren 2 med korta pulser från en mikroprocessor i styrenheten 4. Detta ger en kortvarig ström från batteriet genom induktansen L1 samt transistorn Trl. När transistorn Trl därefter stryps kommer en spänning att alstras över induktansen L1 som ger en ström genom dioden D3 till kondensatorn C3. Spänningen över kondensatorn C3 kommer således att öka något för varje sådan strömpuls.

Spänningen över kondensatorn C3 avkänns av mätenheten 6 via motståndet R2 och när bestämd maximispänning nåtts stoppas laddningsförloppet.

Under det efterföljande urladdningsförloppet tänds tyris- torn TYR1 från mikroprocessorn i styrenheten 4. Normalt är mik- roprocessorn programmerad att tända tyristorn TYR1 efter en be- stämd tid från föregående puls. En ström kommer därvid att bör- ja flyta från kondensatorn C3 genom den undre delen av i fig 1 av transformatorns Tl primärlindning, induktansen L2 samt ty- ristorn TYR1. Induktansen L2 har härvid till uppgift att begrän- sa strömmens ökningshastighet.

Efter viss tid, när spänningen över transformatorns T1 pri- märsida nått sitt värde, tänder mikroprocessorn i styrenheten 4 tyristorn TYR2, varvid energin i kondensatorn C3 kommer att tömmas genom transformatorns T1 primärlindning och tyristorn r. y] CD CD V2. ÛÖ ('_)\ TYR2.

Pulsen genom transformatorns T1 primärlindning kommer att upptransformeras så att man på transformatorns T1 se- kundärsida, till vilken elstängslet är anslutet, får en ut- puls av typiskt 4-8 kV.

Batteriets drivspänning ligger typiskt i området 5-9 V och laddningsenergin uppgår till 100-350 mJ. Pulslängden är normalt 1,4 sek.

Genom motståndet R1 mäts spänningen över kondensatorn C3 kontinuerligt av säkerhetsskäl. Om spänningens uppbyggnad ej sker på föreskrivet sätt bryts uppladdningen från styrenhe- tens 4 mikroprocessor.

Den övre primärlindningen i figur 1 hos transformatorn T1 samt dioden D2 möjliggör återvinning av energi, som ej förbrukas i stängselkretsen, genom upplagring i kondensatorn C1. Denna del av apparaten beskrivs ej närmare, då den ej ut- gör del av uppfinningen.

Brytaren S2 möjliggör omkoppling mellan två driftsmoder, nämligen "training" som innebär att full utspänning uttas he- la tiden. Denna driftmod är avsedd att användas under djurens inlärningstid. I driftsmoden "normal" följs varje fulleffekts- puls av ett antal pulser med lägre effekt, vilket minskar ener- giförbrukningen och därmed batterilivslängden. Denna funktion beskrivs ej närmare då den ej utgör del av uppfinningen.

Induktansen L2, kondensatorn C2 samt transformatorns T1 primärlindning bildar ett filter för dämpning av högre frek- venser, typiskt frekvenser över 150 kHZ.

Batterispänningen mäts med jämna mellanrum, t ex en gång i timmen, och om batterispänningen sjunker under ett förut- bestämt tröskelvärde eller batterispänningen sjunker alltför snabbt sänks effektuttaget genom att den i kondensatorn upp- lagrade energin minskas.

Därefter görs varje dygn en ny mätning och en ny tillåten undre tröskelspänning fastläggs, som ligger något under batte- rispänningen, och om spänningen sedan under apparatens drift sjunker under denna nivå reduceras strömuttaget från batteriet så att spänningen åter stiger över denna nivå.

För att övervaka batteriets tillstånd och avgöra när det skall bytas sätts ett tillåtet tröskelvärde på batterispännin- 4 gen. Vid användning av ett batteri med fallande spännings- och tid-karaktäristik sätta tröskelvärdet vid en förhållandevis låg nivå, medan för batterier med en huvudsakligen konstant spän- ningsnivå under driftstiden, d v s för alkaliska batterier, sätts den tillåtna tröskelnivån förhållandevis högt, eftersom spänningen sjunker snabbt när batteriet inte längre upprätthål- ler spänningen. Detta illustreras i figur 2 som visar spännings- tid-karaktäristikorna för två olika batterityper. Till batteriet är även en lysdiod LED1 ansluten, som normalt blinkar vid varje utpuls på stängslet, tills batterispänningen sjunkit under fast- ställd nivå. Denna lysdiod LED1 tjänar således såsom indikering av "dåligt batteri". Frånvaro av blinkar från lysdioden LED1 indikerar att batteriet måste bytas.

För att skona batteriet och därmed ytterligare öka dess livslängd är apparaten utförd för att reducera effekten vid sjunkande temperatur. För temperaturmätningen används ett till mätenheten 6 anslutet temperaturberoende motstånd R3.

Vid exempelvis en omgivningstemperatur av + 5° C kan utef- fekten sänkas till 50% och vid - 5° C dras ned till prak- tiskt taget noll.

Såsom nämnts ovan beräknas den medelström som måste ut- tas från batteriet för uppladdning av urladdningskondensatorn C3 till den bestämda spänningsnivån under uppladningsperioden och en väsentligen konstant ström lika med denna medelström uttas från batteriet. Vidare sänks uteffekten och därmed ström- uttaget från batteriet om batterispänningen sjunker på otillå- tet sätt för att skona batteriet. Detta illustreras i fig 3 som visar strömuttaget vid tre olika batterikonstruktioner.

Fallet I illustrerar strömuttaget vid tidigare känd teknik utan möjlighet att inställa storleken på den från batteriet uttagna laddningsströmmen, med fallen II och III visar den inställda, väsentligen konstanta strömmen som uttas under laddningsförlop- pet vid föreliggande uppfinning vid två olika stora batterier.

Som framgår av figur 3 uttar man en huvudsakligen konstant ström ur batteriet under laddningsförloppet.

Claims (1)

1. LH CD C) >- OO 0\ Patentkrav

   1. Sätt att anpassa driften av elstängselapparat till batte- rityp, kännetecknat av att hastigheten på batterispänningens sänkning bestäms, varvid effektuttaget från apparaten sänks om sänkningshastigheten överstiger ett förutbestämt gränsvärde, samt att erforderlig energi för uppladdning av en för utpulsalstringen inrättad urladdningskondensator bestäms, varvid väsentligen konstant ström uttas från batteriet under uppladdningsperioden för uppladdning av kondensatorn.

   2. Sätt enligt krav 1, kännetecknat av att effektuttaget sänks genom att pulsspänningen sänks.

   3. Sätt enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att utetempe- raturen mäts samt att uteffekten från apparaten sänks när tempe- raturen sjunker under ett bestämt gränsvärde.

   4. Sätt enligt krav 3, kännetecknat av att uteffekten sänks i flera steg vid passage av successivt lägre gränsvärden.

   6. Sätt enligt något av kraven 1-4, kännetecknat av att för att avgöra när batteriet är slut och skall bytas mäts batteri- spänningen en första gång efter förhållandevis kort drifttid för apparaten, varpå ett undre tröskelvärde för tillåten batteri- spänning fastställs, vilket tröskelvärde ligger avsevärt under uppmätt batterispänning.