DE10338082A1

DE10338082A1 - Anzeigeschaltung für die Batterieladung

Info

Publication number: DE10338082A1
Application number: DE10338082A
Authority: DE
Inventors: Illya Chicago Kovarik; George R. Buffalo Grove Gawell
Original assignee: Robert Bosch Tool Corp
Current assignee: Robert Bosch Tool Corp
Priority date: 2002-09-05
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2023-08-20
Also published as: US20040046673A1; US6950030B2; DE10338082B4

Abstract

Es wird ein Spannungsanzeige-Schaltkreis zum Anzeigen eines Ladezustandes einer Energiequelle wie beispielsweise eine Batterieeinheit offenbart. Der Spannungsanzeige-Schaltkreis schließt einen Spannungsteilerschaltkreis, der mit einer Mehrzahl von in Reihe geschalteten Lichtquellen wie beispielsweise Leuchtdioden verbunden ist. Bei Aktivierung des Spannungsteilerschaltkreises können eine oder mehrere Lichtquellen beleuchtet werden, um eine optische Anzeige des gegenwärtigen Ladezustandes der Energiequelle zu liefern. Genauer erläutert, verändert sich die Anzahl der beleuchteten Lichtquellen je nach Ladezustand der Batterieeinheit.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen die Elektronik und insbesondere einen Schaltkreis zur Anzeige eines Ladezustandes einer Batterieeinheit, die zusammen mit batteriebetriebenen Vorrichtungen Anwendung findet.

Im Bereich der Batterieeinheiten und insbesondere der aufladbaren Batterieeinheiten, die zusammen mit tragbaren Vorrichtungen wie beispielsweise schnurlose Elektrogeräte Verwendung finden, haben andauernd Innovationen stattgefunden. Beispiele für solche aufladbare Batterieeinheiten sind jene, die von der S-B Power Tool Corporation aus Chicago, Illinois unter den Marken SKIL und BOSCH hergestellt werden, die zusammen mit verschiedenen schnurlosen Elektrogeräten Verwendung finden, die ebenfalls mit den vorstehend genannten Marken gekennzeichnet sind. Eine typische aufladbare Batterieeinheit weist für gewöhnlich ein allgemein rechteckiges Gehäuse und einen stielartiger männlicher Stecker auf, der sich von einer der Oberflächen aus erstreckt. Diese Batterieeinheiten verfügen für gewöhnlich über ein zugehöriges Batterieladegerät, das eine entsprechende Größe und Konfiguration aufweist, um eine Steckschale zur Aufnahme des stielartigen männlichen Steckers der Batterieeinheit zu enthalten. Die Batterieeinheiten sind ferner mit Klemmen ausgestattet, um einen elektrischen Kontakt mit den zugehörigen Gegenklemmen des Batterieladegerätes oder alternativ dazu der batteriebetriebenen Vorrichtungen herzustellen.

Für viele Vorrichtungen, die aufladbare Batterieeinheiten benutzen, werden diese Vorrichtungen als ein Satz bereitgestellt und umfassen des Öfteren zusätzlich zur Vorrichtung selbst zwei Batterieeinheiten und ein einziges Batterieladegerät. Das Vorliegen mehrerer Batterieeinheiten eines bestimmten Typs, ermöglicht es dem Benutzer, die schnurlosen Elektrogeräte andauernd einzusetzen, indem er die entladenen Batterieeinheiten durch voll geladene Batterieeinheiten ersetzt. Ein herkömmliches Problem, das sich den Benutzern von solchen Sätzen stellt, besteht jedoch darin, den Ladezustand der Batterieeinheit zu bestimmen. In einigen Fällen kann es vorkommen, dass die Benutzer die Sätze eine Zeit lang nicht verwendet haben und sich folglich über den Ladezustand der Batterieeinheiten unsicher sind und möglicherweise die voll geladenen Batterieeinheiten laden. In anderen Fällen kann es vorkommen, dass sich die Benutzer darüber unsicher sind, wann die Batterieeinheiten aufgeladen werden müssen – es sei denn die Batterieeinheiten sind entladen, was durch die Betriebsunfähigkeit der Vorrichtung hervorgeht. Dadurch kann sich ergeben, dass die Batterieeinheiten unnötig geladen werden.

