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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Laderegelung
einer wieder aufladbaren Lithium-Ionen-Batterie, einer Nickel-Kadmium-Batterie
(Ni-Cd-Batterie),
einer Nickel-Metallhydrid-Batterie (Ni-MH-Batterie) oder ähnlichen
wieder aufladbaren Batterin sowie auf ein Ladegerät nach diesem
Verfahren.
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Moderne
elektronische Geräte,
einschließlich
Notebook-PCs und Digitalkameras weisen eine extrem kleine Größe und ein
geringes Gewicht auf und werden durch wieder aufladbare Batterien
betrieben. Wieder aufladbare Batterien für einen solchen Verwendungszweck
schließen
Lithium-Ionen-Batterien, Ni-Cd-Batterien
und Ni-MH-Batterien ein. Eine Lithium-Ionen-Batterie ist zum Beispiel
eine nichtwässerige,
wieder aufladbare Batterie, die eine organische Lösung von
Lithiumsalz als Elektrolyten benutzt. Diese Art von Batterie erzeugt
eine elektromotorische Kraft aufgrund von Redoxreaktionen, abgeleitet
von der Migration von Lithium-Ionen. In dieser Hinsicht unterscheidet
sich eine Lithiumionen-Batterie von anderen wieder aufladbaren Batterien
mit wasserlöslichen
Elektrolyten, die Elektrizität
auf der Basis von elektro-chemischen Reaktionen unter Beteiligung
von Wasser erzeugen. Nicht-wässerige
wieder aufladbare Batterien haben gegenüber anderen wieder aufladbaren
Batterien den Vorteil, dass sie zwischen den Batterieelektroden
eine hohe Spannung pro Zelle erzeugen, eine hohe Kapazität und eine
hohe Ausgangsleistung aufweisen. Ladeverfahren zum Verbessern der
Eigenschaften solcher nicht-wässerigen
wieder aufladbaren Batterien selbst und der weitere effektive Einsatz
solcher Batterien werden erforscht.
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Bei
Ladegeräten
zum Laden von wieder aufladbaren Batterien ist es zum Beispiel üblich, eine
Ladestrom-Messschaltung in den Ladestromkreis zum Laden der Batterie
einzufügen.
Die Ladestrom-Messschaltung misst dabei einen Ladestrom, der durch den
Ladestromkreis fließt.
Wenn der Ladestrom unter einen vorausgewählten Wert abfällt, stellt
das Ladegerät
fest, dass die angeschlossene Batterie vollständig geladen worden ist. Die
Ladestrom-Messschaltung vergrößert jedoch
den für
das Ladegerät benötigten Montageplatz
und steht einer Verkleinerung des Ladegerätes entgegen. Außerdem erfordert eine
solche Lade strom-Messschaltung eine höchst genaue und damit teure
Konfiguration, so dass sich ein komplizierter Aufbau des Ladegerätes ergibt.
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US 5.408.170 beschreibt ein Batterieladegerät mit einem
Schalter zum Verbinden einer wieder aufladbaren Batterie mit einer
Stromquelle bzw. zum Trennen davon. Die Spannung über der
Batterie wird während
eines Konstantspannungs-Lademodus
sowohl während
des Ladens als auch bei einer Unterbrechung der Ladung gemessen
und aus den gemessenen Spannungen wird die Differenz gebildet. Der
Schalter wird auf der Basis dieser Differenz gesteuert.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Laderegelung und ein Ladegerät
für eine
wieder aufladbare Batterie zu schaffen, das in der Lage ist, den
voll aufgeladenen Zustand der Batterie mit einem einfachen Aufbau
zu messen und eine genaue Laderegelung durchzuführen.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Ladereglung
einer wieder aufladbaren Batterie gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen.
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Nach
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Ladegerät zum Laden
einer wieder aufladbaren Batterie gemäß Anspruch 5 vorgeschlagen.
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Die
Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher
aus der detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung
hervor, die beispielsweise in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
erfolgt.
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Es
zeigen:
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1 ein
Blockschaltbild eines Ladegerätes gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
Darstellung der Beziehungen zwischen einer Ladespannung und einem
Ladestrom im Konstantstrom-Modus und einer solchen im Konstantspannungs-Modus
des Ladegerätes
nach 1;
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3 ein
Prinzipschaltbild des beschriebenen Ausführungsbeispieles;
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4 die
Variation einer Spannung ΔV
zwischen einer während
des Ladevorganges auftretenden Spannung und einer Spannung, die
bei einer Unterbrechung der Ladung in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
auftritt;
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5 ein
Flussdiagramm zur Darstellung der Arbeitsweise des beschriebenen
Ausführungsbeispiels;
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6 ein
Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung und
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7 das
Prinzip der Ausführungsform
nach 6.
