DE1203362B - Ladeeinrichtung fuer Akkumulatorenbatterien - Google Patents

Description

• Ladeeinrichtung für Akkumulatorenbatterien Zur sachgemäßen Ladung von Akkumulatorenbatterien muß neben anderen Bedingungen dafür Sorge getragen werden, daß gegen Ende des Ladevorgangs die maximal zulässige Klemmspannung der Batterie nicht überschritten wird, um eine Schädigung zu verhindern. Je nach Batterietyp muß der Ladestrom bei Erreichen dieses maximalen Spannungswertes entweder abgeschaltet oder auf kleinere Werte geregelt werden.
• Ein oft angewandtes Prinzip zur Erfüllung dieser Forderung ist die Parallelschaltung einer spannungsempfindlichen Anordnung zu den Klemmen der Batterie, die bei Erreichen eines maximalen Spannungswertes den Ladestrom zur Batterie beeinflußt. So wird beispielsweise ein Kontaktmeßinstrument an die im Laufe des Ladevorgangs ansteigende Batteriespannung gelegt und so ermöglicht, bei Kontaktgabe den Ladestrom zu beeinflussen.
• Andere spannungsempfindliche Anordnungen bestehen beispielsweise aus einer Zenerdiode mit einem Zenerspannungswert, dem maximalen Batteriespannungswert entsprechend, so daß bei Erreichen dieses Spannungswertes über die Zenerdiode ein Strom fließt, dessen Auftreten beispielsweise über ein Relais oder auf sonst bekannte elektronische Art den Ladestrom beeinflußt.
• Grundsätzlicher Nachteil dieser genannten Anordnungen ist die Tatsache, daß die Wiederaufladung tiefentladener Batterien Schwierigkeiten macht. Im wesentlichen unterscheidet sich eine tiefentladene Batterie von einer Batterie in normalem oder im Rahmen ihrer Nennkapazität entladenem Zustand dadurch, daß ihr Innenwiderstand wesentlich erhöhte Werte annimmt und das eingeprägte Gleichspannungspotential sehr tief liegt. Wird nun an eine derartig tiefentladene Batterie mit hohem Innenwiderstand ein Ladestrom gelegt, bildet sich durch den Spannungsabfall am erhöhten Innenwiderstand an den Klemmen der Batterie übermäßig hohe Spannung aus, die in vielen Fällen, je nach Größe des Innenwiderstandes, die Ansprechspannung der zur Batterie parallelgeschalteten spannungsempfindlichen Anordnung erreicht oder übersteigt. In solchen Fällen tritt die spannungsempfindliche Anordnung je nach Typ entweder automatisch in Funktion, oder sie gibt ein Aufforderungssignal zur Abschaltung bzw. Verringerung des Ladestroms. In beiden Fällen muß aus der Funktion des Ladegerätes fälschlich geschlossen werden, daß die angeschlossene tiefentladene Batterie wieder aufgeladen sei.
• Die nachfolgend beschriebene Erfindung verhindert die genannte Fehlreaktion der Anzeige-, Regel-und Abschalt-Automatik dadurch, daß in Reihe mit der spannungsempfindlichen Anordnung, beispielsweise der Zenerdiode, deren Zenerstrom zur Ladestrombeeinflussung herangezogen wird, ein steuerbarer Halbleiterwiderstand geschaltet ist. Gesteuert in seinem Widerstandswert wird dieser Halbleiterwiderstand, z. B. ein Transistor, durch die mit dem Innenwiderstand der Batterie veränderliche Amplitude der der Gleichspannung überlagerten Wechselspannungshalbwelle. Mit einer derartigen vom Ladestrom abhängigen Steuerung des Halbleiterwiderstandes oder des Transistors in Reihe mit der Zenerdiode kann erreicht werden, daß bei kleinen Ladeströmen, wie sie tiefentladenen hochohmigen Batterien entsprechen, der Reihenwiderstand hochohmig ist und somit trotz anliegender hoher Spannung der den Schalt- oder Signalvorgang betätigende Strom klein bleibt oder gar nicht auftritt und die spannungsempfindliche Anordnung nicht anspricht.