Für viele aufladbare Batterieeinheittypen wie jene, die Nickel-Kadmium (NiCd)-Batterien benutzen, ist es wünschenswert, eine bestehende Ladung der Batterieeinheit vor ihrer Aufladung zu entladen, um die Lebensdauer der Batterieeinheit zu verlängern. Ferner ist es ebenfalls wünschenswert, die Lebensdauer einer Batterieeinheit zu verlängern, indem die Häufigkeit, mit der die Batterieeinheit aufgeladen wird, begrenzt wird. Benutzern, die von solchen Batterieeinheiten viel Gebrauch machen, würde ein Anzeiger über einen Ladezustand der Batterieeinheit zugute kommen. Solche Benutzer würden in der Lage sein, ein optimales Laden der Batterieeinheiten vorzunehmen und übermäßiges Laden auf ein Mindestmaß reduzieren, indem ihre Ladezeit in Übereinstimmung mit einem angegebenen Ladezustand eingestellt wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft Energiequellen, die zusammen mit tragbaren Vorrichtungen Anwendung finden, wie beispielsweise schnurlose Batterieeinheiten für Elektrogeräte. Die vorliegende Erfindung weist einen Energiequellen-Spannungsanzeige-Schaltkreis auf, der mit einer Batterieeinheit verbunden sein kann, um eine Anzeige über einen Ladezustand der Batterieeinheit bereitzustellen. In einer Ausführungsform umfasst der Energiequellen-Spannungsanzeige-Schaltkreis einen Spannungsteilerschaltkreis, der eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten damit verbundenen Lichtquellen aufweist. Verschiedene Kombinationen der in Reihe geschalteten Lichtquellen sind je nach Ladezustand der Batterieeinheit beleuchtet (oder nicht beleuchtet), und melden dem Benutzer den gegenwärtigen Ladezustand der Batterieeinheit.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Batterieeinheit, die einen Spannungsanzeige-Schaltkreis aufweist;
2 ist ein schematisch dargestellter Schaltplan einer Ausführungsform einer Batterieeinheit, die einen Spannungsanzeige-Schaltkreis aufweist; und
3 ist ein schematisch dargestellter Schaltplan einer weiteren Ausführungsform einer Batterieeinheit, die einen Spannungsanzeige-Schaltkreis aufweist.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spannungsanzeige-Schaltkreis zur Benutzung mit einer Energiequelle wie beispielsweise eine Batterieeinheit. Für gewöhnlich werden zahlreiche tragbare Vorrichtungen von aufladbaren Batterieeinheiten betrieben, die während der gesamten Lebensdauer der Batterieeinheiten das periodisches Laden benötigen. Um diesen Batterieeinheiten ein optimales Laden zu ermöglichen, werden hier verschiedene Ausführungsformen von Spannungsanzeige-Schaltkreisen offenbart, die eine visuelle Anzeige bereitstellen, die einen relativen Spannungspegel einer Batterieeinheit bei der Aktivierung eines Schalters durch einen Benutzer anzeigt. Die visuelle Anzeige ist vorzugsweise mit Leuchtdioden (LEDs) ausgestattet, die das Licht in verschiedenen Kombinationen in Übereinstimmung mit dem relativen Spannungspegel der Batterieeinheit emittieren.
Nun wird auf die 1 Bezug genommen, wo eine Ausfüh rungsform einer mit einem Ladeanzeigeschaltkreis ausgestatteten Batterie, die als Batterieeinheit ausgebildet ist, allgemein mit 10 bezeichnet ist. Die Batterieeinheit 10 schließt ein allgemein rechteckiges Gehäuse 12 ein, das über einen unteren Oberflächenabschnitt 14 und einen oberen Oberflächenabschnitt 16 verfügt. Auf dem oberen Oberflächenabschnitt 16 ist ein männlicher Stiel 18 angeordnet. Der männliche Stiel 18 weist Spannungsklemmen 20a und 20b auf, die während des Ladens der Batterieeinheit 10 mit einem Batterieladegerät (nicht gezeigt) oder alternativ dazu mit einer Last (z. B. ein Elektrogerät, das ebenfalls nicht gezeigt ist) verbunden werden, um der Last Spannung zuzuführen. Die Klemmen 20a–b sind betriebsfähig, um die zwei Polaritäten der Batterie aufzunehmen und sind vorzugsweise aus Metall hergestellt, aber es ist vorgesehen, dass die Klemmen aus jedem elektrisch leitenden Material, das für gewöhnlich für Batterien eingesetzt wird, hergestellt werden können. Ein Schalter 22 kann ebenfalls vorhanden sein, um die Batterieein heit 10 vom Batterieladegerät und/oder von der Last mechanisch abzutrennen.
