FR2486727A1 - Mains powered battery charger with overcurrent switching - uses electronic circuit to measure rectifier or battery voltage and compute and display average voltage per cell - Google Patents

Mains powered battery charger with overcurrent switching - uses electronic circuit to measure rectifier or battery voltage and compute and display average voltage per cell Download PDF

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Abstract

The battery charger comprises a rectifier (2), an automatic current interrupter (12) between the rectifier output and the battery (24) under charge, and a battery voltage measurement and display circuit (16,18). There are two connections to the voltage measuring circuit (16), one (28) from the rectifier output, and the other (34) from the battery terminals through a diode (32) connected in reverse parallel with the current interrupter (12). The diode has its anode connected to the positive battery terminal (22) and allows battery voltage to be displayed in digital format when rectifier output falls below the battery voltage. The electronic circuit (18) performs the operation of division of the total battery voltage by the number of cells in the battery and displays the average voltage per cell.

Description

CHARGEUR POUR BATTERIES D'ACCUMULATEURS
La présente invention concerne les chargeurs pour batteries d'accumulateurs.CHARGER FOR BATTERIES
The present invention relates to chargers for storage batteries.

On sait que ces chargeurs comportent maintenant de façon courante, un système automatique qui arrête la charge et isole la batterie lorsque les caractéristiques de fin de charge sont atteintes (par exemple tension de fin de charge supérieure à 15 V pour une batterie de 12 V). We know that these chargers now routinely include an automatic system which stops charging and isolates the battery when the end of charge characteristics are reached (for example end of charge voltage greater than 15 V for a 12 V battery) .

Ces chargeurs comportent également souvent un système automatique de sécurité qui isole la batterie dans le cas d'erreur de branchement (inversion de polarité des pinces du chargeur sur les bornes de la batterie) ou lorsque le chargeur n'est pas raccordé au réseau d'alimentation. These chargers also often include an automatic safety system which isolates the battery in the event of a connection error (reversal of polarity of the clips of the charger on the battery terminals) or when the charger is not connected to the mains. food.

Enfin, ces chargeurs comportent généralement un appareil de mesure (voltmètre/ampèremètre) permettant de contrôler les caractéristiques de la batterie à vide et en charge. Finally, these chargers generally include a measuring device (voltmeter / ammeter) allowing the characteristics of the empty and charged battery to be checked.

La présente invention concerne plus particulièrement les chargeurs équipés de tels systèmes de sécurité et de contrôle. The present invention relates more particularly to chargers equipped with such security and control systems.

Jusqu'à présent, le ou les appareils de mesure (volt- mètre/ampèremètre) montés sur ces chargeurs étaient des appareils classiques à cadran et aiguille, mais il a paru maintenant souhaitable de les remplacer par des appareils de mesure à affichage numérique dont la lecture est plus facile et la précision meilleure. Until now, the measuring device (s) (voltmeter / ammeter) mounted on these chargers were conventional dial and needle devices, but it has now appeared desirable to replace them with measuring devices with digital display whose reading is easier and accuracy better.

Cependant, il est apparu que ce simple changement du type de l'appareil de mesure présentait un inconvénient car il ne permettait plus d'utiliser le chargeur pour mesurer la tension de la batterie sans avoir au préalable raccordé le chargeur au réseau. However, it appeared that this simple change in the type of measuring device had a drawback because it no longer allowed the charger to be used to measure the battery voltage without having first connected the charger to the network.

On perdait ainsi la possibilité d'utiliser le chargeur comme "testeur" de batterie autonome. Ceci provenait du fait que le circuit électronique d'alimentation régulée de l'appareil de mesure à affichage numérique est normalement alimenté à partir du réseau par le circuit redresseur du chargeur, alors que les appareils classiques à cadran et aiguille pouvaient être directement alimentés par la batterie. meme si le chargeur n'était pas raccordé au réseau.  The possibility of using the charger as a "battery tester" was thus lost. This was due to the fact that the regulated electronic supply circuit of the digital display measuring device is normally supplied from the network by the rectifier circuit of the charger, whereas conventional dial and needle devices could be directly supplied by the drums. even if the charger was not connected to the network.

L'invention a pour but de remédier à cet inconvénient et de permettre d'utiliser, comme appareil autonome de contrôle d'une batterie, un chargeur équipé des systèmes automatiques de sécurité précités et d'appareils de mesure à affichage numérique. The object of the invention is to remedy this drawback and to make it possible to use, as an autonomous device for controlling a battery, a charger equipped with the abovementioned automatic safety systems and measuring devices with digital display.