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In 1 der
Zeichnungen ist ein Ladegerät gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt und im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 10 versehen. Das
Ladegerät 10 weist
Ausgangsanschlüsse 100a und 100b auf,
an die eine wieder aufladbare Batterie 14 abtrennbar angeschlossen
ist. Das Ladegerät 10 wird über einen
Wechselstrom-Adapter 12 mit Gleichstrom versorgt, um die
wieder aufladbare Batterie 14 damit zu laden. Das Ladegerät 10 ist
so aufgebaut, dass es den voll aufgeladenen Zustand der Batterie 14 sicher
feststellt, um hierdurch eine Laderegelung einschließlich der
Beendigung des Ladevorganges durchzuführen. Es wird bemerkt, das
Teile und Elemente, die nicht direkt für das Verständnis der vorliegenden Erfindung
erforderlich sind, nicht gezeigt oder beschrieben werden, und dass
die Signale durch die Bezugszeichen definiert werden, die an den
Verbindungsleitungen angegeben sind, an denen sie auftreten.
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Eine
kommerziell verfügbare
Quelle für
eine Wechselspannung von 230 V ist zum Beispiel an den Eingangsanschlüssen 102a und 102b des
Wechselstrom-Adapters 12 angeschlossen.
Der Adapter 12 richtet die Spannung der Wechselstromquelle
gleich und siebt diese Spannung, um eine Gleichspannung zwischen
den Ausgangsanschlüssen 104a und 104b zum
Laden der Batterie 14 zu erzeugen. In diesem Sinne bildet
der Adapter 12 eine Gleichstromquelle. Obwohl der Gleichstrom
aus dem Adapter mit verschiedenen Schaltungen einschließlich des
Ladegerätes 10 verbunden
ist, um diese zu versorgen, wird eine solche Verbindung nicht besonders
beschrieben.
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Der
Ausgangsanschluss 104a des Adapters 12, d.h. der
positive Eingangsanschluss 104a des Ladegerätes 10,
ist mit dem Source-Anschluss 106 des Steuer-FET (FET: Feldeffekttransistor) 18 über eine Diode 16 verbunden,
die einen Rückstrom
verhindert. Der negative Eingangsanschluss 104b des Ladegerätes 10 ist
mit Wechselstrom-Masse AC-GND des Ladegerätes 10 verbunden.
Ein Ladungs-IC (IC: Integrierte Schaltung) 20 weist einen
Ladesteuerausgang EXT auf, der mit dem Gate-Anschluss 108 des Steuer-FET 18 verbunden
ist. Das Steuer-FET 18 verbindet wahlweise den Source-Anschluss 106 und den
Drain-Anschluss 120 miteinander
oder trennt sie, wenn das Potential am Gate-Anschluss 108 einen hohen bzw.
einen niedrigen Wert annimmt. Der FET 18 dient somit als
Schalter zum wahlweisen Zuführen des
Gleichstromes des Wechselstrom-Adapters 12 zum Ausgangsanschluss 100a.
Der Drain-Anschluss 120 des FET 18 ist mit einem
Batteriespannungs-Messeingang CEL bzw. einem Spannungsmesseingang
A/D des Ladungs-IC 20 und einer Steuereinheit 22 verbunden.
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Andererseits
ist der Ausgangsanschluss 100b mit einem Spannungsmesseingang
CS des Ladungs-IC 20 und über einen stromeinstellenden
Widerstand (R1) 24 mit Wechselstrom-Masse AC-GND verbunden.
Schließlich
ist der Anschluss 100b über einen
Widerstand 24 mit Masse GND der Steuereinheit 22 verbunden.
Bei diesem Aufbau fließt
ein Ladestrom vom Wechselstrom-Adapter 12 (Anschluss 104a)
nach Masse AC-GND über
die Diode 16, den Steuer-FET 18, die Batterie 14 und
den stromeinstellenden Widerstand (R1) 24.