Während die vorliegende Erfindung die Benutzung eines Schaltkreises erwägt, der in der Lage ist, verschiedene Lichtquellen zu laden, werden Schaltpläne zur Erfassung eines Ladezustandes der Batterieeinheit unter Verwendung von LEDs veranschaulicht und beschrieben. Für gewöhnlich erfasst der Spannungsanzeige-Stromkreis, der allgemein mit 24 bezeichnet ist, die relative Ladung der Batterieeinheit 10 und ist in der Lage, eine visuelle Anzeige über Lichtquellen bereitzustellen, die den gegenwärtigen Ladezustand einer damit verbundenen Batterieeinheit 10 anzeigt. Ein bevorzugtes Beispiel für diese optische Rückkopplung besteht in einer Mehrzahl von LEDs 26, die mit dem Gehäuse 12 der Batterieeinheit 10 verbunden sind.
Der Spannungs- oder Batterieladeanzeigeschaltkreis 24, der innerhalb des Gehäuses 12 gelagert dargestellt wird, kann mit der Batterieeinheit 10 verschiedentlich integriert oder verbunden werden, wie es dem Fachmann bekannt ist. In einer Ausführungsform umfasst der Spannungsanzeige-Schaltkreis 24 eine Mehrzahl von Lichtquellen 26, die mit dem Gehäuse 12 verbunden sind. Ein Druckknopfschalter 28 steuert den elektrischen Stromfluss zwischen der Batterieeinheit 10 und dem Spannungsanzeige-Schaltkreis 24. In geöffneter Stellung, d. h. wenn der Schalter 28 vom Benutzer nicht gedrückt oder sonst irgendwie aktiviert wird, verhindert der Schalter das Strömen eines elektrischen Stromflusses (d. h. Energie) durch den Spannungsanzeige-Schaltkreis 24, um den Stromverlust zu begrenzen. In einer geschlossenen Stellung ermöglicht der Schalter 28 das Strömen des elektrischen Stromflusses von der Batterieeinheit 10 durch den Spannungsanzeige-Schaltkreis 24, um es einem Benutzer zu ermöglichen, den gegenwärtigen Ladezustand der Batterieeinheit zu ermitteln.
Nun wird auf die 2 Bezug genommen, wo ein schematisch dargestellter Schaltplan einer Ausführungsform einer Batterieeinheit veranschaulicht wird, die allgemein mit 30 bezeichnet wird, die das über einen mit einer Batterie-Energiequelle 34 verbundenen Spannungsanzeige-Schaltkreis 32 verfügt. Ein Schalter 36, vorzugsweise ein Druckknopfschalter, wird zwischen der Batterie 34 und dem Spannungsanzeige-Schaltkreis 32 in Reihe geschaltet. In einer offenen Stellung, wie aufgezeigt wird, verhindert der Schalter 36 das Strömen eines elektrischen Stromflusses von einer positiven Klemme 38 der Batterie 34 zu einem Spannungsteilerschaltkreis 40, der aus einer Widerstandsleiter mit vier miteinander in Reihe geschalteten Widerständen R1–R4 gebildet wird.
