DE29608208U1

DE29608208U1 - Batterieladegerät

Info

Publication number: DE29608208U1
Application number: DE29608208U
Authority: DE
Original assignee: CARDINAL TECH CO
Current assignee: CARDINAL TECH CO
Priority date: 1996-05-06
Filing date: 1996-05-06
Publication date: 1996-07-25
Anticipated expiration: 2006-05-07

Description

14580

Cardinal-Tech co., Ltd., Taiwan, Rep. China

Batterieladegerät Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft Batterieladegeräte und betrifft insbesondere ein Ladegerät mit einer Stromversorgungsschaltung hoher Impedanz zum Laden einer nachladbaren Batterie (Akkumulatorbatterie) , wenn die Impedanz der nachladbaren Batterie hoch ist, und mit einer Überwachungsschaltung für eine verpolt angeschlossene Batterie, um ein Warnsignal über eine lichtemittierende Diode auszugeben, wenn die nachladbare Batterie verpolt angeschlossen ist und um gleichzeitig zur Verhinderung eines Kurzschlusses die Aktivierung des Ladestroms zu verzögern.

Es wurden eine Vielzahl von Batterieladegeräten zum Laden von Akkumulatorbatterien entwickelt. Normale Batterieladegeräte können jedoch nur normale Akkumulatorbatterien laden. Wenn die Impedanz einer Akkumulatorbatterie übermäßig hoch ist, kann sie nicht von einem normalen Batterieladegerät 5 geladen werden. Weiterhin kann, wenn die Akkumulatorbatterie verkehrt bzw. verpolt angeschlossen und die Stromversorgungsschaltung des Batterieladegerätes nicht ausgeschaltet ist, ein Kurzschluß auftreten.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt das Batterieladegerät eine Batterieimpedanzüberwachungsschaltung, die folgende Merkmalen umfaßt:

eine Diode und eine Reihenschaltung, die aus einem Verstärker und einem Kondensator besteht, der parallel zu der

zu ladenden nachladbare Batterie angeschlossen ist, eine Batteriespannungsüberwachungsschaltung, die einen Transformator, einen variablen Widerstand und einen Komparator umfaßt, der mit der Ausgangsseite des Transformators in Reihe verbunden ist, eine Konstantstromsteuerschaltung, die einen spannungsgesteuerten Oszillator und einen Transistor umfaßt, der mit dem Transformator gekoppelt ist, eine Stromversorgungsschaltung niedriger Impedanz und ein Induktor, der durch die Konstantstromsteuerschaltung gesteuert wird, um die nachladbare Batterie zu laden, wobei eine Stromversorgungsschaltung hoher Impedanz parallel zu der Stromversorgungsschaltung niedriger Impedanz und dem Induktor angeschlossen und dann in Reihe mit einer Spannungsteilerschaltung verbunden ist, die einen parallel zu der nachladbaren Batterie angeschlossenen variablen Widerstand umfaßt.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Konstantstromsteuerschaltung mit einer Stromüberwachungsschaltung verbunden, die einen Komparator und einen variablen Widerstand umfaßt, und eine Konstantstromüberwachungsschaltung, die parallel zu der nachladbaren Batterie angeschlossen ist und eine Teilerschaltung und eine Anfangszustandsüberwachungsschaltung umfaßt, die eine integrierte Verzögerungsschaltung und einen Komparator umfaßt.

