DE2730195A1

DE2730195A1 - High speed battery charger with cell protection - monitors charge via terminal voltage and regulates rate at different stages

Info

Publication number: DE2730195A1
Application number: DE19772730195
Authority: DE
Inventors: Maurice Lavell; Donald P Wilson
Original assignee: Lester Electrical of Nebraska Inc
Current assignee: Lester Electrical of Nebraska Inc
Priority date: 1977-07-04
Filing date: 1977-07-04
Publication date: 1979-01-25

Abstract

A battery charging circuit is intended to achieve max. charge in the min. possible time without damaging the cells. The charge is independent of the battery characteristics. The battery being charged is monitored via the terminal voltage. The charging current is relatively high and practically constant while the terminal voltage rises relatively fast. During the next stage the current gradually drops to the final level at a speed which allows constant increase in the terminal voltage of the battery. The time taken for the first two stages is estimated and the process is continued to the final value of current for a period which is a function of the estimated time arrived at by an electro-chemical process.

Description

"Batterie-Badesystem" "Battery bath system"

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Batterie-Ladesysteme und insbesondere auf Systeme zur optimalen Aufladung von Akkumulatoren in einer möglichst kurzen Zeit und ohne Beschädigung der Zellen. The present invention relates to battery charging systems and especially on systems for optimal charging of batteries in a possible short time and without damaging the cells.

Blei-#äure-Akkumulatoren werden in sehr verschiedenen mit Batterien gespeisten Systemen verwendet. Normalerweise werden die Akkumulatoren mit einer Ladevorrichtung, die entweder ständig oder periodisch an den Akkumulator angeschlossen ist, verwendet. Lead acid accumulators are used in very different ways with batteries powered systems are used. Usually the accumulators come with a Charging device that is connected to the accumulator either continuously or periodically is used.

Bisher wurden die Ladegeräte den Lade-Kennlinien einer typischen Batterie entsprechend aufgebaut. Es wurde jedoch festgestellt, daß die elektrischen Kenngrößen von Batterien und ihre Fähigkeit zur Ladungsaufnahme bei der Ladung ebenso wie ihre Entlade-Kennlinien stark variieren. Die Kennlinien hängen zum Teil von dem von verschiedenen ileratellern verwendeten Aufbau der Batterien, Unterschieden von Batterie zu Batterie eines bestimmten Herstellers, der Umgebung, in der die Batterie verwendet wurde, der Art der Verwendung, und dem Alter der Batterie ab. So far, the chargers were the charging characteristics of a typical Battery constructed accordingly. However, it was found that the electrical Characteristics of batteries and their ability to absorb charge during charging as well how their discharge characteristics vary greatly. The characteristics partly depend on the structure of the batteries used by different ileratellern, differences from Battery to battery of a specific manufacturer, the environment in which the battery is used the type of use, and the age of the battery.

Die Schwankungen. in den Kenngrößen von Batterien sind so groß, daß sich ungenügende Ladung einer Batterie und tiberladung einer anderen Batterie bis zu deren Beschädigung ergeben können, wenn man für die Bestimmung der Ladekenngrößen von der Annahme einer typischen Batterie ausgeht. The fluctuations. in the parameters of batteries are so large that insufficient charge of one battery and overcharging of another battery up to can result in their damage, if one for the determination of the loading parameters assumes a typical battery.

Bei bestimmten Anwendungen von Akkumulatoren müssen mehrere Akkumulatoren in Reihe oder parallel geschaltet werden, um bestimmte Spannungs- oder Stromwerte zu erzielen.In certain applications of accumulators, several accumulators are required can be connected in series or in parallel to obtain specific voltage or current values to achieve.

Bei typischen Batterieanordnungen treten starke Schwankungen im entladenen Zustand der Batteriezellen uid in der Fähigkeit zur Ladungsaufnahme auf. Wenn deshalb alle Batterien mit einem gemeinsamen Ladegerät aufgeladen werden, können die für den Batteriesatz gewählten Ladebedingungen dazu führen, daß einige Batterien des Satzes ungenügend geladen werden, während andere bis zu ihrer Beschädigung überladen werden.In typical battery arrangements, there are strong fluctuations in the discharged Condition of the battery cells uid in the ability to accept charge. If so all batteries can be charged with a common charger, which can be used for The charging conditions selected for the battery pack result in some of the batteries in the Set insufficiently loaded while others overloaded to the point of corruption will.

Es besteht deshalb seit langem ein Bedarf an Batterie-Ladegeräten und Ladesystemen, die schnell und vollständig eine Aufladung von Batterien ohne deren Beschädigung bei Unabh£ingigkeit vom Alter und dem Zustand der Batterien ermöglichen. Dabei bestand ein besonderer Bedarf an Batterie-Ladesystemen, die gemeinsam mehrere für einen bestinmtey Zweck zu#ammenge#c1i##ltete Batterien laden können. There has therefore long been a need for battery chargers and charging systems that allow batteries to be charged quickly and fully without enable them to be damaged regardless of the age and condition of the batteries. There was a particular need for battery charging systems that combined several for a bestinntey Purpose to # amquote # c1i ## charge the old batteries can.

Die folgende Erfindung wird diesen Anforderungen gerecht.The present invention meets these needs.

Das erfindungsgemäße Ladesystem ermöglicht die rasche und vollstindige Aufladung einer Batterie oder mehrerer Batterien unabhangig von deren jeweiligen Kennlinien, die sich aus dem Alter, der Verwendung der Batterien und dergleichen ergeben können. Die Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichen den kontinuierlichen Nachweis der wichtigen Kenngrößen einer Batterie während des kompletten Ladevorgangs; dabei können die richtigen Einstellungen der Ladestärke durchgeführt werden, wenn bestimmte Änderungen in den Kenngrößen während des Ladevorgangs auftreten. Die Einstellungen werden so vorgenommen, daß stets die optimale Aufladung einer Batterie oder eines Satzes von Batterien selbst in den Übergangsabschnitten aufrechterhalten wird. Die Batterien erlangen damit die optimale Aufladung während des ganzen Ladevorgangs, ohne daß hierbei Beschädigungen der Batterien auftreten. The charging system according to the invention enables rapid and complete Charging one or more batteries regardless of their respective Characteristic curves resulting from the age, the use of the batteries and the like can result. The device and the method according to the invention enable the continuous verification of the important parameters of a battery during the entire process Charging process; the correct settings of the charging strength can be made if certain changes in the parameters occur during the charging process. The settings are made in such a way that the optimum charge is always achieved Battery or a set of batteries maintained even in the transition sections will. The batteries are optimally charged during the entire charging process, without damaging the batteries.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ladesystems werden die jeweils gültigen Kenngrößen dadurch nachgewiesen, daß die Klemmenspannung des Akkumulators und der ihn durchfließende Ladestrom überwacht werden. In one embodiment of the charging system according to the invention the respectively valid parameters are proven by the fact that the terminal voltage of the Accumulator and the charging current flowing through it are monitored.

Der Ladungszustand der Batterie läßt sich damit durch an sich bekannte Anschlüsse an die Klemmen der Batterie feststellen. Die beiden Kenngrößen werden in verschiedener Weise miteinander kombiniert, um dadurch Signale zu erzeugen, die den Ladestrom während des ganzen Ladevorgangs steucrn. Die innere elektromotorische Kraft der Batterie, ihr Innenwiderstand und der durch die Batterie fliegende Strom ändern sich während des Lsdevorganfls, wobei sich die Änderungen durch entsprechende Änderungen der Klemmenspannung der Batterie und des Ladestroms bemerkbar machen.The state of charge of the battery can thus be known per se Check the connections to the terminals of the battery. The two parameters are in different Way combined to make signals that control the charging current during the entire charging process. The inner one electromotive force of the battery, its internal resistance and that of the battery flying currents change during the Lsdevorganfls, whereby the changes by changing the terminal voltage of the battery and the charging current accordingly to make noticable.

im erfindungsgemäßen System werden die #nderungsgeschwindigkeit und die aufeinanderfolgend cii Werte dieser Kenngrößen beim gesamten Ladevorgang überwacht, und bestimmte Kombinationen der Kenngrö£#en werden entsprechend bekannten Ladekennlinien von Batterien dazu verwendet, Signale zu erzeugen, mit denen der Ladestrom zu jedem Zeitpunkt während des Ladevorgangs eingeregelt werden kann. Der Ladestrom wird also während des ganzen Ladevorgangs eingeregelt und hängt vom Ladezustand der Batterie ab, der sich durch die Klemmenspannung und den Ladestrom der Batterie ausdrücken läßt.In the system according to the invention, the rate of change and the successive cii values of these parameters are monitored during the entire charging process, and certain combinations of the parameters are corresponding to known charging characteristics Used by batteries to generate signals that allow the charging current to be supplied to each Time can be adjusted during the charging process. So the charging current is regulated during the entire charging process and depends on the state of charge of the battery which is expressed by the terminal voltage and the charging current of the battery leaves.

In einer anderen, vorzugsweisen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ladesystems werden die jeweiligen Werte der Batterie-Kenngrößen durch MesEung der Klemmenspannung der Batterie und durch Überwachung der der Batterie während der Übergangszustände zugeführten Ladung bestimmt. Wenn die Batterie die normalen Übergangszustände erreicht, wird die gemessene, der Batterie bis zu diesen Ubergangszuständen zugeführte Ladungsmenge dazu verwendet, die abschließende Ladung der Batterie bis zu ihrer billigen Aufladung zu steuern. Während der anfänglichen Ladung mit hoher Stromstärke wird das von der Klemmenspannung erhaltene Signal mit einem anderen Signal kombiniert, das die Lufttemperatur in der Umgebung der Batterie und des Ladegerätes angibt; daduMiwird der hohe Ladestrom auf den optimalen Wert eingestellt. Es wurde festgestellt, daß der optimale Ladestrom praktisch linear von der Temperatur der Umgebungsluft um die Batterie herum abhängt. In another, preferred embodiment of the invention Charging system, the respective values of the battery parameters are measured by measuring the Terminal voltage of the battery and by monitoring the battery during the Transition states supplied charge determined. When the battery has normal transient conditions is reached, the measured value is supplied to the battery up to these transition states Amount of charge used to complete the final Battery charging control up to their cheap recharge. During the initial charge with high amperage, the signal obtained from the terminal voltage becomes another Combined signal that the air temperature in the vicinity of the battery and the charger indicates; daduMi, the high charging current is set to the optimum value. It was found that the optimal charging current is practically linearly dependent on the temperature of the The ambient air around the battery.

Wie in der ersten, oben be#chriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäße Ladesystems wird die Kleiiimenspannung der Batterie während deE Ladeabschnitts lait starkem Strom ständig überwacht und der starke Ladestrom wird allmählich verringert, bis das Ubergangsgebiet erreicht worden ist; der Ladestrom wird dann weiter in optimaler Weise auf den endgültigen Stromwert verringert. Während der Ladung mit starkem Strom und abnehmendem Strom wird die an die Batterie übertragene Ladung gemessen und, wenn die Klemmenspannung der Batterie über einen vorgegebenen optimalen Punkt ansteigt, wird die gemessene Ladung dazu benutzt, das Zeitintervall einzustellen, in dem der endgültige Ladestrom der Batterie zugeführt wird. As in the first embodiment of the invention described above The charging system will maintain the battery's glue voltage during the charging phase high current is constantly monitored and the high charging current is gradually reduced, until the transition area has been reached; the charging current will then continue to be optimal Way reduced to the final current value. While charging with a strong current and decreasing current, the charge transferred to the battery is measured and, when the terminal voltage of the battery rises above a predetermined optimal point, the measured charge is used to set the time interval in which the final charging current is supplied to the battery.

Im Endabschnitt der Ladung, in dem die Kenngrößen der Batterie nicht in einfacher Weise gemessen werden können, hängt die enge der der Batterie zugeführten Ladung von der Ladungsmeng,e ab, die die Batterie wahrend der Ladung mit starkem Strom und im Abschnitt abnehmender Stromstärke aufgenommen hat; in dieEen beiden Abschnitten lassen £ich die Kenngrößen der Batterie in einfacherer Weise messen. In the final section of the charge, in which the characteristics of the battery are not can be measured in a simple manner, depends on the tightness of the The charge supplied to the battery depends on the amount of charge held by the battery during the Has received a charge with a high current and in the section of decreasing current strength; In the two sections I leave the characteristics of the battery in a simpler form Measure way.

Die stark veränderliche endgültige Klemmenspannung der Batterie und die schwierig zu messenden Uebergänge bestimmen dann nicht die Länge des Zeitabschnitts, in dem der abschlieE.ende Ladestrom an die Batterie angelegt wird; dadurch werden tiberladung, Aufheizung und Gasbildung in der Batterie vermieden.The highly variable final terminal voltage of the battery and the transitions, which are difficult to measure, then do not determine the length of the time segment, in which the final charging current is applied to the battery; thereby become Overcharging, heating and gas formation in the battery are avoided.

Zwar wurde die vorzugeweise Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Ladesystems für Blei-Akkumulatoren konstruiert, doch lassen sich die Erfindungaprinzipien auch bei anderen Batterien verwenden. Gemäß den Prinzipien des erfindungsgemäßen Batterie-Ladesystems werden die wichtigen Kenngrößen der Batterie ständig nachgewiesen und der Ladestrom wird entsprechend bestimmten Veränderungen dieser KenngröPen cingestellt, was unabhangig vom tatsächlichen Wert der Batterie-Klemmenspannung und dergleichen stattfindet. Es wird dadurch jede Batterie in optimaler Weise aufgeladen und eine mögliche Uberladung bzw. ungenügende Ladung wird vermieden. It is true that the preferred embodiment of the invention Charging system designed for lead batteries, but the principles of the invention also use with other batteries. According to the principles of the invention Battery charging system, the important parameters of the battery are constantly verified and the charging current is adjusted according to certain changes in these parameters, regardless of the actual value of the battery terminal voltage and the like takes place. Thereby each battery is optimally charged and one possible overcharging or insufficient charge is avoided.