In alternativen Ausführungsformen kann der Schalter 36 durch andere elektrische Komponenten ersetzt werden, die die Batterie 34 mit dem Spannungsanzeige-Schaltkreis 32 verbinden. Die Batterie 34 weist eine Niederspannungsklemme 42 auf, die mit einer Masse 44 verbunden ist, und einen Hochspannungsknoten 46, der mit dem Schalter 36 verbunden ist. Wenn der Schalter 36 durch Interaktion des Benutzers geschlossen wird, liefert die Batterie 34 elektrische Energie an den Spannungsanzeige-Schaltkreis 32. Zusätzlich zum Spannungsteilerschaltkreis 40 schließt der Spannungsanzeige-Schaltkreis 32 vorzugsweise drei in Reihe geschaltete LEDs CR1–CR3 ein, die mit dem Spannungsteilerschaltkreis verbunden sind. In alternativen Ausführungsformen ist vor gesehen, dass andere mit den Widerständen in Reihe geschaltete Lichtquellen jede LED ersetzen können, um einen Ladezustand der Batterie 34 anzuzeigen.
Nun wird erneut auf die 2 Bezug genommen, wo ein Knoten 48 des Spannungsanzeige-Schaltkreises 32 einen Widerstand R1 mit einem Widerstand R2 und der Anode von LED CR1 verbindet. Auf eine ähnliche Art und Weise verbindet ein Knoten 50 einen Widerstand R2 mit einem Widerstand R3, der Anode von LED CR2 und der Kathode von LED CR1; und ein Knoten 52 verbindet einen Widerstand R3 mit einem Widerstand R4, der Anode von LED CR3 und der Kathode von LED CR2. In dieser Konfiguration erhalten die LEDs CR1–CR3 mindestens einen Widerstand vom Spannungsteilerschaltkreis 40, der mit jeder LED parallel geschaltet ist. Zusätzlich zu den Knoten 48–52, die den Spannungsteilerschaltkreis 40 mit den LEDs CR1–CR3 verbinden, verbindet ein geerdeter Knoten 54 eine Ausgabe des Widerstandes R4 mit einer Ausgabe von LED CR3.
In einer Ausführungsform wird die Batterie 34 als 9,6 V Batterie und die Widerstände R1–R4 mit Widerstandswerten von jeweils 330, 150, 200 und 330 Ohm ausgewählt. In anderen Ausführungsformen, in denen aufladbare Batterien eingesetzt werden, ist vorgesehen, dass solche Batterien für gewöhnlich 30 oder weniger Volt aufweisen, obwohl Spannungen von über 30 V mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Die Widerstände R1–R4 sind vorzugsweise 0,25 Watt, 5% Kohleschichtwiderstände.
Bei momentaner Aktivierung des Schalters 36 durch den Benutzer, werden alle LEDs CR1 CR3 beleuchtet, um ein optisches Signal zu liefern, wenn die Batterie 34 voll geladen ist. Die LEDs CR1–CR3 bleiben weiterhin so lange beleuchtet, bis die Batterie an Ladung verliert und eine Grenzspannung von 9,4 V erreicht, bei der keine ausreichende Spannung durch LED CR1 strömt, um die LED zu beleuchten. Auf eine ähnliche Art und Weise sind die LEDs CR1 und CR2 nicht mehr beleuchtet, wenn einmal eine Grenzspannung von 7,5 V beim Knoten 48 erreicht wird. Anschließend, bei einer Grenzspannung von 5,1 V beim Knoten 48 werden alle LEDs CR1–CR3 abgeschaltet.
Während des Betriebes ermöglicht die Aktivierung des Schalters 36 durch den Benutzer, dass der relative Ladezustand der Batterie 34 aufgezeigt wird. Wenn alle LEDs CR1–CR3 beleuchtet sind, befindet sich die Batterie 34 in einem hohen Ladezustand. Zwei beleuchtete LEDs CR2–CR3 zeigen einen mittleren Ladezustand der Batterie 34 auf und eine beleuchtete LED CR3 zeigt einen niedrigen Ladezustand auf. Wenn keine LED CR1–CR3 beleuchtet ist, weist die Batterie 34 eine sehr niedrige Ladung auf und befindet sich in einem entladenen Zustand, der für gewöhnlich ein Aufladen der Batterie erfordert, bevor sie erneut als Energiequelle benutzt wird. Ein Vorteil der Bereitstellung der LEDs CR1–CR3 in Reihenschaltung im Vergleich zur Parallelschaltung besteht darin, dass bei Abnahme der Spannung der Batterie 34 aufeinander folgende LEDs die Beleuchtung einstellen und dadurch eine genaue Angabe über den gegenwärtigen Ladezustand der Batterie liefern. Ferner, wenn beispielsweise der gegenwärtige Ladezustand einer Batterie 34 einen mittleren Ladezustand aufweist, dann kann ein Benutzer eine solche Batterie für eine kürzere Zeit laden, um unnötiges Laden der Batterie auf ein Mindestmaß zu reduzieren.