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Das
Ladungs-IC 20 führt
dem Gate-Anschluss des Steuer-FET 18 ein Steuersignal (EXT) zu,
um die Source- und Drain-Elektroden des FET 18 wahlweise
durchzuschalten oder voneinander zu trennen, d.h. um wahlweise der
Batterie 14 Spannung und Strom zuzuführen bzw. diesen zu unterbrechen.
Im beschriebenen Ausführungsbeispiel
misst das Ladungs-IC 20 die Klemmenspannung der Batterie 14,
die zwischen dem Batteriespannungs-Messeingang CEL und dem Spannungsmesseingang
CS auftritt. Die Messung wird dann durchgeführt, wenn Source- und Drain-Anschluss
des Steuer-FET 18 voneinander getrennt sind. Weiterhin
misst das Ladungs-IC 20 eine Spannung zwischen seinem Spannungsmesseingang
CS und dem Masseanschluss GND und somit einen Spannungsabfall zwischen
den Anschlüssen
des stromeinstellenden Widerstandes (R1) 24. Zusätzlich empfängt das
Ladungs-IC 20 ein Laderegelungssignal 122 von
der Steuereinheit 22 über
seinen Laderegelungseingang SW1. Abhängig von diesem Signal 122 gibt
das Ladungs-IC 20 ein Laderegelungssignal EXT zum Einschalten
und Ausschalten des Steuer-FET 18 ab, um damit das Laden der
Batterie 14 entsprechend zu regeln. Insbesondere misst
die Steuereinheit 22 eine Spannung zwischen dem mit der
Batterie 14 verbundenen Anschluss 100a und Masse
AC-GND und bewirkt, dass das Ladungs-IC 20 den Ladevorgang
in Übereinstimmung
mit der Variation der obigen Spannung regelt.
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Wie
insbesondere in 2 gezeigt ist, beginnt die am
Spannungsmesseingang A/D der Steuereinheit 22 auftretende
Spannung von ihrem Maximalwert beim Übergang von der ersten Zeitperiode (1.
Stufe) T1 zu einer zweiten Zeitperiode (2. Stufe) T2 zu fallen.
Abhängig
davon liefert die Steuereinheit 22 im Konstantspannungs-Modus
ein Laderegelungssignal 122 an den Eingang SW1 des Ladungs-IC 20,
wodurch die Ladung ein- und abgeschaltet wird. Die Kurven 200 bzw. 202 in 2 zeigen
eine Spannung an, die an dem Spannungsmesseingang A/D während des
Ladevorganges auftritt und eine Batteriespannung, die während der
Ladeunterbrechung auftritt. Eine gestrichelte Kurve 204 zeigt die
Variation des Ladestroms an. Zum Vergleich zeigt eine strichpunktierte
Linie 206 eine Entscheidungslinie für die volle Ladung an, wie
sie bei einem vorher diskutierten konventionellen Betrieb für den Ladestrom
erwähnt
wurde.
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Im
beschriebenen Ausführungsbeispiel
bestimmt die Steuereinheit 22 im Konstantspannungs-Modus
(Stufe T2) auf der Basis der Variation der seinem Spannungsmesseingang
A/D zugeführten
Spannung, ob die Batterie 14 vollgeladen wurde oder nicht.
Die Steuereinheit 22 führt
eine Vollladungs-Verarbeitung einschließlich einer Ladungsabschaltung
der Batterie 14 in Verbindung mit dem Resultat der genannten
Entscheidung durch, wie im einzelnen noch später beschrieben wird.
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Die
Batterie 14 wird durch eine Batterieanordnung dargestellt,
die in ihrem Gehäuse
eine einzelne Batteriezelle oder eine Mehrzahl von Batteriezellen
enthält,
die in Serie und/oder parallel geschaltet sind. Im beschriebenen
Ausführungsbeispiel
sind die Batterien Lithium-Ionen-Zellen. Selbstverständlich können die
Lithium-Ionen-Batterien auch durch andere geeignete wieder aufladbare
Batterien ersetzt werden, z.B. Ni-Cd-Batterien oder Ni-MH-Batterien. 3 zeigt
das Prinzip oder das Ersatzschaltbild der Batterie 14.
Wie zu sehen ist, weist die Batterie 14 im Innern eine
EMK E zum Erzeugen einer Batteriespannung Vb und einen Innenwiderstand
r auf. Ein Ladestrom i fließt
durch die Batterie 14 vom positiven Anschluss (+) zum negativen
Anschluss (–).