Außerdem findet beim erfindungsgeinäßen Ladesystem eine Steurung des Ladestroms in den Ubergangsabschnitten statt; dies ist besonders vorteilhaft, wenn mehrere in Reihe geschaltete Batterien von unterschiedlichem Erhaltungszustand aufgeladen werden sollen. Die Ladegeschwindigkeit wird so verändert, da alle in Reihe geschalteten Batterien während der einzelnen Übergangsvorgange kontinuierlich aufgeladen werden, ohne daß hierbei irgendwelche der Batterien beschädigt werden. Jede der in Reihe geschalteten Batterien erreicht damit den Zustand ihrer vollen Aufladung zu einem bestimmten Zeitpunkt während des Ladevorganges, wobei natürlich vorausgesetzt wird, daß sämtliche Zellen der Batterien in einem Zustand sind, der es ihnen ermöglicht, die volle Ladung aufzunehmen. Diese und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden, detaillierten Beschreibung. In addition, there is a control in the charging system according to the invention the charging current takes place in the transition sections; this is special advantageous if several series-connected batteries of different conservation status should be charged. The loading speed is changed so that everyone in Batteries connected in series continuously during the individual transition processes can be charged without damaging any of the batteries. Each of the batteries connected in series thus reaches its full state Charging at a specific time during the charging process, of course It is assumed that all cells of the batteries are in a state that allows them to take the full charge. These and other advantages of the The present invention will become apparent from the following detailed description.

Figur 1 ist ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Batt#rie-Ladesy£tems. FIG. 1 is a block diagram of the battery charging system according to the invention.

Figur 2 zeigt den Verlauf der Klemmenspannung uns des Ladestroms der Batterie während des Ladevorgangs. Figure 2 shows the profile of the terminal voltage and the charging current the battery while charging.

Figur 3 ist die Schaltung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Batterie-Ladesystems. Figure 3 is the circuit of a first embodiment of the invention Battery charging system.

Figur 4 ist schlieflich das Schaltbild einer zeiten, vorzugsweisen Ausführungsform der vor liegenden Erf# naunß. Finally, FIG. 4 is the circuit diagram of a preferred one Embodiment of the present result.

Die Betriebsweise des erfindungsgemäßen Batterie-Ladesystems läßt sich am besten verstehen, wenn man zuerst das Verhalten von Akkumulatoren bei ihrer Ladung betrachtet. In einer völlig aufgeladenen Batterie entsteht eine innere elektromotorische Kraft oder Spannung Ei durch eine chemische Reaktion, die zwischen einem Elektrolyten und den Platten in der Batterie stattfindet. Die bei der Entladung auftretende Klemmenspannung Et ist gleich der elektromotoriscb.erl KBft E. minus dem am Innenwiderstand Zi auftretenden epannunpsabfall multipliziert mit dem durch die Batterie fließenden Strom 1d Bei der Entladung der Batterie nehmen die elektremotorisehe Kraft Ei und das spezifische Gewicht des Elektrolyten langsam ab, Wohingegen der Innenwiderstand Zi langsam zunimmt. Beim Ende der Entladung wird ein Punkt erreicht, an dem der Innenwiderstand Zi rasch ansteigt; an diesem Punkt wird die Batterie als entladen angesehen.The operation of the battery charging system according to the invention leaves You can best understand yourself first when you look at the behavior of accumulators in their Charge considered. In a fully charged battery, there is an internal electromotive force Force or tension egg produced by a chemical reaction that occurs between an electrolyte and the plates in the battery takes place. The terminal voltage occurring during discharge Et is equal to the elektromotoriscb.erl KBft E. minus that occurring at the internal resistance Zi epannunpsabfall multiplied by the current flowing through the battery 1d bei the discharge of the battery depletes the electromotive force Ei and the specific one Weight of the electrolyte slowly decreases, whereas the internal resistance Zi increases slowly. At the end of the discharge, a point is reached where the internal resistance Zi rapidly increases; at this point the battery is considered discharged.

Bei der Aufladung der Batterie ist ihre Klemmenspannung Et gleich der momentanen inneren Spannung Ei plus dem momentanen Innenwiderstand Zi mal dem Ladestrom Ic . Bei der Aufladung nehmen die innere Spannung Ei und das spezifische Gewicht des Elektrolyten allmählich zu, wo hingegen der Innenwiderstand Zi allmählich abnimmt, bis die Batterie auf etwa 80-90 % ihrer vollen Ladung aufgeladen ist. When the battery is charged, its terminal voltage Et is the same the instantaneous internal tension Ei plus the instantaneous internal resistance Zi times the Charging current Ic. During the charging process, the egg and the specific tension take on the internal tension The weight of the electrolyte gradually increases, whereas the internal resistance Zi gradually increases decreases until the battery is charged to about 80-90% of its full charge.

Zu diesem Zeitpunkt haben in der Batterie chemische Umsetzungen stattgefunden, und die Batterie hat den Punkt des Gasens oder der Blasenbildung erreicht. Dieser Ubergangspunkt im Ladungszustand der Batterie ist aus dem Innenwiderstand Zi der Batterie ersichtlich, der verhältnismäßig scharf ansteigt. Wenn manche Batterien das Ende ihrer Verwendbarkeit erreicht haben, kann diese Veränderung des Innenwiderstandes Z. ohne gleichzeitige Blasenbildung oder bei nur sehr geringer Gasentwicklung auftreten.At this point in time, chemical reactions have taken place in the battery, and the battery has reached the point of gassing or blistering. This The transition point in the state of charge of the battery is derived from the internal resistance Zi Battery can be seen, which increases relatively sharply. If some batteries have reached the end of their usefulness, this change in internal resistance Z. occur without simultaneous bubble formation or with only very little gas evolution.

Wenn dieser Punkt bei der Aufladung erreicht wird, führt eine weitere Aufladung der Batterie mit einem starken Ladestrom lc nur zu einer vermehrten Entwicklung von Wasserstoffgas und zu einem raschen Temperaturanstieg, der die Batterie irreversibelbeschädigen kann. Es ist deshalb üblich, die Aufladung der Batterie mit dem starken Strom abzubrechen und im Falle einer weiteren Aufladung nur einen geringen Strom zu verwenden. Normalerweise nimmt an diesem Punkt der Anstieg des spezifischen Gewichts des Elektrolyten stark ab. When this point is reached in the charging process, another performs Charging the battery with a strong charging current lc only leads to increased development hydrogen gas and a rapid rise in temperature that irreversibly damage the battery can. It is therefore common to stop charging the battery with the strong current and to use only a small current in the event of further charging. Normally at this point the increase in the specific gravity of the electrolyte increases sharply away.

Im erfindungsgeiräßen Laa.esystem wird der Ladestrom mit einer bestimmten Geschwindigkeit oder Rate verringert, so daß die Aufladung der Batterie bei gleichzeitiger Erhöhung des spezifischen Gewicht des Elektrolyten auch in dem Übergangabereich weitergeführt werden kann, in dem der starke Ladestrom auf den Endwert If des Ladestroms verkleinheit werden muß. Die Veiringerung des Ladestroms läßt sich durchführen, ohne daß hierbei ein übermäßiger Temperaturanstieg in der Batterie stattfindet. Auch wurde festgestellt, daß ein Satz von in Reihe geschalteten Batterien in besonders günstiger Weite aufgeladen werden kann, wenn der Stromendwert If über den üblicherweise verwendeten Werten liegt, um die Aufladung der älteren, in weniger gutem Zustand befindlichen Batterien zu beenden, ohne dabei die besseren Batterien, die bereits voll aufgeladen sein können, zu beschädigen. In the Laa.esystem according to the invention, the charging current is set with a certain Speed or rate decreases, allowing the battery to charge at the same time Increase in the specific gravity of the electrolyte also in the transition area can be continued in which the strong charging current on the End value If of the charging current must be reduced. The reduction of the charging current can be carried out without causing an excessive rise in temperature in the Battery takes place. It was also found that a set of series Batteries can be charged in a particularly favorable distance when the current end value If is above the values commonly used to charge the older, to quit batteries that are in poor condition without losing the better ones Damage batteries that may already be fully charged.

Wenn der Endstrom If durch die Batterien geschickt wird, steigt die Klemmenspannung It allmählich an, bis ein Punkt erreicht .wird, an dem die Batterie voll aufgeladen sind. When the final current If is sent through the batteries, the increases Terminal voltage It gradually increases until a point is reached where the battery are fully charged.

Zu diesem Zeitpunkt ergibt der Strom If keii cn weiteren Anstieg der Klemmenspannung. Wenn deshalb im Endabschnitt der Aufladung kein weiterer Spannungsanstieg nachgewiesen wird, ist der Ladungsvorgang abzubrechen.At this point in time, the current If results in no further increase in the Terminal voltage. Therefore, if there is no further voltage rise in the end portion of charging is proven, the loading process is to be aborted.

Es ist jedoch sehr schwierig nachzuweisen, daß die Zunahme der Klemmenspannung aufhört, und als anderes vorzugsweises Verfahren wird deshalb die Ladung gemessen, die der Batterie während des Ladeabschnitts mit starkem Strom und den Abschnitten mit abnehmender Stromstärke zugeführt wird, um die optimale Zeit für die Zuführung des Endstroms zur völligen Aufladung der Batterie abzuschätzen. Der Endstrom wird der Batterie während der geschätzten Zeit zugeführt, worauf der Ladevorgang beendet ist. However, it is very difficult to prove that the increase in terminal voltage ceases, and as another preferred method, therefore, the charge is measured, that of the battery during the high current charging section and the sections with decreasing amperage is supplied, at the optimal time for the supply Estimate the final current to fully charge the battery. The final current will fed to the battery during the estimated time, what the Charging is finished.

Das Verhalten von Blei-Akkumulatoren bei ihrer Ladung und Entladung wurde oben beschrieben, doch treten starke Schwankungen in den Kenngrößen der Batterien auf,. so insbesondere in der Temperatur der Batterie, dem spezifischen Gewicht des Elektrolyten, dem Alter der Batterie, dem sie durchfliePenden Ladestrom, den einzelnen Abmessungen der Batterien verschiedener Hersteller, und sogar in den Abmessungen und Rigenschaften von Batterien eines bestimmten Herstellers. Das Arbeitsprinzip des crfindungsgemäßen Batterie-Ladesystems beruht auf der kontinuierlichen Uberwachung wichtiger Kenngrößen der Batterie, die den Zustand der Batterie beim Ladevorgang kennzeichnen; der Ladestrom wird jeweils auf den Optimalwert eingeregelt, bei dem die Batterie nicht beschädigt werden kann. The behavior of lead batteries when they are charged and discharged was described above, but there are strong fluctuations in the characteristics of the batteries on,. so especially in the temperature of the battery, the specific weight of the Electrolytes, the age of the battery, the charging current flowing through it, the individual Dimensions of batteries from different manufacturers, and even in dimensions and properties of batteries from a particular manufacturer. The working principle the battery charging system according to the invention is based on continuous monitoring important parameters of the battery that determine the state of the battery during the charging process mark; the charging current is adjusted to the optimum value at which the battery cannot be damaged.

Zur Beschreibung der Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Batterie-Ladesystems wird nun auf Figuren 1 und 2 Bezug genommen. Das Blockschaltbild der Figur 1 dient zur Erläuterung der beim Betrieb auftretenden Signale und der Arbeitsweise des erfindungsgemäPen Systems; die den Betriebsablauf bewirkenden Schaltungen sind in einer ersten und einer zweiten Ausführungsform in Figuren 3 bzw. 4 dargestellt. Einzelne Bauteile der Schaltungen können mehr als eine der dargestellten Funktionen ausführen. To describe the operation of the battery charging system according to the invention reference is now made to FIGS. The block diagram of Figure 1 is used to explain the signals occurring during operation and the mode of operation of the inventive pen Systems; the circuits causing the operational sequence are in a first and a second embodiment shown in Figures 3 and 4, respectively. Individual components of the circuits can perform more than one of the functions shown.

Das Batterie-Ladesystem umfaßt eine Stromvcrsorgungseinheit 10, die über Leitung 12 einen geeigneten Gleichstrom bzw. eine Gleichspannung liefert. Die Einheit 10 wird vom Wechselnetz 14 gespeist. Die Aus-gangaspannung der Stromversorgungseinheit 10 wird über Leitung 12 einer Ladestrom-Regel#:tufe und über Leitung 18 einer Stromnachweisstufe 20 der ersten Ausführungsform zugeführt; die Stufe 20 überwacht den durch Leitung 22 der aufzuladenden Batterie 24 zugefüfirten Ladestrom; doch in der zweiten, vorzugsweisen Ausführungsform wird die Nachweisstufe 20 nicht verwendet und ihre Funktion wird in der unten beschriebenen Weise von einem Wbrn#efüi-l er übernommen. The battery charging system includes a power supply unit 10, the supplies a suitable direct current or a direct voltage via line 12. the Unit 10 is fed by the alternating network 14. The output voltage of the power supply unit 10 is a charging current rule #: tufe via line 12 and a current detection level via line 18 20 applied to the first embodiment; stage 20 supervises the by line 22 charging current supplied to the battery 24 to be charged; but in the second, preferably Embodiment, the detection stage 20 is not used and its function is in the manner described below from a Wbrn # efüi-ler.