Nun wird auf die 3 Bezug genommen, wo eine alternative Ausführungsform eines schematisch dargestellten Schaltbildes 56 einer Batterieeinheit veranschaulicht wird, die einen Spannungsanzeige-Schaltkreis 58 einschließt, der mit einer 14,4 V Batterie-Energiequelle 60 verbunden ist. Ähnlich wie in der 2 wird eine Masse durch Bezugszeichen 44 dargestellt. Ein Schalter 62, der ebenfalls dem Schalter 36 aus der 2 ähnlich ist, steuert einen elektrischen Stromfluss zwischen einer positiven Klemme 64 der Batterie 60 und dem Spannungsanzeige-Schaltkreis 58. Ein Spannungsteilerschaltkreis 66 besteht aus einer Widerstandsleiter mit vier Widerständen R5–R8, die vorzugsweise Widerstandswerte von jeweils 180, 200, 390 und 1000 Ohm aufweisen und die miteinander in Reihe geschaltete sind. Die Widerstände R5–R8 sind vorzugsweise 0,25 Watt, 5% Kohleschichtwiderstände.
Eine 6,2 V Zenerdiode 72 ist mit dem Schalter 62 und dem Spannungsanzeige-Schaltkreis 58 in Reihe geschaltet, um einen konstanten Spannungsabfall im Schaltkreis 56 zu bewirken. Bein Schließen des Schalters 62 durch Betätigung des Benutzers, wird elektrischer Strom von der Batterie 60 an den Spannungsanzeige-Schaltkreis 58 angelegt. Ähnlich wie bei der Konfiguration aus der 2 schließt der Spannungsanzeige-Schaltkreis 58 vorzugsweise drei in Reihe geschaltete LEDs CR4–CR6, die mit dem Spannungsteilerschaltkreis 66 verbunden sind. Das bedeutet, dass ein Knoten 74 des Spannungsanzeige-Schaltkreises 58 den Widerstand R5 mit dem Widerstand R6 und der Anode von LED CR4 verbindet. Auf eine ähnliche Art und Weise verbindet ein Knoten 76 den Widerstand R6 mit dem Widerstand R7, der Kathode von LED CR4 und der Anode von LED CR5; und ein Knoten 78 verbindet den Widerstand R7 mit dem Widerstand R8, der Kathode von LED CR5 und der Anode von LED CR6. In dieser Konfiguration haben die LEDs CR4–CR6 mindestens einen Widerstand vom Spannungsteilerschaltkreis 66, der mit jeder LED parallel geschaltet ist. Zusätzlich zu Knoten 74–78, die den Spannungsteilerschaltkreis 66 mit den LEDs CR4–CR6 verbinden, verbindet ein geerdeter Knoten 80 eine Ausgabe des Widerstandes R8 mit der Kathode von LED CR6 und der Masse 44.
