WO1990003059A1 - Batterieladegerät - Google Patents

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WO1990003059A1
WO1990003059A1 PCT/EP1989/001022 EP8901022W WO9003059A1 WO 1990003059 A1 WO1990003059 A1 WO 1990003059A1 EP 8901022 W EP8901022 W EP 8901022W WO 9003059 A1 WO9003059 A1 WO 9003059A1
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WO
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battery
transistor
voltage
charger according
frequency
Prior art date
Application number
PCT/EP1989/001022
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English (en)
French (fr)
Inventor
Bojan Kragic
Milan S. Bogdanovic
Borivoje GROZDANIC
Original Assignee
Gbm Electronic Import Export Gmbh
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Filing date
Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter

Definitions

  • the invention relates to a charger for rechargeable batteries with a rectifier powered by AC voltage.
  • Battery users are always interested in charging their batteries in the shortest possible charging cycle without harming the batteries.
  • the batteries should be available for the power supply with the shortest possible interruption times.
  • battery manufacturers strive to improve the chemical processes involved in battery charging accordingly.
  • the manufacturers of lead accumulators for example, reduce the content of antimony in the alloy of the battery grids and replace it with calcium, which significantly increases the level of electrolysis potential. Similar efforts are underway
  • the invention has for its object to provide a charger for rechargeable batteries powered by an AC voltage. To further develop the rectifier in such a way that, with the smallest possible dimensions and the lowest possible weight of the charger, the ones to be charged or recharged
  • Charging cycle can be charged with minimal energy consumption.
  • a choke is arranged in series with the battery to be charged and a pulse-width-modulated switching element, that in parallel with the series connection of the choke and the battery, a diode is arranged which is reverse-polarized with respect to the input DC voltage and that in the A charging current is fed into the battery, the frequency of which is adapted to the resonance frequency of the series resonant circuit formed by the capacitive resistance of the battery and the inductance of the choke.
  • the invention is based on the principle of connecting the battery to a choke to form a series resonant circuit in which a charging current flows at the resonant frequency.
  • the choke is supplied with a current via the switching element, which covers the energy stored in the battery and the ohmic losses in the resonant circuit. Because of the mode of operation in the resonance circuit, an optimal adaptation of the current to the number of ions available for the current transport in the electrolyte solution is guaranteed. Too much electricity is therefore not transported, which could lead to decomposition of the electrolyte or damage to the battery grids. Otherwise, the choke also acts as a smoothing device for the current pulses flowing via the pulse-width-modulated switching element. The charging current flowing through the battery has no steeply rising or falling edges, so that the stresses on the plates and their feed lines by forces become more uniform and less.
  • the current through the battery is automatically adapted to the ions available for the current transport in such a way that the charging takes place with the maximum possible current without damaging the battery.
  • the current is matched to the number of charge carriers depending on the discharge state of the battery. Therefore, electrolytic decomposition caused by excessive currents cannot occur, which would reduce the amount of electrolyte present.
  • the pulse-width-modulated power generation also reduces the heat losses in the power switching element or elements. This results in a high efficiency of the charger.
  • the currents flowing through the switching element are adapted in frequency to the resonance frequency of the series resonance circuit.
  • the battery changes its capacitive resistance during charging. With a low charge, the capacitive resistance is different than with a higher charge. This means that the resonance frequency depends on the state of charge of the battery. Under The capacity of the battery is to be understood as the quotient between electrical charge and applied voltage based on electrostatic influences.
  • the resonance frequency fo results from the following equation:
  • L is the inductance of the choke and C is the capacity of the battery.
  • a pulse width modulator connected to the switching element preferably generates a high-frequency pulse sequence, the frequency of which decreases with increasing charging. This has the advantage that the choke, which is quickly charged and discharged again, can have a lower weight and smaller dimensions despite the processing of high currents.
  • the voltage applied to the battery is applied to a potentiometer, the tap of which is connected to an input of an operational amplifier, the other input of which is acted upon by a reference voltage and the output of which is at least one of the pulse width of the pulse width modulator controlling switching element is connected.
  • the switching element is preferably a power transistor. This is
  • the component can be switched on and off at high frequency.
  • the power transistor is preferably supplied with a constant control voltage via a voltage stabilization circuit.
  • a transformer is preferably connected upstream of the rectifier, in front of which a filter is arranged.
  • the filter prevents the harmonics that occur due to the high-frequency operation of the pulse width modulator from entering the AC voltage network.
  • the filter acts as an energy store through which the voltage the charger is equalized.
  • the transformer provides galvanic decoupling and low-loss
  • the voltage on the battery can be determined with a voltmeter. It is also favorable to arrange an ammeter in series with the battery in order to be able to measure the charging current. With the two measuring devices
  • the charger can be adapted to batteries with different voltages with the same DC output voltage.
  • 1 is a block diagram of a charger for rechargeable batteries
  • Fig. 2 shows a circuit diagram of a control circuit of the charger arranged on a printed circuit board
  • Fig. 3 the circuit board from the side
  • circuit board according to FIG. 3 from the other side and 5 shows a typical diagram of the time profile of a charging current and a charging voltage.
  • a charger (1) for a rechargeable battery (2) e.g. B. a lead accumulator or nickel-cadmium accumulator
  • a filter (5) is connected downstream of the connecting terminals (3), (4), to which a fuse (6) is connected. With the fuse (6) and the filter (5) a switch (7) is connected, the z. B. is bipolar.
  • the primary winding of a transformer (8) is connected to the switch (7). Parallel to the primary winding of the transformer (8) is a display element (9), e.g. B. a lamp or glow lamp. This display element (9) lights up when the switch (7) is closed. This indicates that the charger has been switched on.
  • the secondary winding of the transformer (8) is connected to the inputs of a bridge rectifier (10) (Graetz rectifier), the output side of which is connected directly and via a choke (11) to a capacitor (12).
  • One electrode of the capacitor (12) is connected to the one pole (15) (positive pole) of the battery (2) via a fuse (13) and an ammeter (14).
  • the other electrode of the capacitor (12) is connected to an input (16) of a control circuit (17) and to the source electrode of a power transistor, in particular a MOS transistor (18) (MOS FET), the drain electrode of which is in series with a further choke (19) is connected, which is connected to the other pole (20) (negative pole) of the battery (2).