Die Regelstufe 16 regelt den der Batterie 24 zugeführten Ladestrom beim Ladevorgang. Die Eingangasignale der Regelstufe stammen von einer Überwachungsstufe 26 und einer Ladesteuerungsstufe 28. Die Überwachungsstufe 26 ist an die Ausgangsleitung 12 der Stromversorgungseinbeit 10 über eine Leitung 30 angeschlossen und liefert über Leitung 32 Steuersignale an die Regelstufe 16, um die normalen, periodischen Schwankungen der im Netz 14 auftretenden Eingangsspannung zu kompensieren. Die Ladesteuerungsstufe 28 liefert das Bauptregelungssignal über Leitung 34 und ändert damit den der Batterie zugeführten Ladestrom entsprechend den Übergängen im Ladezustand der Batterie 24, die bei der ständigen Überwachung nachgewiesen werden. The control stage 16 regulates the charging current supplied to the battery 24 during charging. The input signals of the control stage come from a monitoring stage 26 and a charge control stage 28. The monitoring stage 26 is on the output line 12 connected to the power supply unit 10 via a line 30 and supplies via line 32 control signals to the control stage 16 to the normal, periodic To compensate for fluctuations in the input voltage occurring in the network 14. The charge control level 28 supplies the main control signal via line 34 and thus changes that of the battery supplied charging current corresponding to the transitions in the state of charge of the battery 24, which are proven by the constant monitoring.

Beim vollständigen erfindungsgemüßen Ladevorgang treten drei Bauptstufen auf. In der ersten Stufe wird ein starker Ladestrom an die Batterie abgegeben, bis sie etwa 80-90% ihrer vollen Ladung erreicht hat. Der Wert dieses starken Ladestroms wird am besten empirisch durch Messung der Kenngräben und der Größe der aufzuladenen Batterie oder Batterien bestimmt. In einem Fall, in dem ein Satz von Batterien in sehr unterschiedlichen Erhaltungszuständen in Reihe geschaltet war, wurde festgestellt, daß ein starker Ladestrom von etwa 25-28 Ampere angemeEsen ist. There are three main stages in the complete charging process according to the invention on. In the first stage, a strong charging current is delivered to the battery until it has reached about 80-90% of its full charge. The value of this strong charging current is best done empirically by measuring the characteristic trenches and the size of the charge Battery or batteries intended. In a case where a set of batteries in very different conservation statuses was connected in series, it was found that a strong charging current of about 25-28 amps is appropriate.

Im zweiten Abschnitt wird der Ladestrom mit einer bestimmten Geschwindigkeit vom hohen Anfang£wert auf einen Endwert verkleinert. Die vorgegebene Abnahmegeschwindigkeit des Stromes wird so eingestellt, daß die Aufladung der Batterie beim Übergang vom starken Ladestrom auf den Endstromwert in optimaler Weise weitergeführt wird. Im dritten Abschnitt wird die Batterie mit einem verhältnismäßig geringen Endstrom aufgeladen, biç sie die volle Ladung erreicht hat und der Ladevorgang damit zum Abschluß kommt, Wie oben beschrieben, finden die Ubergänge zwischen den drei Ladeabschnitten entsprechend den gemessenen Übergängen in den Kenngrößen der Batterie 24 statt. Die beiden direkt nachweisbaren Kenngrößen der Batterie sind der sie durchfliefende Strom, der in der ersten Ausführungsform von der Stromnachweiseinrichtung 20 gemessen wird, und die Klemmenspannung, die von einer Klemmenspannungsmeßstufe 36 gemessen wird. Die tatsuchlichen Dberg-ínge im Lsdezustand der Batterie 24 hängen von den oben angegebenen Faktoren ab, beispielsweise von Veränderungen im Innenwiderstand Z. der Batterie, ihrer elektromotorischen Kraft Ei und dem Ladestrom Ic; die Übergänge in den KenngröPJen lasen sich nachweisen über bestimmte Kombinationen von Signalspannungen, die über Leitung 38 von der Nachweiseinrichtung 20 in der ersten Ausführungsform geliefert werden; ebenso wird hierzu ein von der Klemmenspannung der Batterie erzeugtes Signal, das über Leitung 40 von der Klemmenspannungsmelstufe 36 geliefert wird, verwendet. In the second section, the charging current is set at a certain speed reduced from the high starting value £ to a final value. The specified removal speed of the current is set so that the charging of the battery when transitioning from strong charging current is continued in an optimal way to the final current value. in the third section is the battery with a relatively low final current charged until it has reached full charge and the charging process begins Completion comes, As described above, the transitions between the three loading sections take place in accordance with the measured transitions in the parameters of the battery 24. The two directly verifiable parameters of the battery are the one that flows through it Current measured by the current detection device 20 in the first embodiment and the terminal voltage, that of a terminal voltage measuring stage 36 is measured. The actual Dberg-ínge hang in the low state of the battery 24 on the factors indicated above, for example changes in internal resistance Z. the battery, its electromotive force Ei and the charging current Ic; The transitions in the parameters can be verified via certain combinations of signal voltages, that via line 38 from the detection device 20 in the first embodiment to be delivered; a voltage generated by the terminal voltage of the battery is also used for this purpose Signal which is supplied via line 40 from the terminal voltage measuring stage 36, used.

Im ersten Ladeabsehnitt, in dem ein starker Ladestrom an die Batterie 24 abgegeben wird, werden die über Leitungen 38 und 40 zugeführten Spannungen in einem Signalgenerator 42 für starke Ladung zusammengefa.nt und ergeben ein über Leitung 44 der Summationsstufe 46 zugeführtes Ausgangssignal; das Ausgangssignal der Summationsstufe 46 wird seinerseits über eine Leitung 48 der Ladesteuerungsstufe 28 zugeführt und ergibt einen verhältnismäßig starken, der Batterie zur Ladung zugeführten Strom. In the first charging section, in which a strong charging current is applied to the battery 24 is output, the voltages supplied via lines 38 and 40 in a signal generator 42 for strong charge combined and give an over Output signal fed to line 44 of summing stage 46; the output signal the summation stage 46 is in turn via a line 48 of the charge control stage 28 supplied and results in a relatively strong, supplied to the battery for charging Current.

In den üblicherweise verwendeten, stromgesteuerten Batterie-Ladesystemen wird ein verhiltnismaßig starker Ladestrom ständig in einem ersten Ladeabschnitt an die Batterie abgegeben. In the commonly used, current-controlled battery charging systems a relatively strong charging current is constantly in a first charging section delivered to the battery.

Es wurde jedoch festgestellt, daß eine allmähliche Verringerung des hohen Ladestroms bei gleichzeitiger Zunahme der Klemriìenspannung der Batterie 24 im ersten Ladeabschnitt sich günstig auf die in der Batterie stattfindenden elektro-chemischen Veränderun#sprozes#e auswirkt. In das erfindungsgemäße System wurde deshalb ein Signalgenerator 50 für die Abnahme der Ladung eingebaut; der Generator 50 erhält als Eingangssignal über Leitung 40 die Klemmenspannung der Batterie zugeführt und erzeugt in Leitung 52 ein die Abnahme der Ladung bestimmendes Signal; dieses Signal bildet das zweite Eingangssignal der Sumniierstufe 46 und verändert das in Leitung 48 auftretende Signal der Ladestcuerungsstufe 28.However, it was found that a gradual decrease in the high charging current with a simultaneous increase in Clamping belt tension of the battery 24 in the first charging section favorably on those taking place in the battery electro-chemical change processes. In the system according to the invention Therefore, a signal generator 50 was installed for the decrease of the charge; the generator 50 receives the terminal voltage of the battery as an input signal via line 40 and generates a decrease in charge signal on line 52; this Signal forms the second input signal of the summing stage 46 and changes that in Line 48 occurring signal of the charge control stage 28.

Die Betriebsabfolge läßt sich aus Figur 2 ersehen, in der der Zeitabschnitt zwischen to uiid t1 dem ersten Ladeabschnitt entspricht. Der Ladestrom Ic beginnt bei einem verhältnismäßig hohen Wert Ii, der sehr rasch auf den starken Anfangsstrom 12 verringert wird. Die Xlemmensyannung Et der Batterie beginnt jedoch auf dem verhältnismäßig niedrigeren Wert E1. The operational sequence can be seen from Figure 2, in which the time segment between to uiid t1 corresponds to the first loading section. The charging current Ic begins at a relatively high value Ii, which reacts very quickly to the strong initial current 12 is reduced. The battery voltage Et of the battery begins, however, on the relative basis lower value E1.

Der Zeitabschnitt zwischen to und t1 ist verkürzt dargestellt und kann tatsächlich mehrere Stunden Ladezeit bedeuten. In diesem Zeitabschnitt nimmt der Ladestrom allmählich vom Anfangswert 12 auf den etwas niedrigeren Ladestrom 13 ab. Zu beachten ist, daß die Änderungen des Ladestroms 1c und der Klemmenspannung Et vergrößert dargestellt sind, um die Ubergangspunkte klar hervortreten zu lassen.The time interval between to and t1 is shown in abbreviated form and can actually mean several hours of charging time. During this period of time it takes the charging current gradually increases from the initial value 12 to the somewhat lower charging current 13 from. It should be noted that the changes in the charging current 1c and the terminal voltage Et are shown enlarged to allow the transition points to emerge clearly.

Wenn, wie oben erwähnt, der erste Ladeabschnitt abgeschlossen ist und die Batterie etwa 80-90% ihrer vollen Ladung erreicht hat, nimmt der Innenwiderstand Zi der Batterie 24 verhältnismäßig schnell zu. Die Veränderung des Innenwiderstands äußert sich in einem entsprechenden raschen Anstieg der Klemmenspannung Et, wie in Figur 2 in der Nähe des Punktes t1 angedeutet. In dem in Figur 1 dargestellten Blockschaltbild des Batterie-Ladesystems wird diese rasche Änderung der Spannung Et von einer Nachweisstufe 54 für die Abnahmeschwelle gemessen, der als Eingangssignal über Leitung 40 die Klemmenspannung der Batterie zugeführt wird. Die Nachweis stufe 54 gibt ein Freigabesignal über Leitung 56 an den Signalgenerator 58 für die Ladungsabnahme ab. Generator 58 erhält über Leitungen 38 und 40 als Eingangssignale Strom- bzw. Spannungssignale zugeführt und erzeugt in Leitung 60 ein Ausgangssignal, das der Ladesteuerungsstufe 28 zugeführt wird. Stufe 28 steuert ihrerseits die Ladestrom-Regelungsstufe 16, mit der der Ladestrom vom verhältnismäßig starken Strom 13 auf den niedrigen Endwert im Zeitabschnitt zwischen t1 und t2 allmählich verringert wird, wie in Figur 2 dargestellt. When, as mentioned above, the first charging stage is completed and the battery will reach about 80-90% of its full charge Has, the internal resistance Zi of the battery 24 increases relatively quickly. The change the internal resistance is expressed in a corresponding rapid increase in the terminal voltage Et, as indicated in FIG. 2 near the point t1. In the one shown in FIG The block diagram of the battery charging system illustrates this rapid change in voltage Et measured by a detection stage 54 for the acceptance threshold, as the input signal The terminal voltage of the battery is supplied via line 40. The evidence level 54 gives a release signal via line 56 to the signal generator 58 for the decrease in charge away. Generator 58 receives current or power signals as input signals via lines 38 and 40. Voltage signals supplied and generated in line 60 an output signal that the Charge control stage 28 is supplied. Stage 28 in turn controls the charging current regulation stage 16, with which the charging current from the relatively strong current 13 to the low Final value in the time interval between t1 and t2 is gradually reduced, as in FIG 2 shown.

In dieser Zeit nimmt die Klemmenspannung Et der Batterie 24 ständig zu und erreicht den Spannungswert E3, wenn der abnehmende Ladestrom den Endstromwert If zur Zeit t2 annimmt. During this time, the terminal voltage Et of the battery 24 is constantly increasing and reaches the voltage value E3 when the decreasing charging current reaches the final current value If assumes at time t2.

Die tatsächliche Abnahmerate wird am zweckmäßigsten empirisch für den jeweiligen Batterietyp bestimmt, um zu verhindern, daß das spezifische Gewicht des Elektrolyten wesentlich bei der Stromabnahme abnimmt, wie oben beschrieben.The actual rate of decrease will be most appropriate empirically for the specific battery type determined in order to prevent the specific gravity of the electrolyte decreases significantly when the current is drawn, as described above.

Der Endstrom Ef wird zu diesem Zeitpunkt von einer Schwellwert-Nachweis stufe 62 für den Endstrom nachgewiesen, die über Leitung 38 als Eingangssignal den Stromwert zugeführt bekommt und ein auslösendes Signal über Leitung 64 an den Generator 66 für den Endstromwert liefert, der seinerseits über Leitung 68 ein geeignetes Signal an die Ladesteuerungsstufe 28 abgibt und damit veranlaßt, daß die Ladestrom-Regelstufe 16 den Endstrom an Batterie 24 abgibt. Der Stromendwert If kann auf einen geeigneten Wert eingestellt werden, doch wurde festgestellt, daß ein etwas über dem normalen Wert gelegener Stromendwert eine ständige Ladung von Batterien ergibt, die in schlechtem Zustand sind und auch nicht völlig aufgeladen sind; dabei werden aber Batterien in gutem Zustand, die zu diesem Zeitpunkt voll aufgeladen worden sind, nicht beschädigt. Der tatsächliche Endwert des Ladestroms sollte entsprechend dem Gesamtzustand der Batterien und der für die Ladung vorgesehenen Zeit eingestellt werden. Für den oben erwähnten Fall, bei dem Batterien in sehr unterschiedlichem Erhaltungszustand vorlagen, ergaben sich Ströme von 3-5 Ampere als geeignete Endstromwerte. The final current Ef is at this point in time from a threshold value detection stage 62 for the final current detected via line 38 as the input signal Current value is supplied and a triggering signal via line 64 to the generator 66 for the final current value, which in turn provides a suitable via line 68 Outputs a signal to the charge control stage 28 and thus causes the charge current control stage 16 delivers the final current to battery 24. The current end value If can be set to a suitable Value can be adjusted, but it was found to be a bit above normal Value located end current value results in a constant charge of batteries, which in bad State and are not fully charged; but batteries are used in good condition, fully charged at this point, not damaged. The actual final value of the charging current should correspond to the overall condition of the Batteries and the time allotted for charging. For the above mentioned case in which batteries were in very different condition, Currents of 3-5 amperes were found to be suitable final current values.

