DE1267318B

DE1267318B - Anordnung zur Ladung von Kleinakkumulatoren

Info

Publication number: DE1267318B
Application number: DEP1267A
Authority: DE
Inventors: Edgar G Knop
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1959-08-25
Filing date: 1959-08-25
Publication date: 1968-05-02

Description

Anordnung zur Ladung von Kleinakkumulatoren In steigendem Maße werden tragbare elektronische Geräte, wie z. B. Rundfunkempfänger, Strahlungsmeßgeräte, Taschenlampen, Photoblitzgeräte und Diktiergeräte, durch fest in diese Geräte eingebaute Akkumulatoren mit elektrischer Energie versorgt.
Zur Wiederaufladung dieser Akkumulatoren dienen einfache Ladegeräte, die entweder in diese Geräte bereits eingebaut sind oder als Zubehör mitgeliefert werden. Da es sich bei den oben angeführten Geräten um Massenproduktionsgüter handelt, müssen diese Ladeeinrichtungen aus Gründen der Preiswürdigkeit so einfach wie möglich gehalten werden; dementsprechend verzichtet man bei diesen Geräten auf Einrichtungen zur automatischen Begrenzung des Ladevorganges. Obwohl den meist beiliegenden Gebrauchsanweisungen ein Hinweis über die mittlere Ladungszeit zu entnehmen ist, kommt es bei derartigen Geräten infolge Fehlens von Einrichtungen zur automatischen Begrenzung des Ladevorganges nicht selten zu erheblichen Ladungsüberschreitungen, die sehr leicht zur Beschädigung oder Zerstörung der Akkumulatoren führen.
Neben der Überschreitung der Ladezeit kann bei den bisher bekannten Schaltungsanordnungen zur Aufladung von Akkumulatoren auch eine stark schwankende Netzspannung zur Beschädigung füh- ren. Dies trifft besonders bei solchen Schaltungen zu, bei denen die Netzwechselspannung über einen Spannungsteiler und eine zur Spannungsgleichrichtung verwendete Diode dem Akkumulator zugeführt wird. Bei einer Ladung mit Gleichstrom verhindert eine dem Akkumulator vorgeschaltete Diode die Entladung des Akkumulators bei falsch gepoltem Anschluß der Speisespannungsquelle.
Zur selbsttätigen Aufladung sowie zur selbsttätigen Ladungserhaltung ist nun eine Schaltungsanordnung bekanntgeworden, bei der der Akkumulator über einen Spannungsteiler an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen wird. Dabei besteht der parallel zur Batterie liegende Teil des Spannungsteilers aus einem Widerstand mit negativer Strom-Spannungs-Charakteristik. Zur Konstanthaltung einer Ausgangsspannung bei einer Wechseleingangsspannung werden heute auch spannungs- und stromabhängige Widerstände verwendet. Bekannt ist auch, daß zum Schutz von empfindlichen Instrumenten gegen eine Überlastung sowie zur Spannungsbegrenzung Zenerdioden eingesetzt werden können. So wurde auch bereits früher eine Ladeschaltung für Kleinsammler vorgeschlagen, bei der ein Gleichrichter in Serie zu der aufzuladenden Batterie geschaltet wird und parallel zu dieser Serienschaltung eine Zenerdiode in Reihe mit geeigneten Widerständen vorgesehen ist.
Um eine überladung der Akkumulatoren zu vermeiden, wird nun eine Anordnung zur Ladung von Kleinakkumulatoren aus dem Wechselstromnetz vorgeschlagen, bei der eine Zenerdiode zur Begrenzung der Ladespannung verwendet wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Zenerdiode auch zur Gleichrichtung des Wechselstromes dient.
Zum Schutz der Zenerdiode vor zu starken Strömen wird ihr zweckmäßigerweise ein Schutzwiderstand vorgeschaltet. Außerdem empfiehlt es sich, zwischen die Zenerdiode und den zu ladenden Akkumulator einen Widerstand zu schalten, der sowohl den Ladestrom als auch den Rückstrom begrenzt.
Die Zenerdiode selbst wird so gewählt, daß ihre Zenerdurchbruchsspannung gleich der Ladeendspannung des zu ladenden Akkumulators ist. Unter diesen Umständen kann nämlich ein Ladestrom von der Zenerdiode in den zu ladenden Akkumulator nur so lange fließen, solange dieser noch nicht die Ladeendspannung erreicht hat, d. h. also, solange er noch nicht voll aufgeladen ist.
Die Erfindung soll im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Bei der Schaltung gemäß der Zeichnung fließt durch die Reihenschaltung des Widerstandes R, und der Zenerdiode Z nach Anlegen der Netzspannung an die Klemmen 1 und 2 ein Strom, der an der Zenerdiode einen Spannungsabfall hervorruft. Dieser Spannungsabfall wird bei Wechselstrom in der einen Halbwelle einen Wert annehmen, der gleich der Zener-Durchbruchsspannung ist, nämlich dann, wenn der Strom durch die Zenerdiode in Sperrichtung fließt; während der anderen Halbwelle tritt an der Zenerdiode ein Spannungsabfall in Höhe der Schwellspannung von etwa 0,3 bis 0,5 V auf.
Wird nun, wie bereits ausgeführt, die Zenerdiode so gewählt, daß ihre Zenerdurchbruchsspannung gleich der Ladeendspannun ' g des zu ladenden Akkumulators ist, so kann ein Ladestrom von der Zenerdiode über R, nur so lange in den zu ladenden Akkumulator fließen, solange dieser noch nicht die Ladeendspannung erreicht hat d. h. solange er nocht nicht voll geladen ist. Mit Erreichen der Ladeendspannung, die ja gleich der Zener-Durchbruchsspannung sein soll, fließt infolge der Potentialgleichheit kein Ladestrom mehr in den Akkumulator, so daß eine überladung in jedem Fall vermieden wird.
Der Widerstand R, soll das Fließen eines Entladestromes während der Halbwelle, in der der Strom durch die Zenerdiode in Durchlaßrichtung fließt, reduzieren. Er soll etwa das Fünf- bis Zehnfache des Diodeninnenwiderstandes betragen.
Eine Entladung des Akkumulators durch die Ladeeinrichtung kann nicht stattfinden, da die Akkumulatorspannung die Zenerspannung übersteigen müßte, um einen Stromfluß durch die Diode Z zu erzwingen.

Claims

Patentansprüche: 1. Anordnung zur Ladung von Kleinakkumulatoren aus dem Wechselstromnetz, bei der eine Zeuerdiode zur Begrenzung der Ladespannung verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zenerdiode(Z) auch zur Gleichrichtung des Wechselstromes dient.
2. Anordnung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Zenerdiode (Z) und den zu ladenden Akkumulator ein Widerstand (R2) geschaltet ist. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (RJ derart bemessen ist, daß sein Wert das Fünf- bis Zehnfache des Innenwiderstandes der Zenerdiode (Z) beträgt. 4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zenerdiode (Z) derart gewählt ist, daß ihre Durchbruchsspannung gleich der Ladeendspannung des zu ladenden Akkumulators ist. 5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Wechselspannungsnetz (1, 2) und die Zenerdiode (Z) ein Schutzwiderstand (R1) geschaltet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 812 802, 963 708, 933 820; deutsche Auslegeschriften Nr. 1038 304, 1046 737; österreichische Patentschrift Nr. 203 595; USA.-Patentschrift Nr. 2 086 910; Nachrichtentechnische Zeitschrift, 1957, S. 197. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1170 511.