Bei momentaner Aktivierung des Schalters 62 durch den Benutzer, werden die LEDs CR4–CR6 beleuchtet, wenn die Batterie 60 auf nahezu 14,4 V voll geladen ist. Die Zenerdiode 72 verringert die Batteriespannung von nahezu 14,4 V auf nahezu 8,2 V, die dann dem Spannungsanzeige-Schaltkreis 58 zugeführt wird. Da eine Spannungsdifferenz von nahezu 2,0 V durch jede LED CR4–CR6 hindurch bevorzugt ist, ermöglicht die Zenerdiode 72 eine solche Spannungsdifferenz. Die Benutzung einer Zenerdiode mit einer besonderen Nennspannung hängt von der voll geladenen Spannung der Batterie 60 ab. Wenn beispielsweise eine 12 V Batterie im Schaltkreis 56 benutzt wird, dann kann eine 5,1 V Zenerdiode anstatt der 6,2 V Zenerdiode 72 eingesetzt werden, um eine Spannung von nahezu 6,9 V an den Spannungsanzeige-Schaltkreis 58 zu liefern. Die Benutzung einer Zenerdiode an Stelle eines Widerstandes ist wünschenswerter, da sich ein Spannungsabfall am Widerstand verändern würde, wenn die Batterie entladen wird, während der durch die Zenerdiode bedingte Spannungsabfall konstant bleibt. Vorzugsweise ist es wünschenswert, dass ein Spannungsabfall von nahezu 2,0 V durch jede LED CR4–CR6 erfolgt, um alle LEDs zu beleuchten. In alternativen Ausführungsformen, bei denen andere Lichtquellen eingesetzt werden, können Widerstände, die mit den Lichtquellen in Reihe geschaltet sind, vorgesehen sein, um dem Spannungsabfall von 2,0 V durch jede Lichtquelle hindurch zu approximieren.
Während des Betriebes ermöglicht die momentane Aktivierung des Schalters 62 durch den Benutzer, dass der relative Ladezustand der Batterie 60 aufgezeigt wird. Die LEDs CR4–CR6 bleiben weiterhin so lange beleuchtet, bis die Batterie 60 an Ladung verliert und eine Grenzspannung von nahezu 13,3 V erreicht, bei der keine ausreichende Spannung durch die LED CR4 gelangt, um die LED zu beleuchten. Wenn eine Grenzspannung von nahezu 11,3 V erreicht wird, dann werden die LEDs CR4 und CR5 nicht mehr beleuchtet. Bei einer weiteren Entladung der Batterie 60 wird gegebenenfalls eine Grenzspannung von nahezu 9,2 V erreicht, die bewirkt, dass alle LEDs CR4–CR6 abgeschaltet werden.
Obwohl eine 6,2 V Zenerdiode 72 in der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, ist es vorgesehen, dass andere Zenerdioden und/oder elektrische Komponenten, die in der Lage sind, ähnliche Funktionen durchzuführen, hier eingesetzt werden können und sie liegen im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung. Beispielsweise kann die 6,2 V Zenerdiode durch eine 5,1 V Zenerdiode ersetzt werden, um Grenzspannungen von nahezu 12,0 V, 9,9 V und 7,3 V bereitzustellen. Ein Vorteil beim Ersetzen von Zenerdioden mit unterschiedlichen Nennspannungen besteht darin, dass die Grenzspannungen in Übereinstimmung mit den erwünschten Gestaltungsmerkmalen bestimmter Batteriespannungen geregelt werden können. Auf eine ähnliche Art und Weise können die Widerstandswerte der Widerstände verändert werden, um die Lade-Endwerte der LEDs einzustellen. Ferner kann eine unterschiedliche Anzahl von LEDs und Widerständen (z. B. vier mit fünf Widerständen verbundene LEDs) in Verbindung mit Zenerdioden mit unterschiedlichen Nennspannungen benutzt werden, um mehrere oder wenigere Anzeigereihen des Batterieladezustandes bereitzustellen.
Ferner, obwohl die hier bereitgestellten Spannungsanzeige- Schaltkreise für gewöhnlich unter Bezugnahme auf aufladbare Batterieeinheiten beschrieben werden, können solche Schaltkreise mit Einwegbatterien oder aufladbaren Batterien verwendet werden, die in ein Energiequellengehäuse eingesetzt werden, das dazu ausgebildet ist, die Energie von den eingesetzten Batterien zu übertragen wie dem Fachmann bekannt ist. Außerdem, während die Spannungsanzeige-Schaltkreise als ein innerhalb einer Batterieeinheit eingeschlossener Schaltkreis dargestellt werden, können die Spannungsanzeige-Schaltkreise als getrennte Module, die mit einer Batterieeinheit verbunden werden können, ausgebildet sein, wodurch der Schalter nicht mehr erforderlich ist, da der Anschluss der separaten Module an die Batterieeinheit und ihre Abtrennung durch den Benutzer die Beleuchtung der LEDs erleichtern können. Alternativ dazu können die Spannungsanzeige-Schaltkreise mindestens teilweise auf einem Außenbereich des Gehäuses einer Batterieeinheit angebracht oder in einem Gerät, das mit der Batterieeinheit verbunden und dadurch angetrieben wird, befestigt werden. Ferner kann die Mehrzahl von LEDs wie z. B. die LEDs CR4–CR6 als Motorgeschwindigkeitsanzeiger wirken, um eine Geschwindigkeit eines motorangetriebenen Gerätes zu ermitteln, zumal die Geschwindigkeit des Gerätes mit der von der Batterie angelegten Spannung in Beziehung steht.