Wie oben erwähnt, wird der Endtrom If der Batterie zugeführt, bis die Ladung ganz abgeschlossen ist. Dies äußerst sich darin, daß die Klemmenspannung Et der Batterie konstant wird. As mentioned above, the end current If is supplied to the battery until the charge is completely completed. This manifests itself in the fact that the terminal voltage Et the battery becomes constant.

Die tatsächliche Klemmenspannung Et der Batterie 24 kann sehr verschiedene Werte erreichen, und es ist als Vorteil der vorliegenden Erfindung anzusehen, daß die Übergangsvorgänge und nicht die Klemmenspannung selbst den Abschluß des Ladevorgang6 bewirken.The actual terminal voltage Et of the battery 24 can vary widely Achieve values, and it is considered an advantage of the present invention that the transitions and not the terminal voltage itself the completion of the charging process6 cause.

Der Endabschnitt der Ladung ist in Figur 2 durch das Zeitintervall von t1 - t4 gegeben, das wieder stark verkürzt dargestellt ist. Die Klemmenspannung Et der Batterie 24 nimmt allmählich von dem zur Zeit t1 erreichten Wert E3 auf den zur Zeit t4 angenommenen Wert zu,wobei jedoch die Klemmenspannung Et von der Zeit t3 an unverindert bleibt. Das Konstantwerden der Klemmenspannung Et wird in der ersten Ausführungsform von einer Endschwellwert-Nachweisstufe 70 erfaßt, der über Leitung 40 die Klemmenspannung als Eingangs signal zugeführt wird. Das Ausgangssignal der Nachweisstufe 70 wird über Leitung 72 dem Signalgencrator 66 für den Strornendweit zugeführt, der das in Leitung 6E auftretende ausgangssignal sperrt, um den La@@vorgang zu been@@@@. wie weiter unten flocit beschrieben, ist der Endschwellwert sehr selver nachzuweisen, und in der zweiten, vorzugsweisen Ausführungsform wird der Endstrom nach einem Zeitabschnitt abgeschaltet, der von der der Batteiie zugeführten in den anderen beiden Ladungsabschnitten L@dung abhängt. The end portion of the charge is shown in Figure 2 by the time interval from t1 - t4, which is again shown in a greatly abbreviated form. The terminal voltage Et of battery 24 gradually decreases from the value E3 reached at time t1 to at time t4 increases, but the terminal voltage Et depends on the time t3 on remains unchanged. The terminal voltage Et becomes constant in the first embodiment detected by a final threshold value detection stage 70, which via Line 40, the terminal voltage is supplied as an input signal. The output signal the detection stage 70 is connected to the signal generator 66 for the current via line 72 supplied, which blocks the output signal occurring in line 6E to process the La @@ to been @@@@. as described below flocit, the final threshold is very selver to be detected, and in the second, preferred embodiment, the final current switched off after a period of time from that supplied to the battery into the the other two charge sections.

Es ist ein Kennzeichen der vorliegenden Erfindung, daß beim Ladevorgang die Übergangspunkte in verhältnismäßig genau definierten Form auftreten und daß die verschiedenen Schwellwerte-Nachweisstufen in einer bestimmten Folge ansprechen. Wenn der normale Ladevorgang unterbrochen wird oder wenn eine starke Abweichung vom normalen Ladeverhalten auftritt, werden die Ladesteuerungsstufe 28 und die Ladestrom-Regelstufe 16 gesperrt, was zum sofortigen Abbruch des Ladevorgangs führt. Wenn die sufzuladende Batterie in sehr schlechtem Zustand ist oder wenn eine Störung im Ladesystem, beispielsweise ein Kurzschluß auftritt, wird der Ladevorgang sofort abgebrochen; dadurch wird vermieden, daß Teile des Ladesytems oder die Batterie selbst beschädigt werden. It is a feature of the present invention that when charging the transition points occur in a relatively well-defined form and that address the various threshold detection levels in a specific sequence. When normal charging is interrupted or when there is a large deviation occurs from normal charging behavior, the charge control stage 28 and the charge current control stage 16 blocked, which leads to the immediate termination of the charging process. When the battery being charged is in very bad condition or when there is a malfunction In the charging system, for example a short circuit occurs, the charging process is immediate canceled; this avoids parts of the charging system or the battery themselves can be damaged.

Figur 3 zeigt das Schaltbild einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ladesystems. Zu beachten ist, daß das erfindungsgemäße Ladesystem in verschiedener Weise aufgebaut werden kann und daß die in Figur 3 dargestellte Schaltung nur eine mögliche Bauform darstellt. Figure 3 shows the circuit diagram of a first embodiment of the invention Charging system. It should be noted that the charging system according to the invention in different Way can be built and that the circuit shown in Figure 3 is only one possible design.

In der in Figur 3 dargestellten ersten Ausführungsform wird die Stromversorgungseinheit 10 von einem Transformator T1 gebildet, der stark isoliert ist und 2 bifilar gewickelte Bekundärspulen hat, um 2 genau gleiche Sekundärspannungen.zu ergeben. Die in Figur 1 dargestellte Ladestrom-Regelungsstufe 16 besteht aus gesteuerten Silizium-Gleichrichtern SCRi und SCRL, die an die Sekundrwicklung des Lei&tungsti&isformators T1 angeschlossen sind und von den Transistoren Q1 und Q2 in veränderlicher zeitlicher Abfolge ausgelöst werden. In the first embodiment shown in Figure 3, the power supply unit 10 formed by a transformer T1, which is heavily insulated and 2 bifilar wound Has auxiliary coils in order to produce 2 exactly equal secondary voltages. The one in figure 1 shown charging current control stage 16 consists of controlled silicon rectifiers SCRi and SCRL, which are connected to the secondary winding of the line transformer T1 are connected and from the transistors Q1 and Q2 in a variable time Sequence to be triggered.

Die Funktion der Überwachungsstufe 26 erreicht man durch Verbindung des Basisanschluß 1 des Transistors Q1 an die nicht regulierte Ausgangsspannung einer sekundären Hilfsstromversorgung mit Dioden D1-D4 in Vollwegschaltung. Die Ausgangsspannung der sekundären Stromversorgung hat die gleichen Schwankungen wie die primäre Stromversorgung, wodurch sich die Basiss#)annung des Transistors G1 verändert. Zur Stromnachweiseinrichtung 20 gehört ein Transformator T2, der als Stromtransformator arbeitet und am Widerstand R7 ein Spannungssignal abgibt, das in Abhängigkeit von der Klemmenspannung der Batterie mit verschiedenen anderen Spannungen kombinieit wird..Damit wird an der Bais des Transistors Q2 in der Ladestrom-Regelstufe 16 ein Signal erzeugt. Die Ausgangsmeßstufe 36 für die Klemmenspannung liegt direkt an den Klemmen an und läßt sich bei verschiedenen Bauteilen, wie Transistoren, Widerständen und Zener-Dioden verwenden; diese Stufe ergibt die verschiedenen Schaltungsfunktionen des Signalgenerators 42 für starke Ladung, des Signalgenerators 50 für die Abnahme der Ladung, des Signalgenerators 58 für Ladungsabnahme und der Nachweisstufe 54 für die Abnahmeschwelle. The function of the monitoring stage 26 is achieved by connection of the base terminal 1 of the transistor Q1 to the unregulated output voltage a secondary auxiliary power supply with diodes D1-D4 in full-wave connection. the Secondary power supply output voltage has the same fluctuations as the primary power supply, which makes itself the basis of the Transistor G1 changed. The current detection device 20 includes a transformer T2, which works as a current transformer, and a voltage signal at resistor R7 gives off, depending on the terminal voltage of the battery with different other voltages is combined the charging current control stage 16 generates a signal. The output measuring stage 36 for the Terminal voltage is applied directly to the terminals and can be used for various components, such as transistors, resistors and zener diodes; this level gives the various circuit functions of the signal generator 42 for heavy charge, des Signal generator 50 for the decrease in charge, the signal generator 58 for decrease in charge and the detection level 54 for the acceptance threshold.

Entsprechend der Uberlagerungstheorie von Schaltungen ergeben Transistoren, Widerstände und Zener-Dioden in Schaltungen nichtlineare Leitungseigenschaften, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung nutzbar gemacht werden. Wenn die Klemmenspannung der Batterie beim Ladevorgang ansteigt, verändern sich die Leitfähigkeitseigenschaften der Transistoren Q3 und und der Zener-Dioden CR2-CR5 bei bestimmten Schwellwertspannungen, so daß bei den Zeiten des anfänglichen Ladungsabschnitts bestimmte dieser Bauteile unwirksam sind. Im anfänglichen Ladeabschnitt arbeiten der Generator 42 für starke Ladung und der Signalgenerator 50 für die Abnahme der Ladung, während andere Bauteile noch nicht ansprechen, da die Klemmenspannung noch nicht groB genug iFt. Beim Anstieg der Klemmenspannung auf bestimmte Schwellwerte ändern bestimmte Bauteile, besonders die Zener-Dioden, ihre Kennlinien, und der Signalgenerator für die Ladungsabnahme und die Nachweis stufe für den Abnahmeschwellwert beginnen zu arbeiten; dadurch wird die Steuerspannung verändert, die an die Basis des Transistors Q4 und dann über den Kollektor-Widerstand R15 an die Basis des Transistors Qc in der Stufe 16 zur Ladestromregelung angelegt wird. In ähnlicher Weise bewirkt der an Widerstand R7 angelegte Generator den Betrieb der entsprechenden Schwellwert-Schaltungsabschnitte. According to the superposition theory of circuits, transistors Resistors and zener diodes in circuits non-linear conduction properties, which are made usable in the context of the present invention. When the terminal voltage of the battery increases during charging, the conductivity properties change the transistors Q3 and and the Zener diodes CR2-CR5 at certain threshold voltages, so that at the times of the initial charge period certain of these components are ineffective. In the initial charging section, the generator 42 works for strong Charge and the signal generator 50 for the decrease in charge, while other components not yet respond, as the terminal voltage is still not big enough iFt. When the terminal voltage rises to certain threshold values, certain change Components, especially the Zener diodes, their characteristics, and the signal generator for the acceptance of the cargo and the verification stage for the acceptance threshold begin work; this changes the control voltage applied to the base of the transistor Q4 and then through the collector resistor R15 to the base of the transistor Qc in of stage 16 for charging current control is applied. Similarly, the generator applied to resistor R7 to operate the corresponding threshold circuit sections.

In der in Figur 3 dargestellten Schaltung des Batterie-Ladegeräts werden die folgenden Bauteile verwendet: Q2 ZTX303 (FERRANT I) C1 0.22 mFd Q2 ZTX503 (FERRANT I) C 2 mFd Q3, W4 2N699 R1 12 Kilohm SCR1, SCR2 T4000 (Westinghouse) R2 100 Ohm CR1 MZ1000 (30 Volt) R3 1.5 Kilohm CR2 MZ1000 (12 Volt) R4 6.8 Kilohm CR3 MZ1000 (14 Volt) R5, R6, R7, R8, R21 CR4 MZ1000 (22 Volt) 10 Kilohm CR5 MZ1000 (19 Volt) Rg 68 Kilohm D1-D8 MDA 920A4 Gleichrichter R10, R11 10 Ohm in Brückenschaltung (2) (MOTOROLA) R12 22 Kilohm T2 Frimärwicklung 16T R13 4.7 Megohm Sekundärwicklung 1000T R14 1 Megohm Batt. 36 Volt R15 100 Kilohm (sechs 6V-Batterien in Reihe ge- R16, R19 1 Kilohm schaltet) R17 470 Ohm R18 250 Kilohm (veränderlich R>o 15 Kilohm Figur 4 zeigt die Schaltung einer zweiten, vorzugsweisen Ausführung form der vorliegenden Erfindung. Die Funktionen des Ladesystems sind hierbei die gleichen wie im Blockschaltbild der Figur 1, doch findet keine Stroniüheiwachung statt und die Zeitdauer, während der der Endstrom der Batterie zugeführt wird, wird in anderer Weise bestimmt. Der Ladevorgang umfaßt damit wieder einen Abschnitt mit hohem Ladestrom, einen Abschnitt mit abnehmendem Ladestrom, und einen Abschnitt, in dem der Endwert des Ladestroms durch die Batterie geschickt wird und der mit der völligen Aufladung der Batterie abschließt. In the circuit of the battery charger shown in FIG the following components are used: Q2 ZTX303 (FERRANT I) C1 0.22 mFd Q2 ZTX503 (FERRANT I) C 2 mFd Q3, W4 2N699 R1 12 kilohms SCR1, SCR2 T4000 (Westinghouse) R2 100 ohms CR1 MZ1000 (30 volts) R3 1.5 kilohms CR2 MZ1000 (12 volts) R4 6.8 kilohms CR3 MZ1000 (14 volts) R5, R6, R7, R8, R21 CR4 MZ1000 (22 volts) 10 kilohms CR5 MZ1000 (19th century) Volt) Rg 68 Kilohm D1-D8 MDA 920A4 Rectifier R10, R11 10 Ohm in bridge circuit (2) (MOTOROLA) R12 22 Kilohm T2 primary winding 16T R13 4.7 Megohm secondary winding 1000T R14 1 megohm Batt. 36 volts R15 100 kilohms (six 6V batteries connected in series R16, R19 1 kilohm switched) R17 470 ohms R18 250 kilohms (changeable R> o 15 kilohms Figure 4 shows the circuit of a second, preferred embodiment form of the present invention. The functions of the charging system are the same as in the block diagram of FIG. 1, but there is no current level monitoring instead of and the length of time during which the final current is fed to the battery determined in a different way. The loading process thus again includes a section high charging current, a section with decreasing charging current, and a section in which the final value of the charging current is sent through the battery and that with the battery is fully charged.