Während
der Ladung, d.h. während
der Ladestrom i fließt, setzt
sich eine Spannung V zwischen dem Anschluss 100a und Masse
AC-GND, siehe 1, aus der Summe der Batteriespannung
Vb, der Spannung (i × r) über dem
Innenwiderstand r und einer Spannung (i × R1) über dem stromeinstellenden
Widerstand R1 zusammen, d.h. V = Vb + (i × r) + (i × R1).
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Es
wird angenommen, dass das Steuer-FET 18 während des
Ladevorganges abgeschaltet wird. Dann ist die Spannung V, die während der
Ladungsunterbrechung zwischen dem Anschluss 100a und Masse
AC-GND auftritt, gleich der Batteriespannung Vb, d.h. V = Vb. Hieraus
folgt, dass eine Differenz ΔV zwischen
der Spannung während
der Ladung und der Spannung während
der Unterbrechung der Ladung gleich der Summe der Spannungen (i × r) und
(i × R1)
ist, d.h., ΔV
= (i × r)
+ (i × R1)
= i(r + R1).
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Wie 2 zeigt,
wird eine Differenz ΔVt1 zwischen
der Spannung während
der Ladung und der Spannung während
der Ladungsunterbrechung in der Stufe T1 (Konstantstrom-Modus) und
Differenzen ΔVt2
und ΔVt3
zwischen den gleichen Spannungen in der Stufe T2 (Konstantspannungs-Modus)
angenommen. Es ist zu sehen, dass die Differenz ΔV sequentiell mit einem Abnehmen
des Ladestroms 204 abnimmt, d.h. es besteht eine Beziehung
von ΔVt1 > ΔVt2 > ΔVt3.
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Die
oben angegebene Beziehung zeigt an, dass der Ladestrom sequentiell
abnimmt, sobald die Batterie 14 sich ihrem vollgeladenen
Zustand nähert, wobei
die Differenz ΔV
zwischen der Spannung während
der Ladung und der Spannung während
der Ladungsunterbrechung zwischen dem Anschluss 100a und
Masse AC-GND abnimmt. Beim Feststellen eines solchen Abnehmens ist
die Steuereinheit 22 in der Lage zu bestimmen, ob die Batterie 14 vollgeladen
ist oder nicht. Insbesondere digitalisiert die Steuereinheit 22 die
analogen Spannungswerte, die sequentiell ihrem Spannungsmesseingang
A/D zugeführt
werden und produziert eine Differenzspannung ΔV zwischen den digitalisierten
Spannungswerten und vergleicht die Differenz ΔV mit einem vorbestimmten Referenzwert
k. Wenn die Differenz ΔV
unter den Referenzwert k fällt,
bestimmt die Steuereinheit 22, dass die Batterie 14 vollgeladen
wurde und beendet das Laden der Batterie 14 sofort oder
nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne. Der Referenzwert k,
der für
die oben beschriebene Entscheidung benutzt wird, wird vorab in Anpassung
an den Aufbau der benutzten Batterie 14 ausgewählt.
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Die
Steuereinheit 22 führt
dem Ladungs-IC 20 periodisch das Ladesteuersignal 122 zum
Einschalten des Steuer-FET 18 für eine vorbestimmte Zeit und
das Ladesteuersignal 122 zum Abschalten für eine vorbestimmte
Zeit zu. Während
sich das Steuer-FET 18 im eingeschalteten Zustand befindet, misst
die Steuereinheit 22 während
der Ladungsunterbrechung eine Spannung zwischen dem Anschluss 100a und
Masse AC-GND. Wie in 4 in Verbindung mit dem beschriebenen
Ausführungsbeispiel
zu sehen ist, misst die Steuereinheit 22 während des
Ladens über
einen Zeitraum t1 eine Spannung und misst gleichzeitig den Zeitraum
t1; und danach misst die Steuereinheit 22 während der
Ladeunterbrechung eine Spannung über
einen Zeitraum t2 und misst gleichzeitig diesen Zeitraum t2.
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Eine
spezielle Betriebsweise des Ladegerätes 10 wird nun in
Verbindung mit den 4 und 5 beschrieben.
In diesem beschriebenen Ausführungsbeispiel
arbeitet das Ladegerät 10 im
Konstantstrom-Modus (T1, 2) von dem Zeitpunkt an, wo
der Ladevorgang der Batterie 14 beginnt, bis zu dem Zeitpunkt,
an dem die Ladespannung der Batterie 14 ihren Spitzenwert
erreicht. Nachdem ein Abfallen der Ladespannung vom Spitzenwert
festgestellt wird, beginnt das Ladegerät 10 mit dem Konstantspannungs-Modus
(T2, 2). Im Konstantspannungs-Modus liefert die Steuereinheit 22 ein
Laderegelungssignal 122 an das Ladungs-IC 20.