  • a voltmeter (21) is connected to the poles (15), (20).
  • a diode (22) is connected in parallel to the series circuit comprising choke (19), battery (2), ammeter (14) and fuse (13) and is polarized in the reverse direction with respect to the output voltage of the bridge rectifier (10).
  • the gate electrode of the MOS transistor (18) is connected to an output (23) of the control Circuit (17) connected, which has two inputs (24), (25), each of which is connected to a pole (15) or (20) of the battery (2).
  • a potentiometer (26) is arranged parallel to the inputs (24), (25), the tap of which is connected on the one hand to the inverting input of an operational amplifier (27) (differential amplifier) and on the other hand to an electrode of a capacitor (28), the other electrode is placed at the entrance (25).
  • a diode (29) is connected downstream of the input (24), to the cathode of which a resistor (30) is connected, which is connected in series with a Zener diode (31) to the input (25).
  • the common connection point of the resistor (30) and the Zener diode (31) is connected to the non-inverting input of the operational amplifier (27), the operating voltage connections of which are connected to the cathode of the diode (29) and to the input (25).
  • the output of the operational amplifier (27) is connected via a resistor (32) in series with a Zener diode (33) to the base of a transistor (34), the emitter of which is connected to the input (25), while the collector each is connected to a connection of a resistor (35) and a light emission diode (LED) (36).
  • the light-emitting diode (36) (luminescent diode) is also connected to the cathode of the diode (29) via a resistor (37).
  • the second connection of the resistor (35) is connected to the base of a transistor (38), the emitter of which is connected to the emitter of the transistor (34) and the collector of which is connected to the base of a transistor (40) via a resistor (39) stands, the emitter of which is fed by the cathode of the diode (29) and the collector of which is connected to a further light-emitting diode (LED) (41).
  • Two resistors (42), (43) are arranged in series with the light emission diode (41), the second of which is connected to the input (16).
  • the common connection point of the resistors (42), (43) is via a resistor (44) connected to the base of a transistor (45), the emitter of which is connected to the input (16), while the collector is connected via a resistor (46) to the tap of a potentiometer (47) which is connected between the input (16 ) and the cathode of the diode (29) is connected.
  • Parallel to the potentiometer (47) is the series connection of a resistor (48) " and the 1 base of a unijunction transistor (49), the emitter of which is connected to the input (16) via a capacitor (50).
  • the emitter the unijunction transistor (49) is connected via a resistor (51) to the cathode of the diode (29) and via a further resistor (52) to the emitter of a transistor (53), the collector of which is connected to the base via a resistor (54) of a transistor (55) is connected in.
  • the 2-base of the unijunction transistor (49) is connected to the input (16).
  • the emitter of the transistor (55) is connected to the cathode of the diode (29).
  • the base of the transistor (55) is also connected to the cathode of the diode (29) via a resistor (56).
  • the emitter of the transistor (55) is connected via a resistor (57) to the base of a transistor (58), the emitter of which is connected to the output (23) on the one hand and to the input (16) via a resistor (59) on the other hand .
  • the base of the transistor (58) is also connected to the input (16) via a resistor (60).
  • the collector of the transistor (58) is connected via a resistor (61) to the output of a voltage stabilization circuit (62), the inputs of which are connected to the cathode of the diode (29) and the input (16).
  • the inputs of the voltage stabilization circuit (62) are also bridged by a capacitor (63).
  • the base of the transistor (53) is connected via a resistor (64) to the resistor (46) and emitter of the transistor (45).
  • the series connection of the emitter-collector path is between the input (16) and the output (23) a transistor (65) and a diode (66).
  • a capacitor (68) is located between the cathode of the diode (29) and the input (16).
  • the connections of the electronic components (27), (29), (30), (31), (32), (33), (34), (35), (37), (38) shown on the printed circuit board (67) ), (39), (40), (42), (43), (44), (45), (46), (47), (48), (49), (50), (51), (52), (53), (54), (55), (56), (57), (58), (59), (60), (62), (63), (64), (65 ) and (66) are connected via plated-through holes on the printed circuit board to printed conductor tracks running on the other side of the printed circuit board (67), which are shown in FIG. 4.
  • the conductor tracks are generally designated (69) in FIG. 4 and are represented by solid black lines.
  • the conductor tracks (69) are laid to the connections of the printed circuit board (67). Further, unspecified outputs of the printed circuit board (67) are provided for the connecting lines to the resistor (61) and to the light emission diodes (37), (41), which are separate, e.g. are arranged at a visible housing point of the charger (1).
  • the resistor (61) is located elsewhere and is e.g. cooled by convection.
  • the MOS transistor (18) represents a pulse-width-modulated switching element which is controlled by a pulse-width modulator (70) which controls the transistors (40), (44), (45), (49), (53) shown in FIG. , (55), (58), the resistors (39), (42), (43), (44), (46), (48), (51), (52), (54), (56) , (57), (60), (61), the capacitors (50), (63), the voltage stabilization circuit (62), the potentiometer (47) and the diode (41).
  • a control device (73) contains this
  • the charging voltage for the battery (2) can be set.
  • the operational amplifier (27) (differential amplifier) compares the voltage at the potentiometer tap with the reference voltage and outputs an amplified signal corresponding to the difference via a resistor (32) and the Zener diode (33) to the transistor (34). A hysteresis is generated with the Zener diode (33). If the voltage at the potentiometer tap is less than the reference voltage, the transistor (34) is controlled to conduct, as a result of which the light-emitting diode (37) is illuminated.
  • the transistor (38) is blocked, which means that the transistors (40) and (45) are also non-conductive. If the transistor (45) is not conductive, the transistor (53) draws base current via the potentiometer (47) and the resistor (46), becomes conductive and charges the capacitor (50). When the transistor (50) is conductive, the transistors (58), (59) are also conductive, so that the control electrode of the MOS transistor (18) is supplied with a voltage sufficient for the conductive state.
  • a charging current therefore flows into the battery (2) via the MOS transistor (18) and the inductor (19). If the voltage at the capacitor (50) reaches the response voltage of the transistor (49), then this discharges the capacitor (50). The associated voltage drop across the capacitor (50) blocks the transistors (53), (55) and (58), so that the MOS transistor (18) is also blocked. The energy of the magnetic field of the choke (19) is reduced by a current flowing through the diode (22), which continues the battery (2) charges. After the capacitor (50) has discharged, the transistor (49) blocks, so that the transistor (53) in turn becomes conductive and charges the capacitor (50). This process is repeated as long as the battery (2) has not reached the specified charging voltage setpoint, which is set depending on the type of battery to be charged.