Im Ladevorgang durchläuft die Klenimenspannung der Batterie die oben beschriebenen Uebergänge, da die Klemmenspannung allmahlich auf einen Funkt ansteigt, bei dem die Batterie zu etwa 85% aufgeladen ist; dabei wird ein verhältnismäßig scharfer Anstieg der Klemmenspannung beobachtet. Der Ladestrom wird dann langsam auf den Endwert verringert. Wenn der den Ladungsvorgang beendende Strom durch die Batterie geschickt wird, nimmt die Klemmenspannung nur allmählich zu. Wenn die Klemmenspannung übeihaujt nicht mehr zunimmt, wird die Batterie als völlig aufgeladen angesehen, und Versuche die Batterie weiter aufzuladen führen nur zur Wärmeerzeugung und Gasbildung. Bisher war es ziemlich schwierig festzustellen, wann die Batterie völlig aufgeladen ist, da die Einstellung der Klemmenspannung auf einen konstanten Wert nur sehr schwer mit bekannten, verhältnismäßig billigen Bauteilen und Schaltungen festzustellen ist. During the charging process, the climatic voltage of the battery runs through the above described transitions, since the terminal voltage gradually increases to a point, in which the battery is approximately 85% charged; it becomes a proportionate sharp rise in terminal voltage observed. The charging current then becomes slow reduced to the final value. When the current terminating the charging process passes through the Battery is sent, the terminal voltage increases only gradually. When the terminal voltage does not increase any more, the battery is considered to be fully charged, and try the Continuing to charge the battery only generates heat and gas formation. Previously it was pretty difficult to tell when the battery was running out is fully charged because the terminal voltage is set to a constant Very difficult to value with known, relatively cheap components and circuits is to be determined.

In der zeiten, in Figur 4 dargestellten, vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung wird die Zeit, während der der durch die Batterie fließende Strom auf den Endwert gehalten wird, um völlige Aufladung der Batterie zu erreichen, mit Hilfe einer Abschätzung festgestellt. Die Zeit, während der Endwert des Stroms aufrechterhalten wird, wird empirisch aus der Ladungsmenge bestimmt, die der Batterie in den vorhergehenden Abschnitten mit hohem Stromfluß und abnehmender Stromstärke zugeführt wurde. In der in Figur 4 dargestellten Schaltung wird die der Batterie in diesen Abschnitten zugeführte Ladungsmenge aus der relativen Klemmenspannung der Batterie bestimmt, da die Klemmenspannung den Ladungszustand und die Zeit angibt, während der der Ladestrom durch die Batterie geschickt wurde. Die der Batterie während der Abschnitte mit hoher Stromstärke und abnehmender Stromstärke zugeführte Ladungsmenge wird abgeschätzt mit Hilfe eines Bauteils, das einen der Klemmenspannung und der Ladezeit mit hoher Stromstärke und abnehmender Stromstärke entsprechenden Parameter speichern kann. In the preferred embodiment shown in FIG of the invention is the time during which the current flowing through the battery is held at the end value in order to achieve a full charge of the battery with Determined using an estimate. The time during which the final value of the current is maintained is empirically determined from the amount of charge held by the battery in the preceding Sections with high current flow and decreasing amperage was fed. In the circuit shown in Figure 4 becomes that of the battery in these sections The amount of charge supplied is determined from the relative terminal voltage of the battery, because the terminal voltage indicates the state of charge and the time during which the charging current was sent through the battery. Those of the battery during the sections with The amount of charge supplied to high amperage and decreasing amperage is estimated with the help of a component that has one of the terminal voltage and the charging time with high Amperage and decreasing amperage can store corresponding parameters.

In der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform besteht dieses Bauteil aus einer Zelle zum Elektroplattieren, deren Funktionsweise an sich bekannt ist und für die kein Patentschutz begehrt wird. Ein verhältnismäßig niedriger Strom wird durch eine derartige Zelle zum Elektroplattieren geschickt, wobei ein Metall, beispielsweise Gold, auf einer Elektrode abgeschieden wird. Die Menge des abgeschiedenen Metalls ist direkt proportional zur Stärke des die Zelle durchfließenden Stroms und der Zeitdauer des Stromflusses.In the embodiment shown in Figure 4, there is this component from a cell for electroplating, the functionality of which is known per se and for which no patent protection is sought. A relatively low current is passed through such a cell for electroplating, whereby a metal, for example gold, is deposited on an electrode. The amount of deposited Metal is directly proportional to the strength of the current flowing through the cell and the duration of the current flow.

ln der in Figur 4 dargestellten Schaltung hängt die Stromstärke von der Klemmenspannung der Batterie ab, und die Länge des Zeitabschnitts mit Stromfluß entspricht der Länge der Zeitabschnitte mit starkem StromfluA und abnelemendem Strom fluß beim Ladungsvorgang.In the circuit shown in FIG. 4, the current intensity depends on the terminal voltage of the battery, and the length of the period of time with current flow corresponds to the length of the periods of time with strong current flow and decreasing current flow during the charging process.

Der Abscheidungsprozeß ist reveIsibel,und wenn ein konstanter "entplattierender" Strom durch die Zelle geschickt wird, kann die zur Auflösung der Abscheidung benötigte Zeit als ein Maß für die stattgefundene Abscheidung verwendet werden. The deposition process is revisible, and if a constant "de-plating" Current passing through the cell can be that needed to break up the deposit Time can be used as a measure of the deposition that has taken place.

In der in Figur 4 dargestellten Ladeschaltung findet in der Zelle zum Elektroplattieren eine Abscheidung während der Abschnitte mit hoher Stromstärke und abnehmender Stromstärke statt; am Ende dieser Abschnitte zeigt die in der Zelle abgeschiedene Menge den Entledungszustand und den Gesamtzustand der Batterie vor der Aufladung an. Auf Grund dieser Abschätzung und der in der Zelle abgeschiedenen Menge wird ein fester Strom zum Entplattieren im abschließenden Abschnitt des Ladevorgangs durch die Zelle geschickt. Wenn die Abscheidung in der Zelle völlig aufgelöst worden ist, wird der Endstrom der Aufladung unterbrochen und der Ladevorgang als abgeschlossen betrachtet.In the charging circuit shown in Figure 4 takes place in the cell for electroplating, a deposit during the high current sections and decreasing amperage instead; at the end of these sections shows the in the cell deposited amount indicates the discharge status and the overall status of the battery charging. Based on this estimate and the deposited in the cell Crowd will be a solid stream for deplating in the final Section of the charging process sent through the cell. When the deposition in the Cell has been completely dissolved, the end current of the charge is interrupted and the charging process is considered complete.

Der Entladungszustand oder der Gesamtzustand der Batterie bestimmt damit, wie lange die Batterie mit hoher Stromstärke geladen wird, und wie lange die Übergangsabschnitte dauern, die anschließend zur Voreinstellung der Zeitdauer der endgültigen Ladung verwendet werden. Ältere Batterien oder Batterien in schlechtem Zustand brauchen längere anfängliche Ladezeiten und ebenso längere Lbschnitte, in denen der Endwert des Stroms zur vollen Aufladung der Batterien aufrechterhalten erden muß. Der entsprechend längere Zeitabschnitt mit hoher Stromstärke und abnehmender Stromstärke ergibt gleichzeitig eine stärkere Elektroplattierung der Zelle, und damit wird im ab#chließenden Abschnitt der Ladung mehr Zeit zur Auflösung der Abscheidung benötigt. Neben der Dauer der anfänglichen Ladeabschnitte ist auch der die Batterie in die-£en Abschnitten duchflieende Strom von Bedeutung, da er vom Zustand der Batterien abhängt. Dies wirkt sich wiederum auf die Klemmenspannung der Batterie in diesen Abschnitten aus. Die Menge der Abscheidung in der Zelle hängt damit sowohl von der Länge der anfänglichen Ladeabschnitte als auch von der Klemmenspannung der Batterie ab. The state of discharge or the overall condition of the battery is determined how long and how long the battery is charged with high amperage the transition sections last, which then lead to the pre-setting of the duration of the final charge. Older batteries or batteries in bad State need longer initial loading times and also longer cuts in which maintain the final value of the current to fully charge the batteries must earth. The correspondingly longer period of time with high amperage and decreasing Amperage also results in more electroplating of the cell, and This means that there is more time to dissolve the deposit in the final section of the charge needed. In addition to the duration of the initial charging sections, this is also the battery The current flowing through these sections is important because it depends on the condition of the batteries depends. This in turn affects the terminal voltage of the battery in these Sections. The amount of deposition in the cell thus depends on both the Length of the initial charging sections as well as the terminal voltage of the battery away.

Der in Figur 4 dargestellte Trsnsformator T1 gleicht dem Transformator T1 der in Figur 3 dargestellten Laueschaltung. The transformer T1 shown in FIG. 4 is similar to the transformer T1 of the running circuit shown in FIG.

Es handelt sich bei Transformator T1 um einen leicht angekoppelten Transformator mit hoher Reaktanz und einer Primärwicklung W1 und einer Sekundärwicklung W<, die automatisch den Strom begrenzen. Der der Batterie zugeführte Ladestrom wird über zwei gesteuerte Silizium-Gleichrichter 5CR11 und SCR gesteuert, die als Vollweg-Gleichrichter an die 'ekundärwicklung W2 angeschlossen sind. Sicherungen F1 und F stellen einen Schutz gegen zu starke Ströme da.Transformer T1 is a lightly coupled one High reactance transformer with a primary winding W1 and a secondary winding W <, which automatically limit the current. The charging current supplied to the battery is controlled via two controlled silicon rectifiers 5CR11 and SCR, which are used as Full-wave rectifiers are connected to the secondary winding W2. Fuses F1 and F provide protection against excessive currents.

Die Kathodenanschlüsse der Silizium-Gleichrichter SCR11 und SCP1c sind direkt an eine positive San elleitung 100 angeschlossen, die an die positive Ausgangsklemme 101 geführt ist. Eine Verbindung zu Batterie 102 wird über einen sehr kleinen Widerstand R70 zur Strotnmessung hergestellt. The cathode connections of the silicon rectifiers SCR11 and SCP1c are directly connected to a positive bulk line 100, which is connected to the positive Output terminal 101 is performed. A connection to battery 102 is via a very small resistor R70 made for current measurement.

Die Mittelanzapfung der Sekundärwicklung W2 ist mit der negativen Sammelleitung 104 der Batterie verbunden, die an den negativen Pol 105 der Batterie geführt wird.The center tap of the secondary winding W2 is negative The battery busbar 104 is connected to the negative terminal 105 of the battery to be led.

In bekannter Weise wird der der positiven Sammelleitung 100 zugeführte Strom durch Veränderung der Leitfähigkeit der gesteuerten Silizium-Gleichrichter 'CR,i1 und SCR mit Hilfe von Spannungsimpulsen gesteuert, die an die Steuer-Elektroden dieser Gleichrichter über Widerstände R36 bzw. R37 angelegt werden. Die Steuerimpulse für die Auslösung der Silizium-Gleichrichter werden von einer Schaltung zur Ladungsregelung erhalten, die die Klemmenspannung der Batterie und die an den Klemmen stattfindenden Übergänge messend verfolgt. Die schaltung zur Einregelung der Ladung überwacht außerdem die Klemmenspannung der Batterie, und bestimmte Teile oder Schaltung zur Steuerung des zeitlichen Ablaufs werden dadurch mit Strom versorgt, daß sie direkt an die positiven und negativen Sammelleitungen 100 bzw. 104 angeschlossen sind. Andere Teile der Schaltung erhalten Strom von einer Hilfsstromversorgung zugeführt, die aus einer zweiten Sekundärwicklung W3 und einem Vollweg-Gleichrichter mit Dioden D10-D13 besteht. The positive manifold 100 is supplied in a known manner Current by changing the conductivity of the controlled silicon rectifier 'CR, i1 and SCR are controlled with the help of voltage pulses that are sent to the control electrodes this rectifier can be applied via resistors R36 and R37. The control impulses A circuit for charge control is used to trigger the silicon rectifier obtain, the terminal voltage of the battery and the transitions taking place at the terminals measured pursued. The circuit for regulating the charge also monitors the Terminal voltage of the battery, and certain parts or circuitry used to control the timing are powered by being connected directly to the positive and negative busses 100 and 104, respectively, are connected. Other parts of the Power is supplied from an auxiliary power supply, which consists of a circuit second secondary winding W3 and a full wave rectifier with diodes D10-D13.

Die gleichgerichteten Spannungen der ersten Sekundärwicklung W2 und der.zweiten Sekundärwicklung W3 werden nicht gefiltert; die Anordnung des Transformators hat zur Folge, daß die gebildeten Gleichs#annungen die gleichen Ihasenbeziehungen haben. Teile der Regelschaltung werden direkt mit dem Gleichstrom der Hilfsstromversorgung versorgt, wohingegen andere Teile der Schaltung mit einer ungefilterten, doch regulierten Spannung versorgt werden, die in bekannter Weise von einer Zener-Diode Z4 abgegriffen wird. Die unregulierte Spannung der Hilfsstromversorgung überwacht damit die Netzspannung und hat die Funktion der in Figur 1 dargestellten Überwachungastufe 26. The rectified voltages of the first secondary winding W2 and the second secondary winding W3 are not filtered; the arrangement of the transformer The result is that the equations formed have the same relationships to have. Parts of the control circuit are connected directly to the direct current of the auxiliary power supply while other parts of the circuit are supplied with an unfiltered but regulated one Voltage are supplied, which is tapped in a known manner from a Zener diode Z4 will. The unregulated voltage of the auxiliary power supply monitors the mains voltage and has the function of the monitoring stage 26 shown in FIG. 1.