Gemäß einem noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Konstantstromsteuerschaltung mit einer Verpolungs-Überwachungsschaltung zur Erfassung eines verpolten Batterieanschlusses versehen, die parallel zu der nachladbaren Batterie angeschlossen und die eine lichtemittierende Diode und eine aus einem variablen Widerstand und einem Komparator bestehende Reihenschaltung umfaßt, die parallel zu der lichtemittierenden Diode angeschlossen ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockschaltdiagramm eines Batterieladegerätes gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist ein Schaltungsdiagramm einer Ladeschaltung für eine nachladbare Batterie gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 ist ein Schaltungsdiagramm einer Überwachungsschaltung für eine verpolte Verbindung der Batterie ge

mäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ist ein Schaltungsdiagramm einer Batterieimpedanzüberwachungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ist ein Schaltungsdiagramm einer Batteriespannungsüberwachungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 ist ein Schaltungsdiagramm für eine Konstantstromüberwachungsschaltung gemäß der vorliegenden

0 Erfindung, und

Fig. 7 ist ein Schaltungsdiagramm einer Konstantstromsteuerschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Bezugnehmend auf Figur 1 umfaßt ein Batterieladegerät gemäß der vorliegenden Erfindung allgemein eine Stromversorgungsschaltung 1 niedriger Impedanz, eine Konstantstromsteuerschaltung 2, eine Konstantstromüberwachungsschaltung 3, 0 eine Überwachungsschaltung 4 für einen verpolten Anschluß der Batterie, eine Batteriespannungsüberwachungsschaltung 5, eine Batterieimpedanzüberwachungsschaltung 6, eine Stromversorgungsschaltung 7 hoher Impedanz und eine Spannungsteilerschaltung 8.

5 Bezugnehmend auf die Figuren 2 bis 7 und nochmals auf Figur 1 ist die Stromversorgungsschaltung 7 hoher Impedanz

• ·

• · I

(siehe Figur 2) parallel mit der Stromversorgungsschaltung 1 mit niedriger Impedanz verbunden und in Reihe mit der Spannungsteilerschaltung 8, die parallel zu einer nachladbaren Batterie 10 geschaltet ist, verbunden. Die Überwachungsschaltung 4 für eine verpolte Verbindung der Batterie ist parallel mit zwei gegenüberliegende Seiten der nachladbaren Batterie 10 verbunden (siehe Figur 3) und umfaßt einen Komparator 40, eine LED (lichtemittierende Diode) 41 und einen variablen Widerstand 42. Der variable Widerstand 42 ist in Reihe mit dem Komparator 40 geschaltet und dann mit der Parallelschaltung aus der LED 41 und der Konstantstromsteuerschaltung 2 verbunden. Die Batterieimpedanzüberwachungsschaltung 6, die einen Verstärker 60, eine Diode 61, einen Widerstand 62 und einen Kondensator 63 umfaßt, ist parallel mit der nachladbaren Batterie 10 verbunden. Der Verstärker 60 und der Kondensator 63 sind in Reihe geschaltet und dann parallel mit der Diode 61 und dem Widerstand 62 (siehe Figur 4) verbunden. Die Batteriespannungsüberwachungsschaltung 5 umfaßt einen variablen Widerstand 50 und einen Komparator 51, der in Reihe mit der Batterieimpedanzüberwachungsschaltung 6 (siehe Figur 5) verbunden ist. Die Konstantstromüberwachungsschaltung 3 ist parallel mit der nachladbaren Batterie 10 verbunden und dann mit der Batteriespannungsüberwachungsschaltung 5 verbunden, die eine Stromüberwachungsschaltung 32 enthält, welche aus einem Komparator 3 0 und einem variablen Widerstand 31 besteht und eine Anfangszustandsüberwachungsschaltung 37 umfaßt, die aus einer Teilerschaltung 34, einer integrierten Verzögerungsschaltung 35 und einem Komparator 3 6 (siehe Figur 6) besteht. Die Konstantstromsteuerschaltung 2 0 ist mit der Überwachungsschaltung 4 für eine verpolte Verbindung der Akkumulatorbatterie, mit der Batteriespannungsüberwachungsschaltung 5 und der Konstantstromüberwachungsschaltung 3 verbunden, um einen verkehrten (verpolten) Anschluß der Akkumulatorbatterie zu überwachen, die, um einen Referenzausgangsimpuls durch eine Wechselspannungs-Rücksetzungsüberwachungsschaltung 9 bereitzustellen, gesteuert wird

und die einen spannungsgesteuerten Oszillator 20 und einen Transistor 21 umfaßt. Der spannungsgesteuerte Oszillator 2 0 und der Transistor 21 sind in Reihe mit der Stromversorgungsschaltung 1 {siehe Figur 7) mit niedriger Impedanz verbunden.