• Die Erfindung sieht in Reihe mit der Zenerdiode die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors vor, der von der der Ladegleichspannung überlagerten Halbwelle der im Einweg gleichgerichteten Wechselspannung gesteuert wird. Für die Flußzeit der über die eingeprägte Gegengleichspannung der Batterie hinausgehenden Spitze der Halbwelle wird der Transistor über den Basiswiderstand auf hochohmige Werte gesteuert, so daß die Zenerdiode während der Halbwelle keinen oder nur sehr kleinen Strom ziehen kann. Auf die Zenerdiode wirkt bei diesem Verfahren während der Sperrzeit des Gleichrichters nur die der Batterie eingeprägte Gleichspannung, so daß der überhöhte Mittelwert der Klemmspannung einer hochohmigen tiefentladenen Batterie keinen Strom über die Zenerdiode bewirkt, wodurch eine ungewollte Regelung- oder Abschaltung des Ladestroms verhindert wird. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Zeichnung. Von einem Transformator l fließt über einen Ladewiderstand 2 und einen Gleichrichter 3 Ladestrom zur Batterie 4, da die Kontakte des Relais 6 geschlossen sind. Für den Fall einer normalen Batterie mit sehr kleinem Innenwiderstand ist die der Gleichspannung überlagerte Halbwelle der Einweggleichrichtung sehr klein und der Transistor 7 sehr niederohmig, so daß bei Erreichen der Zenerspannung der Zenerdiode 5, die der maximal zulässigen Batteriespannung 4 entspricht, ein Zenerstrom fließt, der das Relais 6 ansprechen läßt und den Ladestrom abschaltet. Für den Fall der tiefentladenen hochohmigen Batterie wird während der Flußzeit jeder der Gleichspannung überlagerten Halbwelle der Wechselspannung der Transistor 7 über den Basiswiderstand 8 hochohmig gesteuert, so daß während dieser Zeit trotz hoher Klemmspannung an der Batterie über die Zenerdiode kein genügend großer Strom fließen kann.
• Die Erfindung ist auf die beschriebenen Anwendungsbeispiele und schaltungstechnischen Ausführungen nicht beschränkt.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Wechselstromgespeiste Ladeeinrichtung für Akkumulatorenbatterien mit einer auf die Klemmspannung ansprechenden spannungsempfindlichen Anordnung, zu der in Reihe ein steuerbarer Halbleiterwiderstand geschaltet ist, d a -durch gekennzeichnet, daß der Strom über die spannungsempfindliche Anordnung und den steuerbaren Halbleiterwiderstand beeinflußt wird durch die Größe der Amplitude der vom Innenwiderstand der zu ladenden Batterie abhängigen, dem Ladestrom überlagerten Halbwelle der Wechselspannung, die ihrerseits den Halbleiterwiderstand steuert.
2. 2. Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als steuerbarer Halbleiterwiderstand die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors benutzt wird, dessen Basis über einen Basiswiderstand die Amplitude der dem Ladestrom überlagerten Halbwelle der Wechselspannung zugeführt wird.
3. 3. Ladeeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors während der Flußzeit der Halbwelle der dem Ladestrom überlagerten Wechselspannung hochohmig und während der Sperrzeit der Halbwelle niederohmig gesteuert wird.
4. 4. Ladeeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gleichrichtung ein Einweg-Gleichrichter benutzt wird und der Emitter des Transistors am Pluspol der zu ladenden Batterie und damit gleichzeitig an der Kathode des Gleichrichters angeschlossen ist und die Basis des Transistors über einen Basiswiderstand an der Anode des Gleichrichters liegt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 707 690; deutsche Auslegeschrift Nr.1006 491; französische Patentschrift Nr. 1150 336; USA: Patentschriften Nr. 2 751550, 2 927 262; Elektronische Rundschau, 12/1957, S.376 und 377; Werbeschrift SH 7155-6593 der Siemens & Halske AG., Ausgabe 1959.