Das in Figur 4 dargestellte Ladesystem umfaßt im Wesentlichen zwei Abschnitte zur Lsdungsregelung. Der erste abschnitt zur Ladungsregelung verfolgt die Klemmenspannung der Batterie bei den verschiedenen Übergängen und regelt den Ladestrom in der oben beschriebenen Weite ein. Der zweite, zur Steuerung der Ladung verwendete Abschnitt überwacht ebenfalls die Klemmenspannung der Batterie in der den Abschnitten mit hoher Stromstärke und abnehmender Stromstärke entsprechenden Zeit des Ladevor###ngs, um damit die der Batterie in dieser Zeit zugeführte Ladung abzuschätzen. Wie oben beschrieben, bestimmt die der Batterie zugeführte Ladungsmenge die Länge der Zeit, während der der die Batterie durch fließende Strom auf den Endwert gehalten wird. Der Abschnitt zur Ladungssteuerung umfaßt auch Schaltungen, die den Ladestrom zu diesem Zeitpunkt unterbrechen. The charging system shown in FIG. 4 essentially comprises two Sections on the solution regulation. The first section on cargo control is being pursued the terminal voltage of the battery at the various transitions and regulates the Charging current in the range described above. The second, for control the The section used charge also monitors the terminal voltage of the battery in the corresponding to the sections with high amperage and decreasing amperage Time of charging before ### ngs, so that the battery is charged during this time to estimate. As described above, determines the amount of charge supplied to the battery the length of time during which the current flowing through the battery reaches its final value is held. The section for charge control also includes circuits that the Interrupt the charging current at this point.

Der Abschnitt zur Steuerung des Stroms besteht hauptsächlich aus einem Taktgenerator, der von Schaltungen zur Überwachung der Klemmenspannung gesteuert wird. Der Taktgenerator erzeugt auslösende Impulse für die Silizium-Gleichrichter SCR11 und SCR12. Der Taktgenerator umfaßt inbesondere einen programmierbaren Transistor Q10 und eine aus einem Widerstand und einem Kondensator bestehende Taktschaltung, wobei die Anode des Transistors Q10 an den Verbindungspunkt des Kondensators C5 mit dem Kollektoranschluß des Takttransistors Qil angeschlossen ist. Der andere Anschluß des Kondensators C5 ist an die positive Sammelleitung 100 geführt; der Emitter-Anschluß des Transistors Qil ist über einen Widerstand R55 mit der geregelten llilfsspannung verbunden, die am Kathoden-Anschluß der Zener-Diode Z4 auftritt. Der Kathoden-Anschluß des programmierbaren Transistors Q@0 ist über einen Widerstand R54 mit der positiven Sammelleitung 100 verbunden, während der Verbindungspunkt des Kathoden-Ansc}llusses des Transistors Q10 mit dem Widerstand R54 an Verbindungspunkt des Widerstands R56 und R37 geführt ist, die ihrerseits an die Silizium-Gleichrichter SCR11 und SCR12 angeschlossen sind. Der programmier bare Transistor Q10 ist so eingestellt, daß er bei einer bestimmen Spannung entsperrt wird. Dazu wird die am Verbindungspunkt der Spannungsteil#Widerstände R51 und R53 auftretende Spannung an die Steuerelektrode des Transistors angelegt. Der andere Anschluß des Widerstands R53 ist mit der positiven Sammelleitung 100 verbunden, wohingegen der andere Anschluß des WiderstandE R51 mit der unregulierten Hilfsstromversorgung verbunden ist. Die unregulierte Hilfsstromversorgung ist über einen Ballastwiderstand R52 mit dem Kathoden-Anschluß einer Zener-Diode Z4 verbunden, um eine regulierte Hilfsspannung zu erzeugen. The section for controlling the current mainly consists of a clock generator controlled by circuits for monitoring the terminal voltage will. The clock generator generates triggering pulses for the silicon rectifier SCR11 and SCR12. The clock generator comprises in particular a programmable transistor Q10 and a clock circuit consisting of a resistor and a capacitor, wherein the anode of transistor Q10 to the junction point of capacitor C5 is connected to the collector terminal of the clock transistor Qil. The other The capacitor C5 is connected to the positive collecting line 100; the The emitter connection of the transistor Qil is regulated via a resistor R55 llilfssspannung connected, which occurs at the cathode terminal of the Zener diode Z4. The cathode connection of the programmable transistor Q @ 0 is through a resistor R54 with connected to the positive manifold 100, during the Connection point of the cathode connection of the transistor Q10 with the resistor R54 is led to the connection point of the resistor R56 and R37, which in turn connected to the silicon rectifiers SCR11 and SCR12. The programming Bare transistor Q10 is set to enable at a certain voltage will. For this purpose, the resistors R51 and R53 occurring voltage is applied to the control electrode of the transistor. The other Terminal of resistor R53 is connected to positive bus line 100, whereas the other connection of the resistor E R51 to the unregulated auxiliary power supply connected is. The unregulated auxiliary power supply is via a ballast resistor R52 is connected to the cathode connection of a Zener diode Z4 to provide a regulated Generate auxiliary voltage.

Der Takttransistor Qil wirkt als veränderlicher Widerstand in einer RC-Ladeschaltung. Wenn die an Kondensator C5 auftretende Spannung die Auslösespannung des Transistors Q10 erreicht, wird Kondensator C5 rasch entladen, wodurch an Widerstand R54 ein Spannungsimpuls auftritt, der in der oben beschriebenen Weise die gesteuerten Silizium-Gleichrichter SCR11 und SCR12 auslöst. Der Auslösepunkt des Transistors Qlo ist veränderlich und wird durch Änderungen der Netzwechselspannung "programmJert", da der aus Widerständen R51 und R53 aufgebaute Spannungsteiler die Steuerspannung an den Transistor Q10 liefert und an die ungeregelte Seite der Hilfsstromversorgung angeschlossen ist, die zur Überwachung der Veränderungen der Netzspannung dient. The clock transistor Qil acts as a variable resistor in a RC charging circuit. When the voltage appearing on capacitor C5 the trigger voltage of transistor Q10 reaches, capacitor C5 is rapidly discharged, creating resistance R54 a voltage pulse occurs, the controlled in the manner described above Silicon rectifier SCR11 and SCR12 trips. The trigger point of the transistor Qlo is variable and is "programmed" by changes in the AC mains voltage, because the voltage divider made up of resistors R51 and R53 controls the control voltage to the transistor Q10 delivers and to the unregulated side of the Auxiliary power supply is connected to monitor changes in the Mains voltage is used.

Die leitfähigkeit des Takttransistors Q11 wird durch eine an den Basisanschluß angelegte Vorspannung gesteuert. Diese Vorspannung wird aus mehreren Xchaltungen erhalten, die an die Klemmenspannung der Batterie zwischen dem positiven Batterieanschluß 100 und dem negativen Battorieanschluß 104 angeschlossen sind. Die überwachenden Schaltungen bestehen aus linearen Schaltungen und nichtlinearen Cchaltungen, die ihrerseits von 7ener-Dioden gesteuert werden. Durch geeignete Kombination der Schaltungen und durch Culltlnation der von ihnen erzeugten Wirkungen am Basisanschluf des Takttransistors 411 erzie]t man eine Steuerung der TaktschaAtung in nichtlinearer Weise, während die Klemmenspannung der Batterie zunimmt und die Ühergangsstellen durchläuft. The conductivity of the clock transistor Q11 is determined by a Base terminal applied bias controlled. This bias is made up of several Xcircuits are obtained that are connected to the terminal voltage of the battery between the positive Battery terminal 100 and the negative battery terminal 104 are connected. The monitoring circuits consist of linear circuits and non-linear ones Ccircuits, which in turn are controlled by 7ener diodes. By suitable combination of the circuits and by culling the effects generated by them at the base connection of the clock transistor 411 one achieves a control of the clock switching in a non-linear manner Way, while the battery terminal voltage increases and the transition points passes through.

Die Basisvorspannung des Takttransistors Ql1 läßt sich in einfachster Weise mit einem Spannungsteiler einstellen, der zwischen die regulierte Hilfsstromversorgung und die negative Sammelleitung 104 eingesetzt ist. Der Spannungsteiler besteht aus den mit dem Basisanschluß des Transistors Q11 in Reihe geschalteten Widerständen R57, R59 und R66, die über den entkoppelnden Widerstand R56 an die Verbindungsstelle der Widerstände R57 und R59 geführt sind. Zur Einstellung ist einer der Widerstände, nämlich Widerstand R59, veränderlich ausgebildet. Die am Transistor Q11 auftretende Basisvorspannung ändert sich linear, wenn die Klemmenspannung der Batterie sich ändert. The base bias of the clock transistor Ql1 can be very simple Way, adjust with a voltage divider between the regulated auxiliary power supply and negative manifold 104 is inserted. The voltage divider consists of the resistors in series with the base of transistor Q11 R57, R59 and R66, which are connected to the connection point via the decoupling resistor R56 the resistors R57 and R59 are performed. To adjust one of the resistors, namely resistor R59, designed to be variable. The one occurring on transistor Q11 Base prestress changes linearly when the terminal voltage of the Battery changes.

Eine kompliziertere Steuerung der Basisvorspannung des Takttransistors 9 1 erzielt man mit Hilfe zusätzlicher Schaltungen mit Widerständen R58 und R61, die zwischen dem Verbindungspunkt der Widerstände R56 und R57 und dem Kollekter-Emitter-Kreis eines Transistors Q15 angeschlossen sind. Der Emitter des Transistors Q15 ist über einen Widerstand R65 an eine Spannungsteilerschaltung mit einer Zener-Diode Z5 angeschlossen. Widerstand R65 ist an die Verbindungsstelle des Widerstands R67 und des Anodenanschlusses der Zener-Diode Z5 geführt; der andere Anschluß des Widerstands R67 ist an die negative Sammelleitung 104 angeschlossen. Der Kathoden-Anschluß der Zener-Diode Z5 ist über einen verändert lichen Widerstand R61 mit der positiven Sammelleitung 100 verbunden. Die Serienschaltung des Widerstands R60, der Zener-Diode Z und des Wiuerstands R67 ergibt damit eine nichtlineare Steuerung der Emitter-Vorspannung des Transistors 9 5. A more complicated control of the base bias of the clock transistor 9 1 is achieved with the help of additional circuits with resistors R58 and R61, that between the junction of resistors R56 and R57 and the collector-emitter circuit of a transistor Q15 are connected. The emitter of transistor Q15 is over a resistor R65 connected to a voltage divider circuit with a Zener diode Z5. Resistor R65 is at the junction of resistor R67 and the anode connection the Zener diode Z5 out; the other connection of resistor R67 is to the negative Manifold 104 connected. The cathode connection of the Zener diode Z5 is over a changed union resistor R61 connected to the positive bus 100. The series connection of the resistor R60, the Zener diode Z and the resistor R67 thus provides a non-linear control of the emitter bias of the transistor 9 5.

Eine Einstellmöglichkeit ergibt sich an dieser Schaltung dadurch, daß der Kollektorwiderstand R61 des Transistors veränderlich ausgebildet ist.There is a possibility of setting this circuit by: that the collector resistance R61 of the transistor is made variable.

Die Baisvorspannung des Transistors Q15 wird zum Teil dadurch eingestellt, daß ein Basis-Resistor R62 an die positive Sammelleitung 100 geführt ist. Die des Transistors Q15 ist ferner über einen entkoppelnden Widerstand R64 an einen weiteren Spannungsteiler geführt, der zwischen die positive Sammelleitung 100 und die negative Sammelleitung 104 eingesetzt ist. Der Spannungsteiler für die Badsvorspannung umfaßt einen Widerstand R63 der zwischen die positive Leitung 100 und den anderen Anc-chluL des entkoppelnden Widerstands eingesetzt ist. Der andere Anschluß des Widerstands R63 ist mit Widerstand R68 und dem ihm parallel geschalteten Thermistor R69 verbunden, die über die Zener-Diode Z6 an die negative Leitung 104 angeschlossen sind. Th#ermistor R69 ist so angebracht, daß er von de Lufttemperatur in der Umgebung der Batterie beeinflußt wird. Die Transistor Q15 zugeführte Vorspannung variiert dann linear mit der Temperatur und nichtlinear auf Grund der Zener-Diode Z6 Transistor Q15 und die zugeoidmten ~chaltungen ergeben die Spannungsregelung für die Abschnitte mit hoher Stromstärke und abnehmender Stromstärke des Ladevorgangs. Die Arbeitsweise der verschiedenen Bauteile variiert beim Anstieg der Klemmenspannung der Batterie bei der Ladung, wobei die oben beschriebenen Übergangspunkte durchlaufen werden. Dadurch wird die B8isvorspannung an Takttransistor Qil verändert, der seinerseits den durch Batterie 102 geschickten Ladestrom einstellen kann. The base bias of transistor Q15 is adjusted in part by that a base resistor R62 is led to the positive bus 100. The des Transistor Q15 is also connected to a decoupling resistor R64 further Voltage divider led between the positive bus 100 and the negative Manifold 104 is used. The voltage divider for the bath bias includes a resistor R63 connected between the positive lead 100 and the other terminal of the decoupling resistor is used. The other end of the resistor R63 is connected to resistor R68 and the thermistor R69 connected in parallel to it, which are connected to the negative line 104 via the Zener diode Z6. Th # ermistor R69 is placed in such a way that it depends on the air temperature in the vicinity of the battery being affected. The bias applied to transistor Q15 then varies linearly with temperature and non-linear due to the Zener diode Z6 and transistor Q15 the closed circuits result in the voltage regulation for the sections with high amperage and decreasing amperage of the charging process. The way of working of the various components varies as the terminal voltage of the battery increases during the charge, passing through the transition points described above. This changes the B8is bias on clock transistor Qil, which in turn can adjust the charge current sent by battery 102.

