WO1999066620A2 - Battery charger - Google Patents

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WO1999066620A2
WO1999066620A2 PCT/DE1999/001654 DE9901654W WO9966620A2 WO 1999066620 A2 WO1999066620 A2 WO 1999066620A2 DE 9901654 W DE9901654 W DE 9901654W WO 9966620 A2 WO9966620 A2 WO 9966620A2
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August Scherer
Willi Sterzik
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Fujitsu Siemens Computers Gmbh
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J7/0042Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction

Abstract

A low-cost device for charging batteries, more particularly for notebooks, is disclosed. Said device comprises a computer intelligence (MC) and a charging circuit controlled by the latter. Both components are connected to a first connecting unit (EAE) of a corresponding basic device (GG) to which adapter units (AE) can be attached, each of which is responsible for a predetermined type of battery to be charged. Each adapter unit (AE) has a mating plug (GS) which, in comparison with the first connecting unit (EAE), enables the computer unit (MC) to recognize the available adapter unit type (AE) and to regulate accordingly the charge algorithm.

Description

Beschreibungdescription
Vorrichtung zum Laden von AkkumulatorenDevice for charging accumulators
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Laden von Akkumulatoren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for charging accumulators according to the preamble of claim 1.
Besonders bei Notebooks kommen eine Vielzahl von verschiedenen Akkumulatoren zum Einsatz. Sie unterscheiden sich in der Regel durch mechanische Abmessungen, Steckkontakte und elektrische Eigenschaften. Die elektrischen Eigenschaften betreffen nicht nur die Kapazität und den zu verwendenden Ladestrom, sondern auch den zu verwendenden Ladealgorithmus, der von der Technologie des Akkumulators abhängt. Es gibt bei- spielsweise Nickel-Metall-Hydrid-Akkumulatoren und Lithium- Ionen-Akkumulatoren, die jeweils eine spezielle Behandlung beim Laden erfahren müssen.A large number of different accumulators are used in particular for notebooks. They usually differ in terms of mechanical dimensions, plug contacts and electrical properties. The electrical properties concern not only the capacity and the charging current to be used, but also the charging algorithm to be used, which depends on the technology of the accumulator. There are, for example, nickel-metal hydride accumulators and lithium-ion accumulators, each of which has to undergo special treatment during charging.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Laden von Akkumulatoren anzugeben, die für verschiedenste Arten von Akkumulatoren geeignet und trotzdem kostengünstig ist.The object of the present invention is to provide a device for charging accumulators which is suitable for the most varied types of accumulators and is nevertheless inexpensive.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung der ein- gangs genannten Art durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved on the basis of a device of the type mentioned at the outset by the features of claim 1.
Danach weist die Vorrichtung zum Laden von Akkumulatoren eine Grundeinheit mit einer Rechnerintelligenz und einer von die- ser Rechnerintelligenz gesteuerten Ladeschaltung auf, die beide mit einer ersten Anschlusseinheit für extern anschließbare Adaptereinheiten, die jeweils für einen spezifischen Akkumulatortyp wenigstens einen angepassten Ladeschacht mit zugehörigem Anschlussstecker, sowie für den Anschluss an die erste Anschlusseinheit des Grundgeräts einen zur ersten Anschlusseinheit des Grundgeräts passenden Gegenstecker aufweisen, in der Weise verbunden sind, dass abhängig von dem Typ einer- an der ersten Anschlusseinheit des Grundgeräts angeschlossenen Adaptereinheit die Rechnerintelligenz eine Information über den Typ der angeschlossenen Adaptereinheit hat. Damit kann die Rechnerintelligenz mit dem Einstecken ei- ner Adaptereinheit sofort einen entsprechenden benötigten Ladealgorithmus mit den zugehörigen weiteren elektrischen Größen wie Ladestrom und Ladezeit richtig einstellen.According to this, the device for charging accumulators has a basic unit with a computer intelligence and a charging circuit controlled by this computer intelligence, both with a first connection unit for externally connectable adapter units, each of which has at least one adapted charging slot with associated connector for a specific battery type, and for the connection to the first connection unit of the basic device have a mating connector that matches the first connection unit of the basic device, are connected in such a way that, depending on the Type of an adapter unit connected to the first connection unit of the basic device, the computer intelligence has information about the type of the connected adapter unit. With the plugging in of an adapter unit, the computer intelligence can immediately correctly set a corresponding charging algorithm with the associated further electrical variables such as charging current and charging time.