L'invention a pour objet un chargeur de batterie du type précité, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de mesure voltmétrique comportant un circuit électronique de mesure et un appareil de mesure à affichage numérique, ledit dispositif étant branché entre le circuit d'alimentation et de redressement du chargeur et le circuit de coupure automatique, et en ce qu'une diode est branchée en parallèle sur ledit circuit de coupure automatique, ladite diode autorisant le passage d'un courant d'alimentation en provenance de la batterie vers le dispositif de mesure lorsque le circuit d'alimentation et de redressement du chargeur n'est pas raccordé au réseau. The subject of the invention is a battery charger of the aforementioned type, characterized in that it comprises a voltmetric measuring device comprising an electronic measuring circuit and a measuring device with digital display, said device being connected between the circuit supply and rectification of the charger and the automatic cut-off circuit, and in that a diode is connected in parallel to said automatic cut-off circuit, said diode authorizing the passage of a supply current from the battery to the measuring device when the charger supply and rectification circuit is not connected to the network.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit et à l'examen de la figure unique qui représente schématiquement les divers éléments du chargeur suivant l'invention. The invention will be better understood with the aid of the description which follows and on examining the single figure which schematically represents the various elements of the charger according to the invention.

Le chargeur de batterie 1 comprend les éléments classiques suivants qui sont seulement représentés de façon schématique sur la figure : un circuit d'alimentation-redressement 2, constitué essentiellement par un transformateur abaisseur de tension 4, dont le primaire peut être raccordé au réseau (par exemple à 220 V) au moyen d'un cordon 6 et d'une fiche 8, et par un pont redresseur 10; un circuit automatique 12 de coupure du courant de charge et éventuellement de sécurité contre les fausses manoeuvres, qui comporte essentiellement un relais 14; un circuit électronique de mesure 16 qui comprend essentiellement un appareil de mesure 18 à affichage numérique et son circuit classique d'alimentation régulée (non représente); deux pinces 20-20' pour raccorder au chargeur les bornes 22-22' d'une batterie 24; ainsi que les différents conducteurs de liaison 26-28-30 entre les éléments précités.  The battery charger 1 comprises the following conventional elements which are only shown schematically in the figure: a supply-rectification circuit 2, essentially consisting of a step-down transformer 4, the primary of which can be connected to the network (by example at 220 V) by means of a cord 6 and a plug 8, and by a rectifier bridge 10; an automatic circuit 12 for cutting the load current and possibly for safety against false operations, which essentially comprises a relay 14; an electronic measurement circuit 16 which essentially comprises a measurement device 18 with digital display and its conventional regulated supply circuit (not shown); two clamps 20-20 'to connect the terminals 22-22' of a battery 24 to the charger; as well as the various connecting conductors 26-28-30 between the aforementioned elements.

Le circuit d'alimentation 2 fournit, à partir de la tension du réseau un courant redressé Ic permettant de charger la batterie et un courant IM1 alimentant le circuit électronique de mesure. The supply circuit 2 supplies, from the mains voltage, a rectified current Ic making it possible to charge the battery and a current IM1 supplying the electronic measurement circuit.

Le relais 14 du circuit automatique de coupure 12 a pour fonction, au cours de la charge, de couper le circuit de charge 26-30 lorsque le niveau de tension de fin de charge de la batterie est atteint (par exemple 15 V pour une batterie 12 V). Lorsque le cordon d'alimentation 6 du chargeur n'est pas raccordé au réseau, le relais 14 n'est pas alimenté et son interrupteur est normalement ouvert (position représentée sur la figure). The relay 14 of the automatic cut-off circuit 12 has the function, during charging, of cutting the charge circuit 26-30 when the end of charge voltage level of the battery is reached (for example 15 V for a battery 12 V). When the charger power cord 6 is not connected to the network, the relay 14 is not supplied and its switch is normally open (position shown in the figure).

Pour assurer certaines autres fonctions de sécurité, le circuit automatique de coupure 12 peut être aussi agencé, de façon classique, pour que son relais 14 s'ouvre (ou reste en position ouverte) si les pinces 20-20' sont inversées sur les bornes 22-22' , si les pinces 20-20' ne sont pas raccordées à la batterie ou si les pinces 20-20' sont en courtcircuit. To ensure certain other safety functions, the automatic cut-off circuit 12 can also be arranged, in a conventional manner, so that its relay 14 opens (or remains in the open position) if the clamps 20-20 ′ are reversed on the terminals 22-22 ', if the 20-20' clamps are not connected to the battery or if the 20-20 'clamps are short-circuited.