Während verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart und beschrieben worden sind, sollte es verständlich sein, dass für den Fachmann weitere Abänderungen, Ersatzmöglichkeiten und Alternativen offensichtlich sind. Solche Abänderungen, Ersatzmöglichkeiten und Alternativen sind möglich, ohne dass man dabei vom Sinn und vom Schutzbereich der Erfindung, die durch die beiliegenden Ansprüche bestimmt werden, abweicht.

Claims

Ein Spannungsanzeige-Schaltkreis für eine Energiequelle, der Folgendes umfasst: einen Spannungsteilerschaltkreis; eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Lichtquellen, die mit dem Spannungsteilerschaltkreis verbunden sind; und ein Mittel zum Verbinden des Spannungsteilerschaltkreises mit der Energiequelle.
Der Schaltkreis nach Anspruch 1, wobei das Mittel zum Verbinden des Spannungsteilerschaltkreises mit der Energiequelle einen dazwischen in Reihe geschalteten Schalter umfasst.
Der Schaltkreis nach Anspruch 2, der ferner eine Zenerdiode umfasst, die zwischen dem Spannungsteilerschaltkreis und dem Schalter in Reihe geschaltet ist.
Der Schaltkreis nach Anspruch 1, der als Teil einer Batterieeinheit ausgebildet ist, wobei die Energiequelle eine aufladbare Batterie ist.
Der Schaltkreis nach Anspruch 4, wobei die aufladbare Batterie bei Vollladung eine Spannung von weniger als 30 V aufweist.
Der Schaltkreis nach Anspruch 4, wobei die Mehrzahl von in Reihe geschalteten Lichtquellen Leuchtdioden sind.
Der Schaltkreis nach Anspruch 6, der drei Leuchtdioden zum Anzeigen eines niedrigen, mittleren und hohen Ladezustandes der aufladbaren Batterie umfasst.
Der Schaltkreis nach Anspruch 1, wobei der Spannungsteilerschaltkreis eine Widerstandsleiter mit vier in Reihe geschalteten Widerständen umfasst.
Der Schaltkreis nach Anspruch 7, wobei der Spannungsteilerschaltkreis vier Widerstände bestimmende Knoten dazwischen umfasst, wobei jeder Knoten mit getrennten Anoden der Leuchtdioden verbunden ist.
Eine Vorrichtung, um Energie an eine Last zu liefern, die Folgendes umfasst: eine Batterieeinheit; und einen Anzeigeschaltkreis für die Batterieladung, der mit der Batterieeinheit verbunden ist, um einen Ladezustand der Batterieeinheit anzuzeigen; wobei der Anzeigeschaltkreis für die Batterieladung ferner folgendes umfasst: einen Spannungsteilerschaltkreis mit einer Mehrzahl von Knoten; eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Leuchtdioden, wobei jede über eine Anode verfügt, die mit getrennten Knoten des Spannungsteilerschaltkreises verbunden ist; und ein Mittel zur Steuerung des Flusses von elektrischer Energie von der Batterieeinheit zum Anzeigeschaltkreis für die Batterieladung.
Die Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Batterieeinheit eine aufladbare Batterieeinheit ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Spannungsteilerschaltkreis ferner eine Widerstandsleiter umfasst, die erste, zweite, dritte und vierte Widerstände umfasst, die mit der Mehrzahl der in Reihe geschalteten Leuchtdioden verbunden sind.