Da Veränderunaen Is Ladestroms ohne entsprechende Veränderungen der Batteriespannung möglich sind, ist eine Rückkopplungsschaltung zur Stromglättung vorgesehen. Der Ladestrom wird mit Hilfe des Widerstands R71 gemessen, der über den als Potentiometer wirkenden Teil des WiderstandsR?2 mit der positiven £alumelleitung 100 verbunden ist. Das obere Ende des Iotentiometers Rfz . ist mit der Steuerelektrode eines Feldeffekt-Transistors Q16 verbunden, und die anfängliche Vorspannung für diesen Transistor wird von einem Widerstand R,Z4 erhalten, der an die Klemme 101 angeschlossen ist. Die Ableitungselektrode des Transistors Q16 ist an die regulierte Hilfsspannungsversorgung angeschlossen. Der Quellenanschluß des Transistors Q16 ist über einen Widerstand R75 mit dem BasisanschluF. eines Transistors Qa,7 verbunden, dessen Emitter über eine Zener-Diode Z7 mit der positiven Ausgangsklemme 101 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors % 7 ist über einen Widerstand R75 mit der regulierten Hilfsspannungsquelle verbunden. Since the charging current changes without corresponding changes in the Battery voltage are possible, is a feedback circuit for current smoothing intended. The charging current is measured with the help of the resistor R71, which is located over the part of the resistance R? 2 acting as a potentiometer with the positive £ alumeline 100 is connected. The upper end of the Iotentiometer Rfz. is with connected to the control electrode of a field effect transistor Q16, and the initial Bias for this transistor is obtained from a resistor R, Z4 connected to terminal 101 is connected. The drain electrode of transistor Q16 is connected to the regulated auxiliary power supply. The source connection of the Transistor Q16 is connected to the base terminal via a resistor R75. of a transistor Qa, 7 connected, the emitter of which is connected to the positive output terminal via a Zener diode Z7 101 is connected. The collector of transistor% 7 is across a resistor R75 connected to the regulated auxiliary voltage source.

Die Kollektorspannung des Transistors Q17 stellt eine sekundäre Lade spannung für den Taktkondensator C5 da und wird an diesen über einen Widerstand R77 angelegt. Die Kollektorspannung des Transistors Q17 ist dem Ladestrom umgekehrt proportional und führt zu einer Glättung des Ladestroms, womit vorübergehende Schwankungen ausgeschaltet werden. The collector voltage of transistor Q17 provides a secondary charge voltage for the clock capacitor C5 and is connected to this via a resistor R77 created. The collector voltage of transistor Q17 is the reverse of the charging current proportional and leads to a smoothing of the charging current, causing temporary fluctuations turned off.

Der zweite Abschnitt der Ladesteuerungsstufe umfaßt Schaltungen, die die Klemmenspannung der Batterie überwachen, um daraus elektronisch die Ladungsmenge zu bestimmen, die der Batterie während der Ladeabschnitte mit hoher Stromstärke und abnehmender Stromstärke zugeführt wurde. Wenn die Klemmenspannung der Batterie einen bestimmten Punkt erreicht, der normalerweise am Ende des Abschnitts mit abnehmender Stromstärke und am Beginn der Endabsclnitts auftritt, wird die von der Batterie bis zu diesen Zeitpunkt aufgenommene, von der in Zelle E1 stattgefundenen Abscheidung angegebene Ladung dazu verwendet, die Länge des Zeitabschnitts fe#tzulegen, in dem der endgültige Ladestrom durch die Batterie '10r ges schickt wird. The second section of the charge control stage includes circuits, which monitor the terminal voltage of the battery in order to electronically determine the amount of charge Determine the power of the battery during the high-amperage charging sections and decreasing amperage. When the terminal voltage of the battery reaches a certain point, usually at the end of the decreasing section Amperage and occurs at the beginning of the end section, the recorded by the battery up to this point in time, which took place in cell E1 Deposition specified charge is used to determine the length of the period of time in which the final charging current is sent through the battery '10r ges.

Da die Ladekennlinien von Batterien in gutem Zustand und schlechtem Zustand für entladene Batterien praktisch die gleichen sind, hängt die Batterie 102 bis zum Erreichen eines be-Stimmte Ladungszustands zugeführte Ladungsmenge nur in geringem Maße vom Zustand der Batterie ab. Im Falle von stark entladenen Batterien, die eine verhältnismäßig niedrige Klemmensyannung haben, wurde festgestellt, daß die Abscheidung in Zelle E1 mit geringer Geschwindigkeit stattfinden sollte. As the charging characteristics of batteries in good condition and bad Condition for discharged batteries are practically the same, the battery depends 102 only amount of charge supplied until a certain charge state is reached to a small extent on the condition of the battery. In the case of severely discharged batteries, which have a relatively low terminal stress, it has been found that the deposition in cell E1 should take place at low speed.

Nachdem die Batterie auf etwa 50-70% der vollen Ladung aufgeladen worden ist, drückt der Zustand der Batterie die mögliche Ladegeschwindigkeit aus und die Abscheidungsgeschwindigkeit in Zelle E1 wird erhöht.After the battery is charged to about 50-70% of full charge has been, the condition of the battery expresses the possible charging speed and the rate of deposition in cell E1 is increased.

Um diese veränderliche Abscheidungsgeschwindigkeit der Zelle E1 zu erhalten, werden verschiedene Bauelemente, nämlich Dioden, Widerstände und Transistoren, so zusammengeschaltet, daß sieh entsprechend der Uberlagerungstheorie eine nichtlineare Ladegeschwindigkeit der Zelle E1 ergibt, wenn die Klemmenspannung der Batterie 102 sich verändert. Die Kathodenspannung der Zelle E1 wird von einer komplizierten Spannungsteilersehaltung erhalten, die eine Zener-Diode Z1 umfaßt. Der Kathoden-Anschluß dieser Zener-Diode ist an die positive Sammelleitung 100 angeschlossen, während der andere Anschluß der Zener-Diode mit einem Widerstand R34 in Reihe geschaltet ist. Ein Widerstand R35 ist diesen Bauelementen parallel geschaltet und mit einem Anschluß an die positive Sammelleitung 100 angeschlossen; der andere Anschluß des Widerstands R ist mit dem freien Ende des P*iderstands R34 verbunden. Die miteinander verbundenen Anschlüsse der Widerstände R35 und R34 sind an den Kathoden-Anschluß der Zelle E1 geführt. Ferner sind diese Anschlüsse mit einem Widerstand X38 verbunden, der mit einer Diode D16 und einer Zener-Diode Z in Reihe geschaltet ist, die ihrerseits an die negative Sammelleitung 1G4 angeschlossen ist. Die Kathodenspannung der elektroplattierenden Zelle E1 ändert sich damit nichtlinear mit den Änderungen der Klemmenspannung der Batterie 102. To this variable deposition rate of the cell E1 obtained, various components, namely diodes, resistors and transistors, interconnected in such a way that you see a nonlinear one according to the superposition theory Charging speed of cell E1 results when the terminal voltage of battery 102 to change. The cathode voltage of cell E1 is made by a complicated voltage divider obtained, which comprises a Zener diode Z1. The cathode connection this Zener diode is connected to the positive bus 100 while the other Connection of the Zener diode is connected in series with a resistor R34. A resistance R35 is connected in parallel to these components and with one connection to the positive one Bus 100 connected; the other connection of the resistor R is with the free end of the P * resistor R34 connected. The interconnected connections the resistors R35 and R34 are connected to the cathode connection of the cell E1. Furthermore, these connections are connected to a resistor X38, which is connected to a diode D16 and a Zener diode Z is connected in series, which in turn is connected to the negative Collector line 1G4 is connected. The cathode voltage of the electroplating Cell E1 thus changes non-linearly with the changes in the terminal voltage of the Battery 102.

Die normale Anodenspannung der Zelle E1 wird von einem Konstantstrom-Generator erhalten, der einen entkoppelnden Widerstand R39 umfaßt. Widerstand R39 ist über den Kollektorwiderstand R49 an einen einen konstanten Strom erzeugenden Transistor Q14 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 9 4 ist über Emitter-Widerstand R48 an die positive Leitung 100 angeschlossen; der Basisanschluß des Transistors 94 ist an den Verbindungspunkt der Anode einer Zener-Diode Z3 mit einem Ende eines Widerstands R50 geführt. Der Kathoden-Anschluß der Zener-Diode Z3 ist mit der positiven Leitung 100 verbunden, während das freie Ende des Widerstands R50 an die negative Sammelleitung 104 gelegt ist. Die Zener-Diode Z3 und der in Basis-Emitter-#chaltung arbeitende Transistor Q14 erzeugen einen konstanten Strom am Kollektor des Transistors Q14. Während der Aufladung einer Batterie 102 wird ein praktisch konstanter Strom an den Anoden#nschluF. der Zelle E1 angelegt, während eine nichtlinear variierende Spannung an die Kathode dieser Zelle angelegt wird. The normal anode voltage of cell E1 is provided by a constant current generator obtained, which comprises a decoupling resistor R39. Resistor R39 is over the collector resistor R49 to a constant current generating transistor Q14 connected. The emitter of transistor 9 4 is via emitter resistor R48 connected to positive lead 100; the base of transistor 94 is at the connection point of the anode of a Zener diode Z3 with one end of a Resistance R50 led. The cathode connection of the Zener diode Z3 is positive Line 100 is connected while the free end of resistor R50 is connected to the negative Manifold 104 laid is. The Zener diode Z3 and the base-emitter circuit Operating transistors Q14 produce a constant current at the collector of the transistor Q14. During the charging of a battery 102 there is a practically constant current at the anode connection. of cell E1, while a non-linearly varying Voltage is applied to the cathode of this cell.

Die Abscheidungsmenge in der Zelle E1 hängt damit in nichtlinearer Weise von der Klemmenspannung der Batterie 102 ab und ändert sich in der oben beschriebenen Weise, da bei verhältnismäßig niedriger Klemmenspannung die Abscheidung verhältnismäßig gering ist, wohingegen die Abscheidung bei einer Klemmenspannung zunimmt, die einem Zustand stärkerer Ladung der Batterie entspricht.The amount of deposition in cell E1 is therefore non-linear Deviates from the terminal voltage of the battery 102 and changes to that described above Way, because with a relatively low terminal voltage, the deposition is relatively is low, whereas the deposition increases at a terminal voltage that is one State of higher charge of the battery.

Die Spannungsänderungen am Kathoden-Anschluß der Zelle E1 finden so statt, daß bei einer be-timmten Klemmenspannung, die normalerweise am Ende des Abschnitts mit abnehmender Stromstärke und am Anfang des Endabschnitts des Ladevorgangs auftritt, die Abscheidung in der Zelle E1 praktisch Null ist und daß beim Ansteigen der Spannung der Batterie 102 die Richtung des zur Abscheidung führenden Stromes sich umkehrt, EO daß eine Auflösung der Abrcheidung in der Zelle E1 beginnt. Find the voltage changes at the cathode connection of cell E1 so instead that at a certain terminal voltage, which is normally at the end of the Section with decreasing current intensity and at the beginning of the end section of the charging process occurs, the deposition in cell E1 is practically zero and that when it rises the voltage of the battery 102 the direction of the current leading to the deposition reversed, EO that a resolution of the separation begins in cell E1.

Bei diesem Übergang ist die Klemmenspannung der Batterie 102 praktisch konstant und die Bauteile können so gewählt werden, daß der die Zelle E1 durchfließende, die Abscheidung auflösende Strom ebenfalls praktisch konstant ist und daß die zur völligen Auflösung der Abscheidung führende Zeit vorherbestimmbar ist.The terminal voltage of battery 102 is useful in this transition constant and the components can be chosen so that the cell E1 flowing through, the current dissolving the deposition is also practically constant and that the for utter Dissolution of the deposition leading time is predictable.

Der abschließende Ladestrom wird durch die Batterie 102 geleitet, solang ein entplattierender Strom durch Zelle E1 fließt. Wie oben bewchrieben, ist es eine kennzeichnende Eigenschaft der Zelle E1, daß bei der völligen Auflösung der Abscheidung in der Zelle deren Widerstand sich deutlich verändert; es tritt dann an der Zelle eine Spannung auf, die von einem Transistor #2 gemessen wird; der Emitter dieses Transistors ist an die Kathode der Zelle E1 angeschlossen, während der BasisanschluE dieses Transistors über einen entkoppelnden Widerstand R44 mit dem der Anode der Zelle E1 gegenüberliegenden Anschluß des Widerstands R39 verbunden ist. Der Kollektor des Abschalttransistors Q1 ist mit einer Abschaltschaltung verbunden, die die Hilfsstromversorgung für die Takt schaltung abschaltet und damit die weitere Zuführung von auslösenden Impulsen an die Gleichrichter 'CR11 und SCR1#. unterbindet. Damit wird der Batterie 102 zugeführte Ladestrom abgeschaltet. The final charging current is passed through the battery 102, as long as an unplating current flows through cell E1. As described above, is it is a characteristic of cell E1 that when it is completely dissolved the deposition in the cell, the resistance of which changes significantly; it occurs then across the cell a voltage measured by transistor # 2; the emitter of this transistor is connected to the cathode of cell E1 while the base connection of this transistor via a decoupling resistor R44 the terminal of the resistor R39 opposite the anode of the cell E1 is. The collector of the shutdown transistor Q1 is connected to a shutdown circuit, which switches off the auxiliary power supply for the clock circuit and thus the other Supply of triggering impulses to the rectifiers' CR11 and SCR1 #. prevents. In this way, the charging current supplied to the battery 102 is switched off.