Eine solche Ladevorrichtung ist kostengünstig, weil nicht für jeden Akkumulatortyp eine eigene, teure Ladevorrichtung vorgesehen sein muss. Eine Adaptereinheit für jeweils einen Typ von zu ladendem Akkumulator ist wesentlich günstiger. Die Rechnerintelligenz ist in der Lage, alle möglichen Ladealgorithmen auszuführen. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine sol- ehe Adaptereinheit geeignet ist, an Kunden separat ausgeliefert zu werden.Such a charging device is inexpensive because a separate, expensive charging device does not have to be provided for each type of accumulator. An adapter unit for each type of accumulator to be charged is much cheaper. The computer intelligence is able to execute all possible loading algorithms. Another advantage is that such an adapter unit is suitable for being delivered to customers separately.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the invention are the subject of dependent claims.
Danach ist die Verbindung zwischen dem Grundgerät und einer Adaptereinheit vorgegebenen Typs in der Weise ausgebildet, dass mit dem Anschließen einer vorgegebenen Adaptereinheit die Rechnerintelligenz im Grundgerät eine Information über den Typ der angeschlossenen Adaptereinheit hat. Dies kann beispielsweise durch mechanisch kodierte oder entprechend elektrisch beschaltete Stecker realisiert sein.The connection between the basic device and an adapter unit of a predetermined type is then designed such that when a predetermined adapter unit is connected, the computer intelligence in the basic device has information about the type of the connected adapter unit. This can be implemented, for example, by means of mechanically coded or correspondingly electrically connected plugs.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Grundeinheit eine zweite Anschlusseinheit für einen Anschluss einer externen Stromversorgung auf. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass eine bereits vorhandene externe Stromversorgung zur Stromversorgung der Ladevorrichtung verwendet werden kann. Beispielsweise sind Notbooks bereits mit einer externen Stromversorgung ausgerüstet. Eine Ladevorrichtung für die Akkumulatoren eines solchen Notbooks kann daher gleich diese Stromversorgung benützen, wodurch der Aufwand für eine eigene Stromversorgung für die Ladevorrichtung eingespart wird. Die Ladevorrichtung wird weiter verbilligt.In another advantageous embodiment of the invention, the basic unit has a second connection unit for connecting an external power supply. This measure has the advantage that an existing external power supply can be used to power the charging device. For example, notebooks are already equipped with an external power supply. A charging device for the accumulators of such a notebook can therefore use this power supply right away, reducing the effort for a separate power supply for the charging device is saved. The loading device is further reduced in price.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigenAn exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to a drawing. Show in it
Figur 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Laden von Akkumulatoren,FIG. 1 shows a block diagram of a device according to the invention for charging accumulators,
Figur 2 eine perspektivische Darstellung einer mechanischen Grundeinheit der Vorrichtung nach Figur 1,FIG. 2 shows a perspective illustration of a basic mechanical unit of the device according to FIG. 1,
Figur 3 eine perspektivische Darstellung einer mechanischen Adaptereinheit der Vorrichtung nach Figur 1, undFigure 3 is a perspective view of a mechanical adapter unit of the device of Figure 1, and
Figur 4 eine perspektivische Gesamtdarstellung einer mechanischen Vorrichtung nach Figur 1 mit einer Grund- einheit und einer in die Grundeinheit eingesteckten4 shows an overall perspective view of a mechanical device according to FIG. 1 with a base unit and one plugged into the base unit
Adaptereinheit .Adapter unit.
In den Figuren 1 bis 4 sind gleiche Teile mit dem gleichen Bezugszeichen versehen.In Figures 1 to 4, the same parts are provided with the same reference numerals.
Das Blockschaltbild in der Figur 1 zeigt ein Grundgerät GG mit einer Rechnerintelligenz MC, einer Ladeschaltung LSG und einer ersten Anschlusseinheit EAE. Bei der Rechnerintelligenz MC handelt es sich beispielsweise um eine Microcontroller- Steuerung. Ladeschaltungen sind von ihrem prinzipiellen Aufbau her bekannt und werden an dieser Stelle nicht explizit erläutert. Für weitere Informationen zu Ladeschaltungen sei auf die einschlägige Literatur verwiesen.The block diagram in FIG. 1 shows a basic device GG with a computer intelligence MC, a charging circuit LSG and a first connection unit EAE. The computer intelligence MC is, for example, a microcontroller control. Charging circuits are known from their basic structure and are not explicitly explained here. For further information on charging circuits, please refer to the relevant literature.
