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.Charging device for accumulator batteries For proper charging
of accumulator batteries, besides other conditions, care must be taken to ensure that
that towards the end of the charging process the maximum permissible terminal voltage of the battery
is not exceeded in order to prevent damage. Depending on the type of battery
the charging current must either be switched off when this maximum voltage value is reached
or can be regulated to lower values.
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.A principle that is often used to meet this requirement is
Parallel connection of a voltage-sensitive arrangement to the terminals of the battery,
which affects the charging current to the battery when a maximum voltage value is reached.
For example, a contact measuring instrument is attached to the during the charging process
increasing battery voltage and thus enables the charging current when contact is made
to influence.
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.Other voltage sensitive arrangements consist of, for example
a zener diode with a zener voltage value, the maximum battery voltage value
accordingly, so that when this voltage value is reached via the Zener diode
Current flows, the occurrence of which occurs, for example, via a relay or otherwise known
electronic type affects the charging current.
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.The fundamental disadvantage of these arrangements is the fact
that the recharging of deeply discharged batteries is difficult. Essentially
a deeply discharged battery differs from a battery in normal or
in the context of their nominal capacity discharged state in that their internal resistance
assumes significantly increased values and the impressed direct voltage potential very much
lies deep. It is now used in such a deeply discharged battery with a high internal resistance
a charging current is applied, is formed by the voltage drop at the increased internal resistance
excessively high voltage, which in many cases, depending on the terminals of the battery
depending on the size of the internal resistance, the response voltage of the battery connected in parallel
voltage-sensitive arrangement reaches or exceeds. In such cases occurs
the voltage-sensitive arrangement either automatically functions depending on the type,
or it gives a request signal to switch off or reduce the charging current.
In both cases it must be wrongly concluded from the function of the charger,
that the connected, deeply discharged battery is recharged.
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.The invention described below prevents the incorrect reaction mentioned
the display, control and automatic shutdown by being in series with the voltage-sensitive
Arrangement, for example the Zener diode, whose Zener current to influence the charging current
is used, a controllable semiconductor resistor is connected. Controlled
in its resistance value this semiconductor resistor, z. B. a transistor,
due to the amplitude of the direct voltage, which varies with the internal resistance of the battery
superimposed alternating voltage half-wave. With such a dependent on the charging current
Control of the semiconductor resistor or the transistor in series with the Zener diode
it can be achieved that with small charging currents, such as deep-discharged high-resistance
Batteries correspond, the series resistance is high impedance and thus despite being connected
high voltage, the current actuating the switching or signaling process remains small
or does not occur at all and the voltage-sensitive arrangement does not respond.
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.The invention provides, in series with the Zener diode, the collector-emitter path of a transistor which is controlled by the half-wave of the one-way rectified alternating voltage superimposed on the charging direct voltage. For the flow time of the peak of the half-wave that goes beyond the impressed DC voltage of the battery, the transistor is controlled to high-resistance values via the base resistance, so that the Zener diode cannot draw any or only a very small current during the half-wave. During the blocking time of the rectifier, only the DC voltage impressed on the battery acts on the Zener diode, so that the excessive mean value of the terminal voltage of a high-resistance, deeply discharged battery does not cause any current through the Zener diode, which prevents the charging current from being unintentionally regulated or switched off. The drawing shows an embodiment of the invention. From a transformer 1, charging current flows to the battery 4 via a charging resistor 2 and a rectifier 3, since the contacts of the relay 6 are closed. In the case of a normal battery with a very low internal resistance, the half-wave of the half-wave rectification superimposed on the direct voltage is very small and the transistor 7 has a very low resistance, so that when the Zener voltage of the Zener diode 5, which corresponds to the maximum permissible battery voltage 4, is reached, a Zener current flows which the relay 6 can respond and switches off the charging current. In the event of a deeply discharged high-impedance battery, during the flow time of each half-wave of the AC voltage superimposed on the DC voltage, the transistor 7 is controlled to a high impedance via the base resistor 8, so that during this time, despite the high terminal voltage on the battery, a sufficiently large current cannot flow through the Zener diode.
Die Erfindung ist auf die beschriebenen Anwendungsbeispiele und schaltungstechnischen
Ausführungen nicht beschränkt.The invention is based on the described application examples and circuitry
Executions not limited.