  • the charging time of the capacitor and thus the period of the oscillation and the duty cycle of the MOS transistor (18) can be set via the potentiometer (47).
  • the period is adapted to the respective battery type with regard to the frequency of the oscillation and the maximum switch-on time of the MOS transistor (18).
  • the operational amplifier (27) blocks the transistor (34), causing its collector voltage to rise.
  • the collector-emitter voltage which has previously dropped across transistor (34) is increased by approximately 0.2 volts.
  • This also raises the base voltage of the transistor (38) from below 0.5 volts, as a result of which the transistor (38) becomes conductive.
  • the conductive transistor (38) controls the transistor (40), which supplies the light-emitting diode (41) with a voltage which makes it light up.
  • the transistor (45) is controlled to conduct, which lowers the base potential of the transistor (53) to approximately 0.2 volts and thus blocks it.
  • the transistors (59), (58) are also blocked, so that the control potential for the MOS transistor (18) is eliminated.
  • the MOS transistor (18) blocks, which means an end of the charging current pulse.
  • the battery voltage then drops, causing the operational amplifier (27) »to conduct the transistor (34).
  • this has the effect that the transistors (53), (55) and (58) become conductive, which on the one hand continues to charge the capacitor (50) and on the other hand the MOS transistor (18) is controlled to be conductive, so that charging current is again fed into the battery (2) via the choke (19).
  • the charging current pulses become shorter and the pulse pauses longer.
  • the base voltage of the transistor (53) depends on the time at which the response threshold of the capacitor (50)
  • transistor (49) 15 transistor (49) is to be reached, whereby the pulse duration, i.e. the energy density of the output circuit is influenced.
  • the transistors (55), (58) are amplifiers, while the transistor (65) and the diode (66) protect the MOS transistor (18). Voltage stabilization (62)
  • the light emission diode (36) flashes at the frequency of the charging current. By changing the capacitive resistance of the battery (2), the resonance frequency and thus the flashing frequency of the light-emitting diode (36) decrease.
  • the light emission diode (41) lights up when the battery (2) is fully or almost fully charged.
  • the electrostatic capacitance C of the battery (2) and the inductance L of the choke (19) form a series resonant circuit.
  • the battery (2) is charged with a charging current that has the resonance frequency.
  • the capacity of the battery (2) depends on the state of charge. That's why
  • the resonance frequency also depends on the state of charge.
  • the frequency of the charging current is constantly at the resonance frequency adjusted. This adjustment takes place via the on and off times of the MOS transistor (18).
  • the voltage present at the battery (2) is determined and processed in the control device (73) in such a way that the pulse width modulator (70) generates control pulses with which the MOS transisotr (18) in
  • Cycles of the resonance frequency is operated.
  • the level of the charging current flowing at the resonance frequency adjusts itself to the ions currently available for the current transport in the battery (2). This means that the maximum possible current always flows, which leads to no damage to the battery grid and no decomposition of the electrolyte.
  • the shortest possible charging time results with gentle charging. There are also minimal losses of electricity heat.
  • the state of charge of the battery is automatically detected and a current adapted to the state of charge is generated, which decreases with increasing charging.
  • a typical time course of a charging current denoted by (71) as a function of the charging time is shown in FIG. 5 shown. While the charging current is being fed in, the battery voltage (72) gradually rises to its setpoint.
  • the automatic adjustment of the charging current to the state of charge of the battery saves it.
  • An optimal charging time is also achieved.
  • the lifespan of the battery is extended, although quick charging is achieved with the charger. With the usual rapid charging, the batteries are at least damaged, so that their further lifespan is considerably reduced. This is not the case with the charger described above. Overcharging is avoided with the charger described above. This also protects the mechanical parts of the battery from deformation. The battery is not decrystallized. There are no dents on the battery plates. The battery fluid no longer comes to a boil.
  • the throttle (19) which is designed for high-frequency operation, 14
  • the filter (5) blocks high-frequency pulses from the network and acts as an energy store to smooth the voltage output.
  • the choke (11) and the capacitor (12) form a further filter for the vibrations emanating from the series resonant circuit.
  • This additional filter is particularly important at the start of charging a low-charge battery in order to block high-frequency interference voltages from the transformer (8) and thus from the mains.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Ladegerät (1) für Batterien (2). Das Ladegerät (1) enthält die Reihenschaltung eines Schaltelements, einer Drossel und der jeweiligen Batterie. Die Reihenschaltung liegt an einer Gleichspannung. Das Schaltelement wird von einem Pulsbreitenmodulator (70) gesteuert. In Abhängigkeit von der Größe der Differenz der Batteriespannung und einer vorgebbaren Ladespannung wird die Impulsbreite eingestellt. Die Batterie wird mit einem Ladestrom, der die Frequenz des von der Batterie und der Drossel gebildeten Reihenresonanzkreises hat, aufgeladen.

Description

Beschreibung Batterieladegerät
Die Erfindung bezieht sich auf ein Ladegerät für wiederauflad- bare Batterien mit einem von Wechselspannung gespeisten Gleichrichter.
Die Anwender von Batterien sind immer daran interessiert, daß ihre Batterien in einem möglichst kurzen Ladezyklus ohne Schaden für die Batterien aufgeladen werden. Die Batterien sollen mit möglichst kurzen Unterbrechungszeiten für die Energieversorgung zur Verfügung stehen. Um diese Forderungen der Batterieanwender zu erfüllen, streben die Batteriehersteller danach, die chemischen Prozesse bei der Batterieladung entsprechend zu verbessern. Die Hersteller von Bleiakkumulatoren reduzieren beispielsweise den Gehalt an Antimon in der Legierung der Batteriegitter und ersetzen es durch Kalzium, wodurch das Niveau des Elektrolysepotentials bedeutend angehoben wird. Ähnliche Bestrebungen sind bei
Nickel-Cadmium-Batterien festzustellen, die mit gesinterten
Platten ausgestattet werden, die bei einer Überladung nicht zerstört werden. Hermetisch verschlossene Batterien werden mit qualitativ hochwertigen Katalysatoren ausgestattet. Andere Verbesserungen werden ebenfalls eingeführt. Die Batterieladegerätehersteller tendieren immer mehr dazu, ihre Ladegeräte nach dem Prinzip der stabilisierten Ladespannung arbeiten zu lassen.