Bei Gebrauch wird die nachladbare Batterie 10 mit dem Batterieladegerät durch die Klemmen 11 verbunden, wobei die Überwachungsschaltung 4 für eine verpolte Verbindung der Batterie den positiven Anschluß +VB mit der Spannung V4.2 des variablen Widerstandes 42 vergleicht. Wenn +VB>V4.2 ist, heißt das, daß die nachladbare Batterie 10 korrekt angeschlossen ist und daß die Überwachungsschaltung 4 für eine verpolte Verbindung der Batterie bei einem normalen Start ein positives Potential am Ausgang von V4.1 für die Konstantstromsteuerschaltung 2 bereitstellt. Im Gegensatz dazu wird, wenn +VB<V4.2 ist, die LED 41 eingeschaltet, um ein Warnsignal abzugeben und die Konstantstromsteuerschaltung 2 wird nicht gestartet. Wenn gestartet wird, wird die Impedanz V6.1 der nachladbaren Batterie 10, die durch die Batterieimpedanzüberwachungsschaltung 6 gemessenen wird, mit der Spannung V5.2 des variablen Widerstandes 50 am Komparator 51 verglichen. Wenn V6.1<V5.2 ist, wird ein Signal mit positivem Potential zu der Konstantstromsteuerschaltung 2 gesendet, die sie veranlaßt, die Stromversorgungsschaltung 1 mit niedriger 5 Impedanz 2 zu starten und damit wird die Stromversorgung durch die Stromversorgungsschaltung 1 niedriger Impedanz für die nachladbare Batterie 10 bereitgestellt. Die Konstantstromüberwachungsschaltung 3 verwendet die gesetzte Spannung V3.3 des variablen Widerstandes 31 als Referenzspannung. Wenn V3.3>-VB ist, stellt die Konstantstromüberwachungsschaltung 3 ein Signal mit positivem Potential für die Konstantstromsteuerschaltung 2 bereit, indem sie die Situation, daß der Ladestrom nicht den gesetzten Strom erreicht, anzeigt und die Konstantstromsteuerschaltung 2 stellt weiterhin einen Ladestrom für die nachladbare Batterie 10 bereit. Wenn V3.3<-VB ist, wird ein Signal mit niedrigem Potential durch die Kon-

*t

stantstromüberwachungsschaltung 3 für die Konstantstromsteuerschaltung 2 bereitgestellt, das sie veranlaßt, den Ladestrom für die nachladbare Batterie 10 zu stoppen. Damit wird die Konstantstromsteuerung bewirkt. Die geteilte Spannung V3.4 der Teilerschaltung 34 wird mit der Ausgangsspannung V5.1 der Batteriespannungsüberwachungsschaltung 5 verglichen. Weil V5.1 durch die integrierte Verzögerungsschaltung 35 gesteuert wird, wird die Startzeit für V3.5 nach der von V5.1 gesetzt, um einen Kurzschluß der Klemmen 11 zu vermeiden.