Die erste Anschlusseinheit EAE ist ein Stecker (Figur 2), über den eine Adaptereinheit AE an das Grundgerät GG anschließbar ist. Dazu weist die Adaptereinheit AE einen Gegenstecker GS zur ersten Anschlusseinheit EAE des Grundgeräts GG auf.The first connection unit EAE is a plug (FIG. 2), via which an adapter unit AE can be connected to the basic device GG. For this purpose, the adapter unit AE has a mating connector GS to the first connection unit EAE of the basic device GG.
Die Adaptereinheit AE ist jeweils für einen einzigen Typ eines zu ladenden Akkumulators vorgesehen und dementsprechend ausgebildet. Zum Anschluss eines zu ladenden Akkumulators weist die Adaptereinheit AE einen Anschlussstecker AS auf.The adapter unit AE is provided for a single type of battery to be charged and accordingly educated. To connect an accumulator to be charged, the adapter unit AE has a connector plug AS.
Die erste Anschlusseinheit EAE ist in der Weise ausgebildet, dass jeder Typ von Adaptereinheit AE sehr leicht anschließbar ist. Andererseits ist ein jeweiliger Gegenstecker GS einer Adaptereinheit AE in der Weise ausgebildet, dass die Rechnerintelligenz MC Signale S an der ersten Anschlusseinheit EAE abgreifen kann, die ihr sagen, welcher Typ einer Adap- tereinheit AE an der ersten Anschlusseinheit EAE angeschlossen ist. Abhängig von dieser Information steuert die Rechnerintelligenz MC die Ladeschaltung LSG in der Weise, dass die Ladeschaltung LSG über die erste Anschlusseinheit EAE und die Adaptereinheit AE den zu ladenden Akkumulator bezüglich Ladealgorithmus, Ladestrom bzw. Ladespannung LSP u.s.w. richtig lädt.The first connection unit EAE is designed in such a way that each type of adapter unit AE can be connected very easily. On the other hand, a respective mating connector GS of an adapter unit AE is designed in such a way that the computer intelligence MC can tap signals S at the first connection unit EAE, which tell it which type of adapter unit AE is connected to the first connection unit EAE. Depending on this information, the computer intelligence MC controls the charging circuit LSG in such a way that the charging circuit LSG uses the first connection unit EAE and the adapter unit AE to charge the battery with regard to the charging algorithm, charging current or charging voltage LSP, etc. loads correctly.
Die Information über den Typ der angeschlossenen Adaptereinheit AE kann dabei durch einen elektrisch und/oder mechanisch kodierten Gegenstecker GS bereitgestellt bzw. abgefragt werden. Denkbar ist aber auch, dass die Adaptereinheit AE selbst eine Logik enthält, die auf eine Anfrage seitens der Rechnerintelligenz MC des Grundgeräts GG eine entsprechende Information ausgibt.The information about the type of the connected adapter unit AE can be provided or queried by an electrically and / or mechanically coded mating connector GS. However, it is also conceivable that the adapter unit AE itself contains logic which, when requested by the computer intelligence MC of the basic device GG, outputs corresponding information.
In der Figur 1 ist weiter eine externe Stromversorgung ES gezeigt, die mit dem Grundgerät GG über eine zweite Anschlusseinheit ZAE verbunden ist.An external power supply ES is also shown in FIG. 1, which is connected to the basic device GG via a second connection unit ZAE.
In den Figuren 2 bis 4 sind mechanische Ausführungsformen des Grundgeräts G und der Adaptereinheit AE gezeigt. Im einzelnen ist in der Figur 2 das Grundgerät GG einzeln, in der Figur 3 ist die Adaptereinheit AE einzeln und in der Figur 4 sind das Grundgerät GG und die Adaptereinheit AE zusammengefügt ge- zeigt. Gemäß der ' Figur 2 weist das Grundgerät GG einen Schacht ST auf, in den eine Adaptereinheit AE einsetzbar ist.FIGS. 2 to 4 show mechanical embodiments of the basic device G and the adapter unit AE. In detail, the basic unit GG is individual in FIG. 2, the adapter unit AE is individual in FIG. 3, and the basic unit GG and the adapter unit AE are shown combined in FIG. According to FIG. 2, the basic device GG has a shaft ST into which an adapter unit AE can be inserted.