Es gibt derzeit folgende Ladesysteme:
1. Ladegeräte mit stabilisierter Ausgangsspannung,
2. Impulsladegeräte,
3. Spannungsstabilisierende und strombegrenzende Ladegeräte, 4. Wechselspannungsladegeräte.
Alle diese Ladegeräte versuchen die Probleme auf verschiedene Weise durch Regelung der Spannung oder durch Strombegrenzung mit dem Ziel zu lösen, den Ladezyklus zu verkürzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ladegerät für wiederaufladbare Batterien mit einem von Wechselspannung gespeisten. Gleichrichter dahingehend weiterzuentwickeln, daß bei möglichst geringen Abmessungen und möglichst geringem Gewicht des Ladegerätes die zu ladenden oder wieder aufzuladenden
Batterien ohne Beschädigung mit einem möglichst kurzen
Ladezyklus mit minimalem Energieverbrauch aufgeladen werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Drossel in Reihe mit der jeweils zu ladenden Batterie und einem pulsbreitenmoduliert gesteuerten Schaltelement angeordnet ist, daß parallel zu der Reihenschaltung der Drossel und der Batterie eine gegenüber der Eingangsgleichspannung in Sperrichtung gepolte Diode angeordnet ist und daß in die Batterie ein Ladestrom eingespeist wird, dessen Frequenz an die Resonanzfrequenz des vom kapazitiven Widerstand der Batterie und der Induktivität der Drossel gebildeten Reihenresσnanz- kreises angepaßt ist. Die Erfindung beruht auf dem Prinzip , die Batterie mit einer Drossel zu einem Reihenresonanzkreis zu verbinden, in dem ein Ladestrom mit der Resonanzfrequenz fließt. Über das Schalt¬ element wird der Drossel ein Strom zugeführt, der die in der Batterie gespeicherte Energie und die ohmschen Verluste im Resonanzkreis abdeckt. Aufgrund der Arbeitsweise im Resonanz¬ kreis ist eine optimale Anpassung des Stroms an die Anzahl der für den Stromtransport verfügbaren Ionen in der Elektrolytlösung gewährleistet. Es wird daher nicht zuviel Strom transportiert, der zu einer Zersetzung des Elektrolyten oder zu einer Beschädigung der Batteriegitter führen könnte. Im übrigen wirkt die Drossel auch als Glättungseinrichtung für die über das pulsbreitenmodulierte Schaltelement fließenden Stromimpulse. Der durch die Batterie fließende Ladestrom hat keine steil ansteigenden oder steil abfallenden Flanken , so daß die Beanspruchung der Platten und deren Zuleitungen durch Kräfte gleichmäßiger und geringer wird. Der Strom durch die Batterie wird automatisch an die für den Stromtransport verfügbaren Ionen so angepaßt, daß die Aufladung ohne Beschädigung der Batterie mit dem maximal möglichen Strom erfolgt. Es wird der Strom auf die vom Entladungszustand der Batterie abhängigen Zahl der Ladungsträger abgestimmt. Daher können keine von zu hohen Strömen hervorgerufenen elektrolytischen Zersetzungen auftreten, die die Menge des vorhandenen Elektrolyten reduzieren würden. Die pulsbreitenmodulierte Stromerzeugung reduziert überdies die Stromwärmeverluste in dem oder den Leistungs¬ schaltelementen. Daher ergibt sich ein hoher Wirkungsgrad des Ladegerätes.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die über das Schaltelement fließenden Ströme in ihrer Frequenz an die Resonanzfrequenz des Reihenresonanzkreises angepaßt. Die Batterie ändert ihren kapazitiven Widerstand während der Aufladung. Bei geringer Aufladung ist der kapazitive Widerstand anders als bei höherer Aufladung . Dies bedeutet, daß die Resonanzfrequenz vom Ladezustand der Batterie abhängt. Unter Kapazität der Batterie ist hierbei der auf elektrostatischen Einflüssen beruhende Quotient zwischen elektrischer Ladung und angelegter Spannung zu verstehen. Die Resonanzfrequenz fo ergibt sich aus folgender Gleichung:
fo = l/2lf|[ C,
worin L die Induktivität der Drossel und C die Kapazität der Batterie sind.
Vorzugsweise erzeugt ein mit dem Schaltelement verbundener Pulsbreitenmodulator eine hochfrequente Impulsfolge, deren Frequenz mit zunehmender Aufladung abnimmt. Dies hat den Vorteil, daß die Drossel, die schnell aufgeladen wird und sich wieder entlädt, ein geringeres Gewicht und geringere Ab¬ messungen trotz der Verarbeitung hoher Ströme haben kann.
Bei einer günstigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die an der Batterie anstehende Spannung an ein Potentiometer angelegt ist, dessen Abgriff an einen Eingang eines Operationsverstärkers angeschlossen ist, dessen anderer Eingang von einer Referenz¬ spannung beaufschlagt ist und dessen Ausgang mindestens mit einem die Impulsbreite des Pulsbreitenmodulators steuernden Schaltglied verbunden ist.
Vorzugsweise ist das Schaltelement ein Leistungstransistor. Dieses
Bauteil kann mit Hochfrequenz ein- und ausgeschaltet werden.
Darüber hinaus lassen sich steile Schaltflanken erzielen, so daß die Schaltverlustleistung sehr gering ist. Der Leistungstransistor wird vorzugsweise über eine Spannungsstabilisierungsschaltung mit gleichbleibender Steuerspannung beaufschlagt. Vorzugsweise ist dem Gleichrichter ein Transformator vorgeschaltet, vor dem ein Filter angeordnet ist. Das Filter verhindert, daß die durch den hochfrequenten Betrieb des Pulsbreitenmodulators auftreten- den Oberwellen in das Wechselspannungsnetz übertreten. Zugleich wirkt das Filter als Energiespeicher, durch das die Spannung des Ladegerätes vergleichmäßigt wird. Mit dem Transformator wird eine galvanische Entkopplung und eine verlustarme
Anpassung des Ladespannungsbereichs an die Netzspannung erreicht.