Wenn V3.5 und die Ausgangsspannung V3.6 des Komparators 30 erreicht sind, wird eine Ausgangsspannung V3.1 durch die Konstantstromüberwachungsschaltung 3 für die Konstantstromsteuerschaltung 2 bereitgestellt. Wenn V4.1 und V5.1 auf positivem Potentialzustand liegen (kein verpolter Batterieanschluß existiert und die Batteriespannung ist nicht gesättigt) , wird die Konstantstromsteuerschaltung 2 eingeschaltet, um den spannungsgesteuerten Oszillator 20 zu triggern und die Spannung V3.1 wird durch den Widerstand 22 und den Kondensator 23 integriert, um V2.1 bereitzustellen, die den spannungsgesteuerten Oszillator 2 0 startet. Wenn V2.1 in den spannungsgesteuerten Oszillator eingegeben wird, stellt der spannungsgesteuerte Oszillator Impulse mit niedriger Frequenz und langer Dauer über den Transistor 21 und den Transformator 24 bereit, um die Stromversorgungsschaltung 1 mit niedriger Impedanz zu triggern, was diese veranlaßt, die nachladbare Batterie 10 mit einem Spannungsimpuls zu laden während gleichzeitig der Induktor 12 den Ladestrom puffert. Wenn die nachladbare Batterie 10 außergewöhnlich ist und eine hohe 0 Impedanz aufweist, kann die Stromversorgungsschaltung 1 mit niedriger Impedanz nicht durch die nachladbare Batterie 10 getriggert werden. Jedoch stellt die Stromversorgungsschaltung 7 hoher Impedanz einen Ausgang bereit, der durch die Spannungsteilerschaltung 8 in eine hohe Ausgangsspannung geteilt wird, der es ermöglicht, daß die nachladbare Batterie 10 aufgeladen wird, wobei diese durch eine hohe Spannung bei

niedrigem Strom (etwa wenigen mA elektrischem Strom) geladen wird.

Während nur eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, daß unterschiedliche Modifikationen und Änderungen durchgeführt werden können, ohne die Idee und den Zweck der offenbarten Erfindung zu verlassen.

Claims

SCHÜTZANSPRÜCHE

1. Batterieladegerät mit einer Batterieimpedanzüberwachungsschaltung (6), die folgende Merkmalen umfaßt:

eine Diode (61) und eine Reihenschaltung, die aus einem Verstärker (60) und einem Kondensator {63) besteht, der parallel zu der zu ladenden nachladbaren Batterie angeschlossen ist,

eine Batteriespannungsüberwachungsschaltung (5), die einen Transformator, einen variablen Widerstand (50) und einen Komparator (51) umfaßt, der mit der Ausgangsseite des Transformators in Reihe verbunden ist,

eine Konstantstromsteuerschaltung (2), die einen spannungsgesteuerten Oszillator (20) und einen Transistor (21) umfaßt, der mit dem Transformator gekoppelt ist,

eine Stromversorgungsschaltung (1) niedriger Impedanz und einen Induktor (12), die durch die KonstantStromsteuerschal tung (2) gesteuert werden, um die Akkumulatorbatterie (10) zu laden,

wobei eine Stromversorgungsschaltung (7) hoher Impedanz parallel mit der Stromversorgungsschaltung (1) niedriger Impedanz und dem Induktor (12) geschaltet und dann in Reihe mit einer Spannungsteilerschaltung (8) verbunden ist, die einen parallel zu der nachladbaren Batterie (10) angeschlossenen variablen Widerstand umfaßt.

2. Batterieladegerät des Anspruchs 1, wobei die Konstantstromsteuerschaltung (2) mit einer Stromüberwachungsschaltung (32) verbunden ist, die einen Komparator (30) und einen variablen Widerstand (31) umfaßt, und eine Konstantstromüberwachungsschaltung (3), die parallel zu der nachladbaren Batterie (10) angeschlossen ist und eine Teilerschaltung (34) und eine Anfangszustandsüberwachungsschaltung (37) umfaßt, die eine integrierte Verzögerungsschaltung (35) und einen Komparator (3 6) umfaßt.

3. Batterieladegerät des Anspruchs 1, wobei die Konstantstromsteuerschaltung (2) mit einer Verpolungs-Überwachungsschaltung (4) zur Erfassung eines verpolten Batterieanschlusses versehen ist, die parallel zu der nachladbaren Batterie (10) angeschlossen ist und die eine lichtemittierende Diode (41) und eine aus einem variablen Widerstand (42) und einem Komparator (40) bestehende Reihenschaltung umfaßt, die parallel zu der lichtemittierenden Diode (41) angeschlossen ist.