Abhängig davon
schaltet das Ladungs-IC 20 mit seinem Ausgang 108 den
Steuer-FET 18 ein, so dass ein Ladestrom vom Wechselstrom-Adapter 12 über das
Ladegerät 10 zur
Batterie 14 fließt
und diese ohne Unterbrechung lädt
(Schritt 500).
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Während die
Batterie 14 durch den Ladestrom geladen wird, digitalisiert
die Steuereinheit 22 einen Spannungswert V, der ihrem Spannungsmesseingang
A/D zugeführt
wird, und erkennt diesen (Schritt 502). Anschließend beginnt
die Steuereinheit 22 das Messen der vorbestimmten Zeit
t1 (Schritt 504) und be stimmt dann, ob der Zeitraum t1
abgelaufen ist oder nicht (Schritt 506). Ist die Antwort
auf den Schritt 506 negativ (N), kehrt das Programm zum Schritt 502 zurück und wiederholt
die Schleife, bestehend aus den Schritten 502 bis 506.
Ist die Antwort im Schritt 506 positiv (J), initiiert die
Steuereinheit 22 die Zeitmessung und bewirkt, dass das
Ladungs-IC 20 den Steuer-FET 18 abschaltet und
dadurch das Laden der Batterie unterbricht (Schritt 508).
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Nach
dem Schritt 508 beginnt die Steuereinheit 22 die
andere vorbestimmte Zeit t2 (Schritt 510) und bestimmt
dann, ob der Zeitraum t2 abgelaufen ist oder nicht (Schritt 512).
Ist die Antwort auf den Schritt 512 N, kehrt das Programm
zum Schritt 510 zurück und
wiederholt die aufeinander folgenden Schritte 510 und 512.
Bei Ablauf des Zeitraums t2 (J, Schritt 512) initiiert
die Steuereinheit 22 den Zeitmessvorgang und erkennt wieder
eine Spannung, die ihrem Spannungsmessanschluss A/D in Form eines
digitalisierten Wertes zugeführt
wurde (Schritt 514). Dann berechnet die Steuereinheit 22 eine
Differenz ΔV
zwischen der Spannung, die während
des Ladevorganges im Schritt 502, und der Spannung, die
während der
Ladungsunterbrechung im Schritt 514 gemessen wurde, und
stellt fest, ob die Differenz ΔV
kleiner als der Referenzwert k ist (Schritt 516). Ist die
Differenz ΔV
kleiner als der Referenzwert k (J, Schritt 516), dann folgt
dem Schritt 516 unmittelbar der Schritt 518. Ist
die Differenz ΔV
nicht kleiner als der Referenzwert k (N, Schritt 516),
dann kehrt das Programm zum Schritt 500 zurück und wiederholt
die Schleife, bestehend aus den Schritten 500 bis 516.
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Wenn
die oben genannte Differenz ΔV
sequentiell von ΔVt2
nach ΔVt3
abnimmt, wie durch die wiederholten Schritte 500 bis 516 bestimmt,
stellt die Steuereinheit 22 als Resultat des Schrittes 516 fest, dass
die Batterie vollständig
oder fast vollständig
aufgeladen wurde. Dann führt
die Steuereinheit 22 einen Vorgang bei voller Ladung durch,
d.h. beendet den Ladevorgang, während
der Steuer-FET 18 über
das Ladungs-IC 20 im ausgeschalteten Zustand gehalten wird
(Schritt 518). Die Steuereinheit 22 kann den Ladevorgang
sofort oder nach Ablauf einer bestimmten, geeigneten Zeit beenden,
je nach der Art der wieder aufladbaren Batterie 14 und
den Umständen
der Ladung. In dieser Weise ist das Ladegerät 10 in der Lage,
die Batterie sicher zu laden, ohne den Ladestrom direkt zu messen.