In der Figur 3 ist eine Adaptereinheit AE gezeigt mit einer ersten Art von Anschlussstecker AS. Die in der Figur 4 gezeigte Adaptereinheit AE hat eine zweite Art von Anschlussstecker AS. Andere Arten von Anschlusssteckern AS sind denkbar.FIG. 3 shows an adapter unit AE with a first type of connector AS. The adapter unit AE shown in FIG. 4 has a second type of connector AS. Other types of connector plugs AS are conceivable.
Die Anschlussstecker AS befinden sich einem Ladeschacht LS der Adaptereinheit AE.The connector AS is located in a charging slot LS of the adapter unit AE.
Jede Art von Anschlussstecker AS zeigt an, dass die dazugehörige Adaptereinheit AE für eine entsprechend zugehörige Art von zu ladendem Akkumulator ausgebildet ist.Each type of connector plug AS indicates that the associated adapter unit AE is designed for a correspondingly associated type of accumulator to be charged.
Möglich ist, dass auch die Form des zu ladenden Akkumulators unterschiedlich ist. In diesem Fall ist der jeweilige Ladeschacht LS in einer dem zu ladenden Akkumulator angepassten Form ausgebildet. It is possible that the shape of the battery to be charged is also different. In this case, the respective charging slot LS is designed in a form adapted to the battery to be charged.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zum Laden von Akkumulatoren mit einer Rechnerintelligenz und einer von dieser Rechnerintelligenz ge- steuerten Ladeschaltung und einer Anschlusseinheit zum externen Anschließen eines zu ladenden Akkumulators, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusseinheit zum externen anschließen eines zu ladenden Akkumulators als eine erste Anschlusseinheit (EAE) eines Grundgerätes (GG) für verschiedene extern anschließbare Adaptereinheiten (AE) , die jeweils für einen spezifischen Akkumulatortyp wenigstens einen angepass- ten Ladeschacht (LS) mit zugehörigem Anschlussstecker (AS) , sowie für den Anschluss an die erste Anschlusseinheit (EAE) des Grundgeräts (GG) einen zur ersten Anschlusseinheit (EAE) des Grundgerätes (GG) passenden Gegenstecker (GS) aufweisen, ausgebildet ist, und dass die Rechnerintelligenz und die Ladeschaltung mit der ersten Anschlusseinheit (EAE) des Grundgerätes (GG) in der Weise verbunden sind, dass abhängig von dem Typ einer an der ersten Anschlusseinheit (EAE) des Grund- gerätes (GG) angeschlossenen Adaptereinheit (AE) die Rechnerintelligenz eine Information über den Typ der angeschlossenen Adaptereinheit (AE) hat.1. Device for charging accumulators with a computer intelligence and a charging circuit controlled by this computer intelligence and a connection unit for external connection of an accumulator to be charged, characterized in that the connection unit for external connection of an accumulator to be charged as a first connection unit (EAE) of a basic device (GG) for various externally connectable adapter units (AE), each of which has at least one adapted charging slot (LS) with associated connector (AS) for a specific battery type, as well as for connection to the first connection unit (EAE) of the basic device ( GG) have a mating connector (GS) that matches the first connection unit (EAE) of the basic device (GG), and that the computer intelligence and the charging circuit are connected to the first connection unit (EAE) of the basic device (GG) in such a way that depending on the type one at the first connector unit (EAE) of the basic unit (GG) connected adapter unit (AE) the computer intelligence has information about the type of the connected adapter unit (AE).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- n e t , dass die Information über den Typ der angeschlossenen2. Device according to claim 1, characterized in that the information about the type of the connected
Adaptereinheit (AE) über eine entprechende elektrische und/oder mechanische Beschaltung bzw. Ausführung der ersten Anschlusseinheit (EAE) und des Gegensteckers (GS) bereitgestellt ist.Adapter unit (AE) is provided via a corresponding electrical and / or mechanical connection or design of the first connection unit (EAE) and the mating connector (GS).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Grundeinheit (GG) eine zweite Anschlusseinheit (ZAE) für einen Anschluss einer externen Stromversorgung (ES) aufweist. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the basic unit (GG) has a second connection unit (ZAE) for connecting an external power supply (ES).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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