Le circuit de mesure 16, qui est branché entre le circuit d'alimentation 2 et le circuit automatique de coupure 12, a essentiellement pour fonction d'indiquer, sur l'appareil 18 à affichage numérique, la tension aux bornes de la batterie. Mais il peut être plus simple d'afficher la tension moyenne par élément (par exemple 2V12 pour une batterie de 12 V dont la tension totale aux bornes serait 12 V 72) comme cela est représenté sur la figure.  The measurement circuit 16, which is connected between the supply circuit 2 and the automatic cut-off circuit 12, essentially has the function of indicating, on the device 18 with digital display, the voltage across the terminals of the battery. But it may be simpler to display the average voltage per element (for example 2V12 for a 12 V battery whose total voltage at the terminals would be 12 V 72) as shown in the figure.

En plus, comme cela est classique, le circuit et l'appareil de mesure peuvent avoir une fonction de mesure ampèremétrique pour indiquer la valeur du courant de charge. In addition, as is conventional, the circuit and the measuring device can have an amperometric measurement function to indicate the value of the charging current.

Un commutateur VOLTMETRE/AMPEREMETRE (non représenté sur la figure) est alors prévu sur le chargeur.A VOLTMETER / AMPEREMETER switch (not shown in the figure) is then provided on the charger.

Avec les éléments qui viennent d'être décrits et avec les conducteurs de liaison 26-28-30 nécessaires mentionnés ci-dessus, le chargeur assure toutes les fonctions souhaitées pour la charge, la coupure automatique de la charge, la mesure de la tension (et éventuellement de l'intensité) de charge, et pour les diverses sécurités prévues.  With the elements which have just been described and with the necessary connection conductors 26-28-30 mentioned above, the charger performs all the desired functions for charging, automatic cut-off of the charge, measurement of the voltage ( and possibly the intensity) of charge, and for the various safety measures provided.

Mais, comme on le voit sur la figure, il ne serait pas possible d'utiliser un tel chargeur comme appareil de mesure autonome pour "tester" la tension de la batterie, lorsque le cordon 6 n'est pas raccordé au réseau. En effet, le circuit d'alimentation de l'appareil de mesure 18 ne serait alors alimenté ni par le circuit d'alimentation et de redressement 2 (puisque le cordon 6 n'est pas raccordé au réseau) ni par la batterie 24 (puisque le relais 14 est en position ouverte et isole la batterie). However, as can be seen in the figure, it would not be possible to use such a charger as a stand-alone measuring device for "testing" the voltage of the battery, when the cord 6 is not connected to the network. Indeed, the supply circuit of the measuring device 18 would then be supplied neither by the supply and rectification circuit 2 (since the cord 6 is not connected to the network) nor by the battery 24 (since relay 14 is in the open position and isolates the battery).

Dans la pratique, une telle possibilité est intéressante car l'utilisateur peut désirer vérifier, à l'aide de son appareil, et même sans être à proximité d'un raccordement au réseau, si sa batterie a besoin ou non d'être rechargée. In practice, such a possibility is interesting because the user may wish to check, using his device, and even without being close to a connection to the network, whether or not his battery needs to be recharged.

La présente invention permet d'utiliser le chargeur comme "testeur autonome de batterie" , bien que le chargeur soit équipé d'un appareil de mesure à affichage numérique. The present invention allows the charger to be used as a "stand-alone battery tester", although the charger is equipped with a digital display measuring device.

L'invention consiste à utiliser la batterie elle-même comme source d'alimentation du circuit et de l'appareil de mesure 16-18, lorsque le chargeur n' est pas raccordé au réseau. The invention consists in using the battery itself as a power source for the circuit and for the measuring device 16-18, when the charger is not connected to the network.

Pour obtenir ce résultat on a prévu une diode 32 branchée en parallèle, par des conducteurs 34-34', sur le circuit de coupure automatique et de sécurité 12.To obtain this result, a diode 32 is provided, connected in parallel, by conductors 34-34 ', to the automatic cut-off and safety circuit 12.

Lorsque les pinces 20-20' sont branchées aux bornes de la batterie 24, la diode 32 autorise alors le passage d'un courant d'alimentation 1N2 pour le circuit de mesure 1Q, permettant ainsi l'emploi du chargeur comme "testeur autonome de batterie", c' est-à-dire sans que le chargeur soit raccordé au réseau. When the clamps 20-20 'are connected to the terminals of the battery 24, the diode 32 then authorizes the passage of a supply current 1N2 for the measurement circuit 1Q, thus allowing the charger to be used as a "stand-alone tester battery ", that is to say without the charger being connected to the network.