Zur Abschaltung des erfindungsgemäßen Ladesystems dient eine Abschalt£chaltung mit einem Thyristor bzw. gesteuerten Silizium-Gleichrichter 5cm10. Der Ausgangsstrom der Vollweg-Gleichrichterschaltung mit den Dioden D10 - D13 durchläuft den Anoden-Kathoden-Kreis des Thyristors So}?10. Die Ausgangsspannung des Thyristors ist die Rilfsstromversorgung, die dadurch geregelt wird. Die Steuerspannung für die Steuerelektrode des Thyristors SCR10 wird über einen komplizierten Spannungsteiler vom Ausgang des Vollweg-Gleichrichters durch Widerstand R31 und dem paralle] geschalteten Konoensator C4 an die Steuerelektrode geliefert, ferner aber auch durch einen Widerstand R32 und die Anoden-Kathoden-Kreise der in Reihe geschalteten Dioden D14 und D15 und durch einen Widerstand R33, der an die positive Sammelleitung angeschlossen ist, an die Steuerelektrode angelegt. Die Schaltung wird dadurch stabilisiert, daß ein Widerstand R30 dem Anoden-Kathoden-Kreis des Thyristors SCR10 parallel geschaltet ist. Der Verbindungspunkt der Dioden D14 und D15 ist mit dem Kollektor des Abschalttransistor£ Q12 verbunden. A shutdown circuit is used to switch off the charging system according to the invention with a thyristor or controlled silicon rectifier 5cm10. The output current the full wave rectifier circuit with diodes D10 - D13 goes through the anode-cathode circuit of the thyristor So}? 10. The output voltage of the thyristor is the auxiliary power supply, which is regulated thereby. The control voltage for the control electrode of the thyristor SCR10 is powered by a complicated voltage divider exit of the full-wave rectifier connected through resistor R31 and the parallel] Konoensator C4 supplied to the control electrode, but also through a resistor R32 and the anode-cathode circuits of the series-connected diodes D14 and D15 and through a resistor R33 connected to the positive bus is applied to the control electrode. The circuit is stabilized in that a resistor R30 connected in parallel to the anode-cathode circuit of the thyristor SCR10 is. The connection point of the diodes D14 and D15 is with the collector of the switch-off transistor £ Q12 connected.

Wenn Transistor Q12 eingeschaltet wird, wird die Verbindungsstelle der Dioden D14 und D15 "nach unten gezogen", , wodurch verhindert wird, daß die auslösenden Signale die Steuerelektrode des Thyristors #CR10 erreichen, und daß die lJilfsstromversorgung ihre Spannung an die Taktschaltung abgibt. Um die Abschaltung zu gewährleisten, wird eine Verrieg,elungsschaltung verwendet, in der ein Schalttransistor Q13 verwendet wird.When transistor Q12 turns on, it becomes the junction of diodes D14 and D15 "pulled down", preventing the triggering signals reach the control electrode of thyristor # CR10, and that the auxiliary power supply sends its voltage to the clock circuit. To shutdown To ensure a locking circuit is used in which a switching transistor Q13 is used.

An die Basis dieses Transistors wird Vorspannung von der Hilfsstromversorgung über einen Widerstand R47 und einen entkoppelnden Widerstand R42 angelegt. Der Emitter-Anschluß des Transistors Q13 ist über einen Widerstand R41 mit der positiven Sammelleitung 100 verbunden. Der Kollektor des #chalttransistors ist über einen Kollektor-Widerstand R43 mit der Verbindungsstelle der Widerstände R39 und P49 verbunden. Die Basis-Vorspannung des Transistors Q13 ist steuerbar, da die Verbindungsstelle der Widerstände R47 und R42 über einen Widerstand R46 mit der negativen Sammelleitung 104 verbunden ist.The base of this transistor is biased from the auxiliary power supply applied across a resistor R47 and a decoupling resistor R42. The emitter connector of transistor Q13 is connected to the positive bus through resistor R41 100 connected. The collector of the switching transistor is via a collector resistor R43 connected to the junction of resistors R39 and P49. The basic preload of transistor Q13 is controllable because the junction of resistors R47 and R42 through a resistor R46 with the negative manifold 104 is connected.

Die Basis-Vorspannung des Schalttransistors Q13 ist so gewählt, daß der Transistor gänzlich abgeschaltet ist, wenn die Hilfsstromvcrsorgung in Betrieb ist; wenn dagegen die flilfsstromversorgung abgeschaltet ist, ist Transistor Q13 ganz angeschaltet. Dadurch wird die Abschaltschaltung mit Transistor Q12 in einen Zustand überführt, in dem die ilfstromversorgung nicht wieder in Betrieb genommen werden kann.The base bias of the switching transistor Q13 is chosen so that the transistor is completely off when the auxiliary power supply is in operation is; on the other hand, when the auxiliary power supply is off, transistor Q13 is fully turned on. This turns the shutdown circuit with transistor Q12 into one State transferred in which the auxiliary power supply is not put back into operation can be.

Die in Figur 4 dargestellte Schaltung des Ladesystems enthält zusätzliche Kreise, mit denen angezeigt wird, daß eine Umschaltung stattfindet. So wird ein Anzeigelämpchen B1 verwendet, das aus einer Hälfte der Sekundärwicklung mit Strom versorgt wird. Eine Seite der Wicklung W ist über einen Thyristor 5CR13, das Lämpchen B1, und den Widerstand R71 zur Strombegrenzung mit der Mittelanzapfung verbunden. Die Steuerspannung für die Steuerelektrode des Thyristors 5CR13 wird von der Hilfsstromversorgung über einen Widerstand R70 erhalten. The circuit of the charging system shown in FIG. 4 contains additional ones Circles indicating that a switch is taking place. So becomes a Indicator light B1 uses that from one half of the secondary winding with electricity is supplied. One side of the winding W is through a thyristor 5CR13, the lamp B1, and the resistor R71 connected to the center tap to limit the current. The control voltage for the control electrode of the thyristor 5CR13 is taken from the auxiliary power supply obtained through a resistor R70.

Weitere Bauteile dienen zur Stabilisierung des Betriebs der Ladesteuerung. Insbesondere ist ein Widerstand R44 zwischen die Verbindungsstelle der Widerstände Rfg und R49 und der negativen Sammelleitung 104 eingesetzt und stellt einen stabilisierenden Ableitwiderstand dar. Um das Ladesystem nach dem Wirksamwerden der automatischen Abschaltung wieder in Betrieb nehmen zu können, ist ein einen kurzzeitigen Kontakt herstellender Schalter SW1 mit einem Widerstand R45 in Reihe geschaltet und zwischen die Verbindungsstelle der Widerstände R39 und R49 und die negative Sammelleitung 104 eingesetzt. Wenn die Schaltung im abgeschalteten Zustand ist und Schalter SW1 geschlossen wird, wird ein elektroplattierender Strom durch die Zelle El geschickt, wodurch die Schaltungen zur Einstellung des Endstromwerts wieder für die zur Entfernung der Abschaltung, in Zelle E1 benötigte Zeit eingeschaltet werden. Other components serve to stabilize the operation of the charge controller. In particular, there is a resistor R44 between the junction of the resistors Rfg and R49 and the negative manifold 104 are used and provides a stabilizing effect To the charging system after the automatic To be able to put the shutdown back into operation is a short-term contact producing switch SW1 connected in series with a resistor R45 and between the junction of resistors R39 and R49 and the negative Manifold 104 used. When the circuit is switched off and Switch SW1 is closed, an electroplating current flows through the cell El sent, whereby the circuits for setting the final current value again for the time required to remove the disconnection must be switched on in cell E1.

Die Diode D17 ist zwischen die Verbindungsstelle von R39 R49 und die negative Sammelleitung 104 als ~Rückstelldiode" eingesetzt; diese Diode bewirkt die völ]ige Auflösung der Ab-Abscheidung in der Zelle E1, wenn die Netzspannung absichtlich oder unbeabsichtigt abgeschaltet wird. The diode D17 is between the junction of R39 and R49 the negative bus 104 is used as a "reset diode"; this diode causes the complete dissolution of the deposition in the cell E1 when the mains voltage is switched off intentionally or unintentionally.

Die folgenden Bauteile werden in der in Figur 4 dargestellten Schaltung) zur Batterieladung verwendet: Q10 2N 607 R30 3.9 Mohm Q11, Q13, Q14 ZTX 503 (FERRANT I) R31 4.7 Mohm Q12, Q15 Q1y ZYX 304 (FERRANT I) R32 33 Kohm Q16 2N4868 R33 2.7 Kohm Z1 7.5 Volt R34, R52 185 Kohm Z2 29 Volt R35, R39, R42 R56, R64 R74 R75, R76 10 Kohm Z3 8.2 Volt R36, R37 24 Ohm Z4 23 Volt R38, R45, R53,R 4.7 Kohm Z5 17 Volt R40, R43 1 Kohm Z6 20 Volt R41 150 Kohm Z7 6.5 Volt R44 20 Mohm D10, D11, D12 D13 R46, R58, R66 47 Kohm MDA -920-5 R47 47 Ohm (Motorola) R48 2.7 Mohm D14, D15, D16, D17 R49 200 Kohm IN 4001 R50 22 Kohm R51 18 Kohm 5CR10, 5CR13 R54 100 Ohm S0R11, SCR12 R55, R57 6.8 Kohm T4000 (Westinghouse) R553 R61 100 Kohm F1, F2 P60 2 Kohm R62, R70, R73 1 M E1 560-0002 (Plessy) R63 30 Kohm R65 1.2 Kohm C4 0.01 mFd R67 15 Kohm 24 24 Kohm R71 910 Ohm (Rodan Indus., Anaheim, R69 24 K Ther-Kalifornien No. 15DF243) 69 mistor 5 5Mohm Potentiometer R73 5 Kohm Eine erste und eine vorzugsweise zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ladesystems wurden im einzelnen beschrieben, doch sind verschiedene Abänderungen des erfindungsgemäßen Systems bei anderen Anwendungsfällen möglich; der Umfang der vorliegenden Erfindung ist nur durch die folgenden Patentansprüche definiert. The following components are used in the circuit shown in Figure 4) used for battery charging: Q10 2N 607 R30 3.9 Mohm Q11, Q13, Q14 ZTX 503 (FERRANT I) R31 4.7 Mohm Q12, Q15 Q1y ZYX 304 (FERRANT I) R32 33 Kohm Q16 2N4868 R33 2.7 Kohm Z1 7.5 volts R34, R52 185 Kohm Z2 29 volts R35, R39, R42 R56, R64 R74 R75, R76 10 Kohm Z3 8.2 Volt R36, R37 24 Ohm Z4 23 Volt R38, R45, R53, R 4.7 Kohm Z5 17 Volt R40, R43 1 Kohm Z6 20 Volt R41 150 Kohm Z7 6.5 volts R44 20 Mohm D10, D11, D12 D13 R46, R58, R66 47 Kohm MDA -920-5 R47 47 Ohm (Motorola) R48 2.7 Mohm D14, D15, D16, D17 R49 200 Kohm IN 4001 R50 22 Kohm R51 18 Kohm 5CR10, 5CR13 R54 100 Ohm S0R11, SCR12 R55, R57 6.8 Kohm T4000 (Westinghouse) R553 R61 100 Kohm F1, F2 P60 2 Kohm R62, R70, R73 1 M E1 560-0002 (Plessy) R63 30 Kohm R65 1.2 Kohm C4 0.01 mFd R67 15 Kohm 24 24 Kohm R71 910 Ohm (Rodan Indus., Anaheim, R69 24 K Ther-California No. 15DF243) 69 mistor 5 5Mohm Potentiometer R73 5 Kohm A first and a preferably second embodiment of the charging system according to the invention are described in detail, but are various modifications of the invention System possible for other applications; the scope of the present invention is only defined by the following claims.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Procedure for charging a battery, characterized by the following steps: monitoring the terminal voltage of the Battery; Charging the battery with a relatively strong, practically constant Current until the terminal voltage is relatively fast in a transition section increases; further charging of the battery in the transition section with one of the high amperage to the final amperage decreasing current, the amperage decreases at a rate that a steady increase in clamp tension the battery; Estimation of the the battery during of the sections with high amperage and decreasing amperage. charge from the terminal voltage and from the length of the time interval with high current strength and #decreasing amperage; and further charging the battery with the final current value over a period of time derived from the estimated amount of charge transferred to the battery is determined.

2. The method according to claim 1, characterized in that in the Estimation of an electroplating voltage on an electroplating cell that is the terminal voltage in the section with high amperage and ab @ chmender Current strength is proportional, and that with the further charge a plating Voltage is applied to the electroplating cell, whereby the end current is switched off when the cell has been unplated.

3. The method of claim 2, further characterized in that which monitors the charging current delivered to the battery and in the charging section is smoothed with high amperage with the help of the monitoring circuit.

4. The method of claim 1, further characterized in that the relatively strong current is gradually reduced, with the reduction is much less than the decrease in amperage in the portion with decreasing amperage.

5. The method according to claim 1, characterized in that the final current value a battery in the to continue bad condition, however, it is not sufficient to damage a battery in good condition.

6. The method according to claim 1, characterized in that in the Estimation of the charging current during charging and the further charging sections is measured.

7. The method according to claim 1, characterized in that the charge only takes place when the terminal voltage indicates that the battery is practically discharged is.

8. Battery charging system, characterized by Einrichtvngon zur Überwacbung the gill split of the battery (24); Instructions to deliver a first strong i # destroms in a section with high charging current to the battery when the Terminal voltage indicates that the battery is practically discharged, with the first, strong charging current is delivered to the battery until the terminal voltage is proportionate increases rapidly, indicating a transition section; Facilities for the closure of the first, strong charging current to a predetermined final current value in a section with decreasing amperage, the decrease in amperage with a predetermined Speed takes place that the continued charging of the battery in the section with decreasing amperage; Facilities for estimating during the sections Amount of charge delivered to the battery with high amperage and decreasing amperage with the help of the terminal voltage and with the help of the period of high amperage and decreasing amperage; and facilities for Reloading the battery with the final current value over a second period of time, the length of which is determined from the shadowed amount of charge delivered to the battery.

9. Battery charging system according to claim 8, characterized in that the means for estimating comprise an electroplating cell (E1) in which in the sections with high amperage and decreasing amperage a separation takes place at a voltage proportional to the terminal voltage; and that the devices for further charging the battery comprise means with which a The preliminary deplating voltage is applied to the cell (E1), with the final current is turned off when the cell plating is complete.

10. Battery charging system according to claim 8, characterized by devices for monitoring the charging current delivered to the battery, and through to the current monitoring devices connected devices for smoothing the charging current in the section with high Amperage.

11. Battery charging system according to claim 8, characterized by devices to gradually reduce the relatively high charging current with a lower one Decrease speed than the decrease speed in the section with decreasing Amperage.