Die an der Batterie anstehende Spannung kann mit einem Spannungsmesser festgestellt werden. Ebenso ist es günstig , in Reihe mit der Batterie ein Amperemeter anzuordnen, um den Ladestrom messen zu können . Mit den beiden Meßgeräten läßt
10 sich der Ladezustand der Batterie visuell kontrollieren.
Durch das Impulspausen/Impulsdauerverhältnis des Pulsbreiten¬ modulators ist es auch möglich, bei gleicher Ausgangsgleich¬ spannung des Gleichrichters unterschiedliche Ladespannungen zu j e erzeugen. Mittels der Einstellung des Impulspausen/Impulsdauer¬ verhältnisses läßt sich das Ladegerät bei gleicher Ausgangs¬ gleichspannung an Batterien mit unterschiedlichen Spannungen anpassen.
20 Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben , aus dem sich weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben.
C Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ladegerätes für wiederauf lad¬ bare Batterien ,
20 Fig . 2 ein Schaltbild einer auf einer Leiterplatte angeordneten Steuerschaltung des Ladegerätes ,
Fig . 3 die Leiterplatte von der Seite aus,
c Fig . die Leiterplatte gemäß Fig . 3 von der anderen Seite aus und Fig. 5 ein typisches Diagramm des zeitlichen Verlaufs eines Ladestroms und einer Ladespannung.
Ein Ladegerät ( 1 ) für eine wiederaufladbare Batterie (2) , z. B. einen Bleiakkumulator oder Nickel-Cadmium-Akkumulator, ist über Anschlußklemmen (3) , (4) , beispielsweise eines Steckers, an die Netzwechselspannung anlegbar. Den Anschlußklemmen (3) , (4) ist ein Filter (5) nachgeschaltet, an das eine Sicherung (6) angeschlossen ist. Mit der Sicherung (6) und dem Filter (5) ist ein Schalter (7) verbunden, der z. B. zweipolig ausgeführt ist. Mit dem Schalter (7) ist die Primärwicklung eines Transformators (8) verbunden. Parallel zu der Primärwicklung des Transforma¬ tors (8) ist ein Anzeigeelement (9) , z. B. eine Lampe oder Glimmlampe, gelegt. Dieses Anzeigeelement (9) leuchtet, wenn der Schalter (7) geschlossen ist. Es wird damit die Einschaltung des Ladegerätes gemeldet. Die Sekundärwicklung des Transformators (8) ist mit den Eingängen eines Brückengleichrichters ( 10) (Graetz-Gleichrichter) verbunden, der ausgangssei tig jeweils unmittelbar und über eine Drossel (11) an einen Kondensator (12) angeschlossen ist. Die eine Elektrode des Kondensators (12) steht über eine Sicherung (13) und ein Amperemeter (14) mit dem einen Pol (15) (Pluspol) der Batterie (2) in Verbindung. Die andere Elektrode des Kondensators (12) ist an einen Eingang (16) einer Steuerschaltung (17) und an die Source-Elektrode eines Leistungstransistors, insbesondere eines MOS-Transistors (18) (MOS FET) angeschlossen, dessen Drain-Elektrode in Reihe mit einer weiteren Drossel (19) gelegt ist, die mit dem anderen Pol (20) (Minuspol) der Batterie (2) verbunden ist. An die Pole (15) , (20) ist ein Spannungsmesser (21) angeschlossen. Parallel zu der Reihenschaltung aus Drossel (19) , Batterie (2) , Amperemeter ( 14) und Sicherung (13) ist eine Diode (22) gelegt, die in bezug auf die Ausgangsspannung des Brückengleich¬ richters (10) in Sperrichtung gepolt ist. Die Gate-Elektrode des MOS-Transistors (18) ist an einen Ausgang (23) der Steuer- Schaltung (17) angeschlossen, die zwei Eingänge (24) , (25) hat, die je mit einem Pol (15) bzw. (20) der Batterie (2) verbunden sind.
Das Schaltbild der Steuerschaltung (17) ist in Fig. 2 darge¬ stellt. Parallel zu den Eingängen (24) , (25) ist ein Potentiometer (26) angeordnet, dessen Abgriff einerseits mit dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers (27) (Differenzverstärker) und andererseits mit einer Elektrode eines Kondensators (28) verbunden ist, dessen andere Elektrode an den Eingang (25) gelegt ist. Dem Eingang (24) ist eine Diode (29) nachgeschaltet, an deren Kathode ein Widerstand (30) angeschlossen ist, der in Reihe mit einer Zener-Diode (31 ) mit dem Eingang (25) in Verbindung steht. Die gemeinsame Verbindungsstelle des Widerstandes (30) und der Zener-Diode (31 ) ist an den nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers (27) angeschlossen, dessen Betriebsspannungsanschlüsse je an die Kathode der Diode (29) und an den Eingang (25) gelegt sind. Der Ausgang des Operationsoverstärkers (27) ist über einen Widerstand (32) in Reihe mit einer Zener-Diode (33) an die Basis eines Transistors (34) angeschlossen, dessen Emitter mit dem Eingang (25) in Verbindung steht, während der Kollektor je an einen Anschluß eines Widerstandes (35) und einer Lichtemisions- diode (LED) (36) gelegt ist. Die Lichtemissionsdiode (36) (Lumineszenzdiode) ist weiterhin über einen Widerstand (37) mit der Kathode der Diode (29) verbunden. Der zweite Anschluß des Widerstandes (35) ist mit der Basis eines Transistors (38) verbunden, dessen Emitter mit dem Emitter des Transistors (34) verbunden ist und dessen Kollektor über einen Widerstand (39) mit der Basis eines Transistors (40) in Verbindung steht, dessen Emitter von der Kathode der Diode (29) gespeist wird und dessen Kollektor an eine weitere Lichtemisionsdiode ( LED) (41 ) angeschlossen ist. In Reihe mit der Lichtemissionsdiode (41 ) sind zwei Widerstände (42) , (43) angeordnet, von denen der zweite mit dem Eingang (16) verbunden ist. Die gemeinsame Verbin¬ dungsstelle der Widerstände (42) , (43) ist über einen Widerstand (44) mit der Basis eines Transistors (45) verbunden, dessen Emitter an den Eingang (16) gelegt ist, während der Kollektor über einen Widerstand (46) an den Abgriff eines Potentiometers (47) angeschlossen ist, das zwischen den Eingang (16) und die Kathode der Diode (29) geschaltet ist. Parallel zum Potentiometer (47) ist die Reihenschaltung eines Widerstandes (48)" und der 1-Basis eines Unijunction-Transistors (49) gelegt, dessen Emitter über einen Kondensator (50) mit dem Eingang ( 16) verbunden ist. Weiterhin ist der Emitter des Unijunction-Transistors (49) über einen Widerstand (51 ) mit der Kathode der Diode (29) und über einen weiteren Widerstand (52) mit dem Emitter eines Transistors (53) verbunden, dessen Kollektor über einen Widerstand (54) an die Basis eines Transistors (55) ange¬ schlossen ist. Die 2-Basis des Unijunction-Transistors (49) ist mit dem Eingang (16) verbunden.