I1 est à noter que le chargeur suivant l'invention, avec les branchements tels qu'ils ont été décrits et représentés sur la figure, permet également de vérifier si la tension du réseau-est normale. En effet, il suffit, avant de raccorder les pinces 20-20' à la batterie, de connecter la fiche 8 du cordon 6 dans une prise de courant du réseau 220 Vet de lire l'appareil de mesure à affichage numérique 18 dont l'indication est proportionnelle à la tension du réseau. Par exemple, avec un appareil réglé pour indiquer la tension par élément de batterie (comme il a été décrit précédemment, la lecture 1,7 correspondra à une tension réseau normale de 220 V ; 1,9 à une tension de 240 V; 1,5 à une tension faible de 200 V. It should be noted that the charger according to the invention, with the connections as they have been described and shown in the figure, also makes it possible to check whether the network voltage is normal. Indeed, it is enough, before connecting the clamps 20-20 'to the battery, to connect the plug 8 of the cord 6 into an outlet of the 220 V network and to read the measuring device with digital display 18 whose indication is proportional to the mains voltage. For example, with a device set to indicate the voltage per battery cell (as described above, the reading 1.7 will correspond to a normal network voltage of 220 V; 1.9 to a voltage of 240 V; 1, 5 at a low voltage of 200 V.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme deal'art, suivant les applications envisagées, et sans sortir pour cela du cadre de l'invention.  Of course, the invention is in no way limited to the embodiment described and shown, it is capable of numerous variants accessible to man deal'art, depending on the applications envisaged, and without departing from the scope of the invention .

Claims (3)

REVENDICATIONS 1 - Chargeur pour-batterie d'accumulateur du type qui comprend : un circuit (2) d'alimentation et de redressement raccordable à un réseau électrique; un circuit (12) de sécurité et de coupure automatique du courant de charge interposé entre le circuit (2) et une batterie (24 ) à charger; et un dispositif voltmétrique de mesure de la tension aux bornes de ladite batterie, ledit chargeur étant caractérisé - en ce que ledit dispositif voltmétrique comprend un circuit électronique de mesure (16) et un appareil de mesure (18) à affichage numérique de la tension mesurée - en ce que ledit dispositif est branché entre le circuit (2) d'alimentation et de redressement et le circuit (12)de coupure automatique - et en ce qu'une diode (32) est branchée en parallèle sur le circuit de coupure automatique (12), ladite diode autorisant le passage d'un courant d'alimentation en provenance de la batterie vers le dispositif de mesure lorsque le circuit d'alimentation (2) n'est pas raccordé au réseau. 1 - Charger for accumulator battery of the type which comprises: a supply and rectification circuit (2) connectable to an electrical network; a circuit (12) for safety and automatic cut-off of the charging current interposed between the circuit (2) and a battery (24) to be charged; and a voltmeter device for measuring the voltage across said battery, said charger being characterized - in that said voltmeter device comprises an electronic measuring circuit (16) and a measuring device (18) with digital display of the measured voltage - in that said device is connected between the circuit (2) supply and rectification and the circuit (12) of automatic cut - and in that a diode (32) is connected in parallel to the automatic cut circuit (12), said diode authorizing the passage of a supply current from the battery to the measuring device when the supply circuit (2) is not connected to the network. 2 - Chargeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif voltmétrique de mesure est agencé de façon que l'appareil de mesure (18) à affichage numérique affiche un chiffre correspondant à la tension totale de la batterie divisée par le nombre d'éléments de la batterie, c'est-à-dire la tension moyenne par élément. 2 - Charger according to claim 1, characterized in that the voltmetric measuring device is arranged so that the measuring device (18) with digital display displays a figure corresponding to the total voltage of the battery divided by the number of battery cells, i.e. the average voltage per cell. 3 - Chargeur suivant l'une des revendications lou 2, caractérisé en ce que le dispositif électonique de mesure comporte une fonction "VOLTMETRE" et une fonction "ANPERNNETRE" sélectionnables au moyen d'un commutateur 3 - Charger according to one of claims lou 2, characterized in that the electronic measuring device comprises a "VOLTMETER" function and a "ANPERNNETRE" function selectable by means of a switch manuel.  manual.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0157070A1 (en) * 1983-10-01 1985-10-09 Bertil Ekberg & Co. Charging device

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