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6 zeigt
eine alternative Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie zu sehen ist, ist ein Ladegerät 60 mit
dem Ladegerät 10 der 1 identisch,
nur mit dem Unterschied, dass ein zusätzlicher Widerstand R3 zwischen
den Drain-Anschluss des
Steuer-FET 18 und dem Anschluss 100a geschaltet
ist, und dass ein Schalter 62 mit der Steuereinheit 22 verbunden
ist, um eine Ladungsanpassung an die Art der wieder aufladbaren
Batterie 14 vornehmen zu können. In dem beschriebenen
Ausführungsbeispiel
ist die Steuereinheit 22 in der Lage, eine einer Mehrzahl
von Zeitperioden T1, eine einer Mehrzahl von Zeitperioden T2 und
einen einer Mehrzahl von Referenzwerten k in Übereinstimmung mit dem Ein/Aus-Zustand
des Schalters 62 auszuwählen.
Das Ladegerät 60 kann
somit die Batterie in einer Weise laden, die für die Art der Batterie zweckmäßig ist.
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7 zeigt
das Ersatzschaltbild der wieder aufladbaren Batterie 14,
wie sie in der alternativen Ausführungsform
integriert ist. Wie zu sehen ist, enthält die Batterie 14 im
Innern eine EMK E, die eine Spannung Vb erzeugt, und einen Innenwiderstand
r. Die Ladespannung zur Zeit der Ladung, während ein Ladestrom i fließt, d.h.
die Spannung V zwischen dem Anschluss 100a und Masse AC-GND
nach 6, entspricht der Summe einer Spannung V3 = (i × R3) über dem
zusätzlichen
Widerstand R3, der Batteriespannung V1 = Vb + (i × r) und
der Spannung V2 = (i × R1) über dem
stromeinstellenden Widerstand R1. Die Steuereinheit 22 misst
eine solche Ladespannung. Dementsprechend ist die durch die Steuereinheit 22 in
diesem Ausführungsbeispiel
gemessene Spannung um V3 höher
als die, die bei der vorhergehenden Ausführungsform gemessen wurde.
Dementsprechend nimmt die Differenz ΔV zwischen der Spannung während der
Ladung und der Spannung während
der Ladungsunterbrechung zu und erlaubt es, den voll aufgeladenen
Zustand der Batterie 14 auf einfachere Weise messen zu
können.
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Wie
bereits oben erwähnt,
arbeiten die beschriebenen Ausführungsbeispiele
ohne die Benutzung eines Strommesskreises, wie sie bisher verwendet
wurden, um den vollen Ladezustand der Batterie zu bestimmen. Darüber hinaus
wird bei den Ausführungsformen
nicht eine Spannung zwischen den Anschlüssen 100a und 100b gemessen.
Insbesondere wird bei den Ausführungsformen
jeweils eine Differenz zwischen der Spannung zwischen dem Anschluss 100a und
Masse AC-GND während des
Ladevorganges und der Spannung zwischen den gleichen Anschlüssen während der
Ladungsunterbrechung gemessen, und zwar ohne oder mit dem Zusatz
einer Spannung über
einem zusätzlichen
Widerstand zum Erhöhen
der oben genannten Differenz. Bei den Ausführungsformen wird auf der Basis der
Differenz bestimmt, ob die Batterie 14 voll geladen wurde
oder nicht. Mit diesem Aufbau ist es möglich, die Batteriespannung
verhältnismäßig einfach und
genau zu messen. Die Ausführungsformen
können
damit bei einfachem Aufbau die Batterie 14 sicher laden.
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Zusammengefasst
ist zu erkennen, dass die vorliegende Erfindung ein einfaches Ladegerät schafft,
das eine wieder aufladbare Batterie vollladen kann, ohne dass konventionelle
Schaltungen zum Messen des Ladestroms erforderlich sind. Grundsätzlich misst
das Ladegerät
gemäß der vorliegenden
Erfindung die Summe der Batteriespannung, die Spannung über dem
Innenwiderstand der wieder aufladbaren Batterie und die Spannung über einem stromeinstellenden
Widerstand und regelt das Aufladen der Batterie auf der Basis einer
Differenz ΔV
zwischen dieser Summenspannung während
des Ladevorganges und der Summenspannung während der Ladungsunterbrechung.
Die vorliegende Erfindung schafft darüber hinaus ein Verfahren zur
Laderegelung einer wieder aufladbaren Batterie.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf dargestellte Ausführungsbeispiele
beschrieben wurde, ist sie nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Es
ist für
den Fachmann erkennbar, dass Änderungen
oder Modifikationen der Ausführungsformen
ohne ein Abweichen vom Inhalt der vorliegenden Erfindung, wie er
in den beigefügten Ansprüchen definiert
ist, erfolgen können.