Der Emitter des Transistors (55) ist an die Kathode der Diode (29) gelegt. Die Basis des Transistors (55) ist weiterhin über einen Widerstand (56) mit der Kathode der Diode (29) verbunden. Der Emitter des Transistors (55) steht über einen Widerstand (57) mit der Basis eines Transistors (58) in Verbindung, dessen Emitter einerseits an den Ausgang (23) und andererseits über einen Widerstand (59) an den Eingang (16) gelegt ist. Die Basis des Transistors (58) ist weiterhin über einen Widerstand (60) mit dem Eingang (16) verbunden. Der Kollektor des Transistors (58) ist über einen Widerstand (61) an den Ausgang einer Spannungs- stabilisierungsschaltung (62) angeschlossen, deren Eingänge je an die Kathode der Diode (29) und den Eingang (16) ange¬ schlossen sind. Als Spannungstabilisierungsschaltung kann eine integrierte Schaltung der Type 7815 z. B. der Firma Siemens verwendet werden. Die Eingänge der Spannungsstabilisierung s- schaltung (62) sind weiterhin durch einen Kondensator (63) überbrückt. Die Basis des Transistors (53) ist über einen Widerstand (64) mit dem Widerstand (46) und Emitter des Transistors (45) verbunden. Zwischen dem Eingang (16) und dem Ausgang (23) ist die Reihenschaltung der Emitter-Kollektorstrecke eines Transistors (65) und einer Diode (66) angeordnet. Ein Kondensator (68) befindet sich zwischen der Kathode der Diode (29) und dem Eingang (16).
Die meisten der in Fig. 2 dargestellten elektronischen Bauele¬ mente der Steuerschaltung (17) sind auf eine Leiterplatte (67) montiert, die in Fig. 3 mit der Lage der Bauelemente und ihren Anschlüssen dargestellt ist. Das Potentiometer (26), die Lichtemissionsdioden (36) und (41) und der Widerstand (61) befinden sich nicht auf der Leiterplatte (67). Die auf der Leiterplatte (67) dargestellten Anschlüsse der elektronischen Bauelemente (27), (29), (30), (31), (32), (33), (34), (35), (37), (38), (39), (40), (42), (43), (44), (45), (46), (47), (48), (49), (50), (51), (52), (53), (54), (55), (56), (57), (58), (59), (60), (62), (63), (64), (65) und (66) sind über durchkontaktierte Löcher auf der Leiterplatte mit auf der anderen Seite der Leiterplatte (67) verlaufenden gedruckten Leiterbahnen verbundenen, die in Fig. 4 dargestellt sind. Die Leiterbahnen sind in Fig. 4 generell mit (69) bezeichnet und durch stark ausgezogene schwarze Linien dargestellt. Ferner sind die Leiterbahnen (69) zu den Anschlüssen der Leiterplatte (67) verlegt. Weitere, nicht näher bezeichnete Ausgänge der Leiterplatte (67) sind für die Verbindungsleitungen zum Widerstand (61) und zu den Lichtemissionsdioden (37), (41) vorgesehen, die gesondert, z.B. an einer sichtbaren Gehäuse¬ stelle, des Ladegerätes (1) angeordnet sind. Der Widerstand (61) befindet sich an einer anderen Stelle und wird z.B. durch Konvektion gekühlt.
Der MOS-Transistor (18) stellt ein pulsbreitenmoduliertes Schaltelement dar, das von einem Pulsbreitenmodulator (70) gesteuert wird, der die in Fig. 2 dargestellten Transistoren (40), (44), (45), (49), (53), (55), (58), die Widerstände (39), (42), (43), (44), (46), (48), (51), (52), (54), (56), (57), (60), (61), die Kondensatoren (50), (63), die Spannungsstabi- lisierungsschaltung (62), das Potentiometer (47) und die Diode (41) aufweist. Eine Steuereinrichtung (73) enthält das
Potentiometer (26) , den Operationsverstärker (27) , die
Zener-Dioden (31) , (33) , die Transistoren (34) , (38) , die Widerstände (32) , (35) , (37) , (39) , den Kondensator (28) und die Diode (37) .
Durch den Abgriff des Potentiometers (26) ist die Verbindung mit der von der Zener-Diode (31) erzeugten Referenzspannung die Ladespannung für die Batterie (2) einstellbar. Der Operationsverstärker (27) (Differenzverstärker) vergleicht die Spannung am Potentiometerabgriff mit der Referenzspannung und gibt ein der Differenz entsprechendes verstärktes Signal über einen Widerstand (32) und die Zener-Diode (33) an den Transistor (34) ab. Mit der Zener-Diode (33) wird eine Hysterese erzeugt. Wenn die Spannung am Potentiometerabgriff kleiner als die Referenzspannung ist, wird der Transistor (34) leitend gesteuert, wodurch die Lichtemissionsdiode (37) zum Leuchten gebracht wird. Weiterhin wird der Transistor (38) gesperrt, was zur Folge hat, daß auch die Transistoren (40) und (45) nichtleitend sind. Bei nichtleitendem Transistor (45) zieht der Transistor (53) Basisstrom über das Potentiometer (47) und den Widerstand (46) , wird leitend und lädt den Kondensator (50) auf. Bei leitendem Transistor (50) sind auch die Transistoren (58) , (59) leitend, so daß die Steuerelektrode des MOS-Transistors (18) mit einer für den leitenden Zustand ausreichenden Spannung versorgt wird.