Die Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Mehrzahl von in Reihe geschalteten Lichtquellen Folgendes umfasst: eine erste Leuchtdiode, die eine mit dem ersten Widerstand verbundene Anode und eine mit dem zweiten und dritten Widerstand verbundene Kathode aufweist; eine zweite Leuchtdiode, die eine mit dem zweiten und dritten Widerstand verbundene Anode und eine mit dem dritten und vierten Widerstand verbundene Kathode aufweist; und eine dritte Leuchtdiode, die eine mit dem dritten und vierten Widerstand verbundene Anode und eine mit dem vierten Widerstand und der Masse verbundene Kathode aufweist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 10, die ferner eine zwischen dem Spannungsteilerschaltkreis und dem Mittel zur Steuerung des Flusses von elektrischem Strom in Reihe geschaltete Zenerdiode umfasst.
Die Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Mittel zur Steuerung des Flusses von elektrischer Energie einen Schalter umfasst.
Eine batteriebetriebene Vorrichtung, um Energie an eine Last zu liefern, die folgendes umfasst: eine Batterie mit ersten und zweiten Klemmen; einen Spannungserfassungsschaltkreis, der mit der Batterie verbunden ist, um einen Ladezustand der Batterie zu erfassen, der mindestens zwei in Reihe geschaltete Leuchtdioden aufweist, um ein optisches Signal zu erzeugen, wenn ein Fluss von elektrischem Strom von der Batterie zum Spannungserfassungsschaltkreis strömt.
Die Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei der Spannungserfassungsschaltkreis mindestens vier in Reihe geschaltete Widerstände umfasst.
Die Vorrichtung nach Anspruch 17, die ferner drei Leuchtdioden umfasst, die in Reihe geschaltet sind und mit den mindestens vier Widerständen zur Erzeugung des optischen Signals verbunden sind.
Die Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei jede Leuchtdiode mit getrennten Widerständen der mindestens vier Widerstände parallel geschaltet ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 16, die ferner einen Schalter zur Steuerung des Flusses von elektrischem Strom zwischen der Batterie und dem Spannungserfassungsschaltkreis umfasst.
Die Vorrichtung nach Anspruch 20, die ferner eine zwischen dem Spannungsteilerschaltkreis und dem Schalter in Reihe geschaltete Zenerdiode umfasst.
Die Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Batterie eine aufladbare Batterie ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Last ein Motor ist und die Leuchtdioden derart konfiguriert sind, um eine Motorgeschwindigkeit zu bestimmen.
Eine Energiequelle, die folgendes umfasst: eine Batterieeinheit; und einen Anzeigeschaltkreis für die Batterieladung, der mit der Batterieeinheit verbunden ist, um einen Ladezustand der Batterieeinheit anzuzeigen, wobei der Anzeigeschaltkreis für die Batterieladung ferner folgendes umfasst: einen Spannungsteilerschaltkreis, der einen ersten, zweiten, dritten und vierten in Reihe geschalteten Widerstand aufweist; eine erste Leuchtdiode, die mit dem zweiten Widerstand parallel geschaltet ist; eine zweite Leuchtdiode, die mit dem dritten Widerstand parallel geschaltet ist; eine dritte Leuchtdiode, die mit dem dritten Widerstand parallel geschaltet ist; und einen Schalter zur Steuerung eines Flusses von elektrischer Energie von der Batterieeinheit zum Anzeigeschaltkreis für die Batterieladung.
Die Energiequelle nach Anspruch 24, wobei der erste und zweite Widerstand mit einer Anode der ersten Leuchtdiode ver bunden sind.
Die Energiequelle nach Anspruch 25, wobei der zweite und dritte Widerstand mit einer Anode der zweiten Leuchtdiode verbunden sind und der dritte und vierte Widerstand mit einer Anode der dritten Leuchtdiode verbunden sind.
Die Energiequelle nach Anspruch 26, wobei der zweite und dritte Widerstand mit einer Kathode der ersten Leuchtdiode verbunden sind und der dritte und vierte Widerstand mit einer Kathode der zweiten Leuchtdiode verbunden sind.
Die Energiequelle nach Anspruch 27, wobei der vierte Widerstand mit einer Kathode der dritten Leuchtdiode und einer Masse verbunden ist.