Es fließt deshalb ein Ladestrom über den MOS-Transistor (18) und die Drossel (19) in die Batterie (2) . Erreicht die Spannung am Kondensator (50) die Ansprechspannung des Transistors (49) , dann entlädt dieser den Kondensator (50) . Durch den hiermit verbundenen Spannungsabfall am Kondensator (50) werden die Transistoren (53) , (55) und (58) gesperrt, so daß auch der MOS-Transistor (18) gesperrt wird. Die Energie des magnetischen Feldes der Drossel (19) wird durch einen über die Diode (22) fließenden Strom abgebaut, der die Batterie (2) weiterhin auflädt. Nach der Entladung des Kondensators (50) sperrt der Transistor (49) , so daß der Transistor (53) wiederum leitend wird und den Kondensator (50) lädt. Dieser Vorgang wiederholt sich , so lange die Batterie (2) nicht den vorgegebenen Ladespannungsollwert erreicht hat, der abhängig vom Typ der zu ladenden Batterie eingestellt wird. Über das Potentiometer (47) kann die Ladezeit des Kondensators und damit die Periode der Schwingung sowie die Einschaltdauer des MOS-Transistors ( 18) eingestellt werden. Die Periode wird an den jeweiligen Batterietyp hinsichtlich der Frequenz der Schwingung und der maximalen Einschaltzeit des MOS-Transistors (18) angepaßt.
Wenn die Batteriespannung den Sollwert erreicht, dann sperrt der Operationsverstärker (27) den Transistor (34) , wodurch dessen Kollektorspannung ansteigt. Hierdurch wird die bisher am Transistor (34) abfallende Kollektor-Emitter-Spannung von etwa 0,2 Volt erhöht. Damit wird die Basisspannung des Transistors (38) von unter 0, 5 Volt ebenfalls angehoben, wodurch der Transistor (38) leitend wird. Der leitende Transistor (38) steuert den Transistor (40) leitend, der die Lichtemissionsdiode (41 ) mit einer Spannung versorgt, die diese zum Leuchten bringt. Weiterhin wird der Transistor (45) leitend gesteuert, der das Basispotential des Transistors (53) auf etwa 0, 2 Volt erniedrigt und diesen damit sperrt. Hierdurch werden auch die Transistoren (59) , (58) gespert, so daß das Steuerpotential für den MOS-Transistor ( 18) beseitigt wird. Der MOS-Transistor (18) sperrt, was ein Ende des Ladestromimpulses bedeutet. Danach fällt die Batteriespannung ab, wodurch der Operationsverstärker (27)» den Transistor (34) leitend steuert. Dies wirkt sich, wie oben bereits erläutert, so aus , daß die Transistoren (53) , (55) und (58) leitend werden, wodurch einerseits die Aufladung des Kondensators (50) fortgesetzt wird, und andererseits der MOS-Transistor ( 18) leitend gesteuert wird, so daß erneut Ladestrom über die Drossel (19) in die Batterie ( 2) eingespeist wird. Mit zunehmender Batteriespannung werden die Ladestromim¬ pulse kürzer und die Impulspausen länger. Der Gesamtstrom, der 12
in die Batterie (2) fließt und durch die Drossel (19) sowie die Diode (22) geglättet wird, nimmt ab, während die Batterie¬ spannung auf dem vorgegebenen Spannungssollwert bleibt. Der maximale Ladestrom wird über das Potentiometer (47) eingestellt,
5 in dem über die Basisspannung des Transistors (53) der in den Kondensator (50) fließende Ladestrom beeinflußt wird. Der Unijunction-Transistor (49) bildet mit den Widerständen (48) , (51 ) und dem Kondensator (50) einen Impulsgenerator, der eine hochfrequente Schwingung erzeugt, die so auf die Drossel (19)
10 und die Batterie (2) abgestimmt wird, daß sie der Resonanzfre¬ quenz des Resonanzkreises entspricht, wodurch die Verluste des Ladegerätes ( 1) bei der Aufladung auf ein Minimum reduziert werden. Die Basisspannung des Transistors (53) hängt davon ab, zu welcher Zeit am Kondensator (50) die Ansprechschwelle des
15 Transistors (49) erreicht werden soll, wodurch unmittelbar die Impulsdauer, d.h. die Energiedichte der Ausgangsschaltung, beeinflußt wird. Die Transistoren (55) , (58) sind Verstärker, während der Transistor (65) und die Diode (66) den MOS-Transistor (18) schützen. Die Spannungsstabilisierung (62)
20 sorgt für eine gleichbleibende Steuerspannung an der Steuer¬ elektrode des MOS-Transistors (18) .
Die Lichtemissionsdiode (36) blinkt mit der Frequenz des Ladestroms. Durch die Änderung des kapazitiven Widerstands der 25 Batterie (2) geht die Resonanzfrequenz und damit die Blinkfre¬ quenz der Lichtemissionsdiode (36) zurück. Die Lichtemissions¬ diode (41) leuchtet auf, wenn die Batterie (2) ganz oder fast ganz geladen ist.
30 Es wurde oben bereits erwähnt, daß die elektrostatische Kapazität C der Batterie (2) und die Induktivität L der Drossel (19) einen Reihenresonanzkreis bilden. Die Batterie (2) wird mit einem Ladestrom aufgeladen, der die Resonanzfrequenz hat. Die Kapazität der Batterie (2) hängt vom Ladezustand ab. Deshalb
35 hängt auch die Resonanzfrequenz vom Ladezustand ab. Die Frequenz des Ladestroms wird an die Resonanzfrequenz ständig angeglichen. Diese Angleichung geschieht über die Ein- und Ausschaltezeiten des MOS-Transistors ( 18) . Die an der Batterie ( 2) anstehende Spannung wird festgestellt und in der Steuerein¬ richtung (73) so verarbeitet, daß der Pulsbreitenmoduulator (70) Steuerimpulse erzeugt, mit denen der MOS-Transisotr ( 18) im
Takte der Resonanzfrequenz betätigt wird. Die Höhe des mit Resonanzfrequenz fließenden Ladestroms stellt sich auf die für den Stromtransport in der Batterie (2) gerade verfügbaren Ionen ein . Dies bedeutet, daß immer der maximal mögliche Strom fließt , der zu keiner Beschädigung des Batteriegitters und zu keiner Zersetzung des Elektrolyten führt. Darüber hinaus ergibt sich die bei schonender Aufladung geringstmögliche Ladezeit. Weiterhin treten minimale Stromwärmeverluste auf.
Mit der oben beschriebenen Anordnung wird selbstätig der Ladezustand der Batterie erfaßt und ein an den Ladezustand angepaßter Strom erzeugt, der mit zunehmender Aufladung abnimmt. Ein typischer zeitlicher Verlauf eines mit (71 ) bezeichneten Ladestroms in Abhängigkeit von der Ladezeit ist in Fig . 5 dargestellt. Während der Einspeisung des Ladestroms steigt die Batteriespannung (72) allmählich bis zu ihrem Sollwert an. Durch die automatische Anpassung des Ladestroms an den Ladezustand der Batterie wird diese geschont. Außerdem wird eine optimale Ladezeit erreicht. Die Lebensdauer der Batterie wird verlängert, obwohl mit dem Ladegerät eine Schnellaufladung erzielt wird. Mit den bisher üblichen Schnellaufladungen werden die Batterien zumindest beschädigt, so daß ihre weitere Lebensdauer erheblich reduziert werden. Dies ist bei dem oben beschriebenen Ladegerät nicht der Fall. Eine Überladung wird mit dem oben beschriebenen Ladegerät vermieden. Damit werden auch die mechanischen Teile der Batterie vor Deformation geschützt. Eine Dekristallisation der Batterie findet nicht statt. An den Batterieplatten entstehen keine Beulen. Die Batterie¬ flüssigkeit kommt nicht mehr zum Kochen. Außerdem hat die Drossel ( 19) , die für hochfrequente Betriebsweise ausgelegt ist, 14
ein geringes Gewicht. Das Filter (5) blockt hochfrequente Impulse vom Netz ab und bewirkt als Energiespeicher eine Glättung der abgegebenen Spannung.
Die Drossel (11) und der Kondensator (12) bilden eine weiteres Filter für die vom Reihenresonanzkreis ausgehenden Schwingungen. Dieses weitere Filter ist zu Beginn der Ladung einer wenig geladenen Batterie von besonderer Bedeutung, um hochfrequente Störspannungen vom Transformator (8) und damit vom Netz abzublocken.
Der Schutzumfang soll nicht auf die oben beschriebene Lösung beschränkt sein, sondern alle Kombinationen und Modifikationen umfassen, die ein Fachmann auf der Grundlage der Offenbarung treffen kann.

Claims

Patentansprüche
1. Ladegerät für wiederaufladbare Batterien mit einem von Wechselspannung gespeisten Gleichrichter, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Drossel (19) in Reihe mit der jeweils zu ladenden Batterie (2) und einem pulsbreitenmoduliert gesteuerten
Schaltelement angeordnet ist, daß parallel zu der
Reihenschaltung der Drossel (19) und der Batterie (2) eine gegenüber der Eingangsgleichspannung in Sperrichtung gepolte Diode (22) angeordnet ist und daß in die Batterie ein Ladestrom eingespeist wird, dessen Frequenz an die
Resonanzfrequenz des von der Kapazität der Batterie (2) und der Induktivität der Drossel (19) gebildeten Reihenresonanz¬ kreises angepaßt ist.
2. Ladegerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die über das Schaltelement fließenden Ströme in ihrer Frequenz der Resonanzfrequenz des Reihenresonanzkreises angepaßt sind. 3. Ladegerät nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein mit dem Schaltelement verbundener Pulsbreiten¬ modulator (70) bei geringer Ladung der Batterie (2) eine hochfrequente Impulsfolge erzeugt, deren Frequenz mit zunehmender Aufladung abnimmt.
4. Ladegerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die an der Batterie (2) anstehende Spannung an ein Potentiometer (26) angelegt ist, dessen Abgriff an einen Eingang eines Operationsverstärkers (27) angeschlossen ist, dessen anderer Eingang von einer Referenzspannung beaufschlagt ist und dessen Ausgang mindestens mit einem die Impulsbreite des Pulsbreitenmodulators (70) steuernden Schaltglied verbunden ist.
5. Ladegerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Impulsgenerator einen Kondensator (50) aufweist, dessen Pegel die Impulsdauer und/oder Impulsfrequenz bestimmt und der über einen vorgeschalteten Transistor (53) auf ladbar ist, der an seiner Basis mit einem Potentiometer¬ abgriff und einem den Potentiometerabgriff in leitendem Zustand zu einer Sperrspannung überbrückenden Transistor (45) verbunden ist, der vom Operationsverstärker (27) aus steuerbar ist und daß der Kollektor des vorgeschalteten Transistors (53) mit einem ein Einschaltpotential für das
Schaltelement steuernden weiteren Transistor (58) verbunden ist.
6. Ladegerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Schaltelement ein Leistungstransistor (18) ist.
7. Ladegerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der weitere Transistor (58) an eine Spannungsstabi- lisierungsschaltung (62) angeschlossen ist.
8. Ladegerät nach • einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Impulsgenerator ein Unijunction-Transistor-Oszillator ist.
9« Ladegerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Operationsverstärker (27) über einen Widerstand (32) und eine Zener-Diode (33) mit einem Transistor (34) verbunden ist, der über mindestens einen weiteren
Transistor (38, 40) mit dem in leitendem Zustand den Potentiometerabgriff überbrückenden Transistor (45) verbunden ist.
10. Ladegerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß dem Gleichrichter (10) ein Transformator (8) vorge¬ schaltet ist, vor dem ein Filter (5) angeordnet ist.
11. Ladegerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in Reihe mit der Batterie und der Drossel (19) eine Sicherung (13) gelegt ist, die innerhalb der zu der Diode
(22) parallel geschalteten Reihenschaltung angeordnet ist. o
12. Ladegerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Pulsbreitenmodulator (70) und eine Steuerein- 5 richtung (73) für den Pulsbreitenmodulator auf einer gedruckten Leiterplatte (67) angeordnet sind.
13. Ladegerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, 10 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine vom Operationsverstärker (27) im Takte der Frequenz des Ladestroms mit Spannung beaufschlagbare Lichtemissionsdiode (36) vorgesehen ist.
15 14. Ladegerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine bei ganz oder nahezu ganz aufgeladener Batterie (2) mit Spannung beaufschlagte anlegbare Lichtemissions-
20 diode (41) vorgesehen ist.
25
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